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摘要:电力系统的建设质量直接关系到人们的生活便利性，因此我们必须要对电力系统的有关设计问题进行研究，其中又以高压电缆输电线路设计为重中之重，其是电力系统的重要构成部分，影响着电力系统能否正常运作。本文首先阐述了目前高压电缆输电线路设计中存在的问题，而后从线路设计的具体策略方面入手提出几个要点，希望能有效提升我国高压电缆输电线路设计质量。
关键词：电力系统；高压电缆；输电线路设计
引言
近年来，中国的科学技术水平不断取得新的发展，人们的生活质量越来越高，对于电力能源的需求量也逐渐增加，电力系统高压电缆输电线路的设计质量，直接影响着电能供应情况，因而我们需要给予其足够的重视并且对其进行深入分析。
1高压电缆输电线路设计存在的诸多问题
第一，高压电缆输电线路的外部破坏问题十分严重，在实际的电网运行中并不少见。近几年我国的城乡经济发展速度不断提升，许多高压电缆保护区内部都被当地居民违规建设了房屋，这就导致高压输电线路和房屋顶部的垂直距离变小，造成严重的安全隐患。除此之外，在房屋建筑的过程中，施工人员很可能不慎触碰到电力线路最终导致安全事故；发生大规模降水或雷暴天气的时候，高压输电线路保护区内极易发生接地事故等等，诸如此类的外部破坏问题都会造成高压输电线路的运行问题。其二，输电线路路径选择不合理也是现存的严重问题。高压电缆输电线路的设计中，最重要的就是要选择合适的布线位置和线路，其决定着高压电缆输电线路能否顺利布设。所以说在设计时务必要保障线路选择的科学性。但是在实际的设计工作中我们发现，很多设计人员参考的仍然是过去的行业规范，但是该设计标准都是根据当时的建筑高度、城镇建设程度确定的，在今天显然已经不再具有可行性，如果仍旧按照该标准进行设计，其整体的安全性必定存在隐患。最后，输电线路巡视处理困难不容忽视。高压输电线路的重要性不言而喻，如何确保其稳定安全运行是我们进行设计工作的时候必须要考虑的问题。但是在实际的运行中不难发现，高压输电线路的检修存在许多难点，举个例子来说，近几年我国矿业开采导致的地下空洞问题十分严重，输电线路检修人员在巡视的过程中无法发现地下的空洞，但是输电线路杆塔始终在不断的沉降，最终将会造成绝缘子串和地线线夹迈步等一系列安全问题，更严重的情况下可能会出现电气安全距离缩短，最终导致高压输电线路的运行事故。
2电力系统中高压电缆输电线路设计
高压电缆输电线路往往处在没有保护的露天环境中，其除了要承受原有的机械损伤和电力负荷之外，还要应对自然环境下的降水、大风、沉降等问题，而这一系列的破坏因素都会使高压输电线路的元件发生损坏、线路出现侵蚀，最终造成运行安全问题。因此，我们在进行设计的时候，必须要考虑到这些因素，并且采取相应措施提升线路设计质量，从而确保我国高压输电线路的稳定运行。
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2.1外部保护层设计
电力系统中高压电缆的电压往往都大于110千伏，在这种高压线路设计中我们通常会选择聚乙烯或者聚氯乙烯作为外部保护层。就现阶段来看，如果单论防水性能，在外部金属保护层可选择的材料中，铅合金具有突出优势，另外其稳定性也比较好，不容易发生锈蚀，但是综合考虑起来其比重较大也不耐机械损伤，在安装的时候很容易出现破损，相比较而言铝金属制品的导电性更好，短路电流容量较大。从外部绝缘保护层的角度分析，聚氯乙烯耐风化的能力更强，在应对极端环境的时候稳定性比较突出，同时在发生燃烧的时候会产生阻燃的氯气，能有效阻碍火情蔓延。因此在实际的设计工作中，设计人员在选择外部保护层的时候应该尽可能选择聚乙烯绝缘层与铝护套的有效结合。
2.2回流线设计
回流线的选择和布置非常重要，因而我们需要对其进行细致研究:首先，在选择回流线的过程中，需要参照《电力工程电缆设计规范》（GB50217-2007），110kV及以上单芯电缆金属护层单点直接接地，如果系统短路使电缆金属护层上的工频感应电压超出其绝缘耐受强度，或者需要对电缆周边弱电线路电气干扰强度进行抑制，需将回流线装设于一端互联并接地线路中。如果发生单相接地短路故障，短路电流可通过回流线流回系统中性点，产生的磁通对部分电缆导线接地电流产生的磁通进行抵消。故而，装设回流线，不仅能够使短路故障时的感应电压降低，而且能够避免电缆线路周边信号电缆的感应电压过大。选择回流线时，依据最大暂态电流背景下的热稳定要求对截面进行考量。并在回流线上设置防腐层，以对回流线腐蚀问题进行有效规避。具体操作中，回流线都是常规10kV电缆或LGJ导线。其次，在布置回流线的时候，需要在电缆线路附近布置回流线：①电缆三相品字形布置，高压电缆敷设难度较大，可在电缆品字两肩上对回流线进行布置，在半长处换位一次；②长电缆线路交叉互联，如果电缆线路比较长，可进行单元划分，将各单元分为均匀的三段，进行三相交叉互联，且线路两端金属护层接地，其电阻低，几何平均半径大；③在发电厂或变电所对电缆线路任一终端进行设置，具体操作中经常忽视回流线和电中性线接地连接部位。
2.3直线接地端的设计
在选择接地端的时候也有诸多注意事项:首先，要求线路为电缆材质，在线路结束处进行接地；其次，电缆的某一端需和架空线进行连接，而后在此位置进行直线接地，而在另一边也设置电压限制设备，保证电缆的安全运行；最后，如果出于实际设计需求不得不将电缆与架空线两端相接，那么则需要在架空线雷击高发点设计接地端。
2.4绝缘分割交叉互联设计
高压输电线通常有着更长的长度，在运行中通过的电流也比较大，因此在进行接地的时候如果仅仅在某一端口接地其安全性很难得到保障。在实际设计中，我们通常利用普通接头对电缆金属护套和绝缘层进行分割，保证每一个部分的长度和绝缘性都符合安全标准。而后，将每一部分均匀分成三段，利用绝缘接头对其进行屏蔽处理，形成三个连续的回路，这种独特的连接方式能够更好的保障高压电缆输电线路的安全性。
2.5铺设方式的选择
高压电缆输电线路的铺设方式也是设计中重要的一环，具体来说可以分成电缆隧道和电缆沟这两种铺设方式。首先，电缆隧道的特点就在于其内部空间充足，无论是在其内部架设设备还是进行施工都比较方便，目前我国110千伏以上的高压输电线路普遍采用这种铺设方法。其次，电缆沟的优势在于其节约空间避免不必要的地下空间浪费，其在运行中的通风采光都借助自然条件进行，但是在运行一段时间以后，其上覆盖的盖板很容易出现断裂问题，而后地表水将很容易渗漏入电缆沟内，最终导致高压电缆输电线路的绝缘性能下降。两种方法各有优势也各有不足，所以在实际的设计工作中，设计人员需要根据输电线路的实际情况选择合适的铺设方法。
结语
总而言之，高压电缆输电线路的设计受到诸多外在因素的影响，整体设计难度很高，但同时其又关系到我国经济社会的稳定发展。所以说在今后的设计工作中，有关人员应进一步投入更多的精力和时间，争取找到行之有效的设计策略，为保障我国电力系统稳定运行做出贡献。
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论文作者:邝铠欣
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/11
标签：电缆论文; 线路论文; 高压论文; 电力系统论文; 保护层论文; 电缆沟论文; 电流论文; 《防护工程》2018年第36期论文;