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电力电缆附属设施及设计要点简述-交联聚乙烯绝缘电缆线路

2021-06-28

  01、前言

  在城镇居民密集的地方,在高层建筑内及工厂厂区内部,或在其他有腐蚀性气体和易燃、易爆的场所,考虑到安全和市容美观的问题以及受地理位置的限制,不宜架设甚至有些场所规定不准架设架空线路时,就需要使用电力电缆线路。

  电缆线路 指由 电缆、 附件、 附属设备 及 附属设施 所组成的整个系统。

  电缆系统 指由电缆和安装在电缆上的附件构成的系统。

  电缆附件 是连接电缆与输配电线路及相关配电装置的产品,一般指电缆线路中各种电缆的中间连接及终端连接的中间接头和终端头。

  附属设备 指与电缆系统起形成完整电缆线路的附属装置与部件,包括 油路系统、交叉互联系统、接地系统、监控系统 等。

  附属设施 指与电缆系统一起形成完整电缆线路的土建设施,主要包括电缆隧道、电缆竖井、排管、工井、电缆沟、电缆桥、电缆终端站 等。

  下面根据以上将分为电缆系统(分为电缆 、附件)、附属设备及附属设施进行分期专题介绍,上期介绍了附属设备的电缆监控系统,本期继续介绍附属设施。

  附属设施 指与电缆系统一起形成完整电缆线路的土建设施,主要包括电缆隧道、电缆竖井、电缆排管、水平定向钻、顶管、工井、电缆沟、电缆桥、电缆终端站
等。

广东电缆厂

  02、直埋

  把电缆放入开挖好的壕沟或预制槽盒中,沿线在电缆上下铺设一定厚度的细砂或土,然后盖上保护板或槽盒盖, 最后回填, 穷实与地面齐平的敷设方式叫电缆 直埋
敷设。

  电缆直埋敷设一般用于电缆数量少、敷设距离短、地面荷载比较小的地方。路径应选择地下管网较少、不易经常开挖和没有腐蚀土壤的地段。

  ※ 优点:

  电缆敷设后本体与空气不接触,防火性能好。此敷设方式容易实施、投资少。

  ※ 缺点:

  但此敷设方式抗外力破坏能力差,电缆敷设后如进行电缆更换,则难度较大。

  ※ 设计要点

  (1)
直埋敷设电缆通道起止点、转弯处及沿线在地面上应设明显的电缆标识,且标识应设置在直埋段电缆两侧,反映直埋段电缆宽度,警示及掌握电缆路径的实际走向。电缆上方沿线土层内应铺设带有电力标识的警示带。

  (2) 直埋敷设于非冻土区时,电缆表面距地面不应小于0.7m,当位于行车道或耕地时,
应适当加深,且不应小于1.0m,在引入建筑物、与地下建筑物交叉时浅埋,但应采取保护措施。直埋敷设于冻土区时,宜埋入冻土层以下;当无法深埋时可埋设在土壤排水性好的干燥冻土层或回填土中,也可采取防止电缆受到损伤的措施。

  (3) 电缆间应采取有效隔离措施,严禁不同相电缆表面直接接触。

  (4)
直埋敷设的电缆应沿其上、下紧邻侧全线铺以厚度不小于100mm的细砂或土,并在其上覆盖宽度超出电缆两侧各50mm的保护板。电缆敷设于预制钢筋混凝土槽盒时,应先在槽盒内垫厚度不小于100mm的细砂或土,敷设电缆后,用细砂或土填满槽盒,并盖上
槽盒盖。

  (5) 不得采用无防护措施的直埋方式。

  03、排管

  按规划电缆根数开挖壕沟一次建成多孔管道的地下构筑物为电缆排管。

  电缆排管敷设是将电缆敷设在预先埋设于地下管道中的一种电缆安装方式, 一般适用于电缆与公路、 铁路交叉处, 通过城市道路且交通繁忙、
敷设距离长且电力负荷比较集中的地段。

  ※ 优点:

  施工快捷, 受外力破坏的影响少、 占地小, 能承受大的荷重。电缆排管土建部分施工完毕后, 电缆施放简单。

  ※ 缺点:

  电缆不易弯曲, 其热伸缩会引起金属护套的疲劳, 电缆散热条件差。

  ※ 设计要点

  (1) 排管所需孔数除按电网规划敷设电缆根数外,宜预留备用孔供更新电缆用。排管内径不应小于电缆外径的 1.5 倍, 且不宜小于
150mm。管材内部应光滑无毛刺, 管口应无毛刺和尖锐棱角。用于敷设单芯电缆的管材应选用非铁磁性材料。

  (2) 在排管中设置工作井的间距必须按敷设在同一道保护管中质量最大、 允许牵引力和允许侧压力最小的一根电缆计算决定, 且每段排管的长度不宜大于
150m。

  (3) 排管应采用(钢筋)混凝土包封。排管之间宜采用管枕结构, 上、下层排管净距不得小于 60mm。

  (4) 排管上方沿线土层内应铺设带有电力标识警示带, 宽度不小于排管, 地面应设置明显的警示标识。

  04、工井

  工作井(简称工井),为供作业人员出入、 安装接头或牵引电缆用的构筑物。

  电缆工作井敷设方式与电缆直埋、 电缆沟、电缆排管及隧道等敷设方式进行相互配合使用, 适用于变电站出线, 主要街道, 多种电压等级、电缆较多,
道路弯曲, 电缆沟盖板无法开启等区域。运行人员可在封闭式工作井井内运维检修,检修、 变换电缆方便, 灵活多样, 转弯方便, 可敷设较多回路的电缆,
电缆运行环境好。

  ※ 设计要点

  (1) 电缆工作井间距应根据电缆施工时的敷设方式及允许牵引力设置。 在电缆转弯及接头处应设置电缆工作井。

  (2) 电缆工作井位置应尽量布置于绿化带、 人行道上, 如无法满足上述条件必须设置在快车道上时,
电缆工作井盖板应考虑加强,使用铸铁盖板时应考虑防盗;设置在绿化带内时, 工作井出口处高度应高于绿化带地面不小于300mm,
地势低洼地带应适度提高出口高度。

  (3) 封闭式电缆工作井的净高不小于1900mm, 通道宽度不小于600mm(条件允许时通道宽度可取1000mm), 应设置2个人孔,
且人孔应避开电缆正上方。电缆沟工作井底部纵向坡度不应小于 0.5%,并在最低点处设置集水坑。

  (4) 电缆工作井应为钢筋混凝土结构, 可采用现浇和预制2种型式, 混凝土等级不小于 C30。预埋件与土建同步实施,接地电阻不大于10Ω。

  (5) 电缆工作井井盖应符合 GB/T 23858-2009《检查井盖》的要求, 尺寸应标准化, 应具有防水、 防盗、 防滑、 防位移、
防坠落等功能, 宜采用智能型井盖。

  (6) 电缆工作井内所有电缆均应敷设于支架上, 支架不宜采用膨胀螺栓固定, 宜采用焊接于预埋件上的组装式支架。

  05、电缆沟

  电缆沟 为封闭式、 盖板可开启的电缆构筑物, 盖板与地坪相齐或稍有上下。

  电缆沟敷设方式与电缆直埋、 电缆排管及隧道等敷设方式进行相互配合使用, 适用于变电站出线, 主要街道, 多种电压等级、 电缆较多, 道路弯曲,
地坪高程变化较大的地段。

  ※ 优点:

  检修、 变换电缆较方便, 灵活多样, 转弯方便, 可根据地坪高程变化调整电缆敷 设高程, 可敷设较多回路的电缆, 散热性能较好。

  ※ 缺点:

  造价相对直埋和排管高, 可开启式缆沟施工检查及更换电缆时须搬运大量盖板,施工时外物不慎落入沟时易将电缆碰伤, 密闭式缆沟运行检修较困难。

  ※ 设计要点

  (1) 电缆沟应采用钢筋混凝土形式,不得采用砖砌形式。其伸缩(变形)缝应满足密封、防水、 适应变形、 施工方便、 检修容易等要求, 施工缝、 穿墙管、
预留孔等细部结构应采取相应的止水、 防水措施。

  (2) 电缆沟的齿口边缘应有角钢保护, 钢筋混凝土盖板应用角钢或槽钢包边, 电缆沟盖板应内置一定数量的供搬运、 安装用的拉环。

  (3) 电缆沟内施工通道的净宽应不小于500mm。

  (4) 电缆支架沿侧墙布置, 立铁垂直于底板安装, 纵向应平顺, 各支架的同层横档应在同一水平面上;材质以普通钢材为主, 支架表面进行防腐处理,
防腐层应牢固且耐久稳定;相布置的单芯电缆, 电缆支架应采用非铁磁性材料。在不增加电缆导体截面且满足输送容量要求的前提下, 电缆沟内可回填细砂或土。

  (5) 电缆沟应能实现排水通畅, 电缆沟的纵向排水坡度不应小于0.5%, 且应在标高最低部位设集水坑。坑顶宜设置保护盖板, 盖板上设置泄水孔。

  (6) 盖板下沉式的电缆沟宜沿线每隔一定距离设一处检修人孔。

  (7) 电缆沟应合理设置接地装置, 接地电阻应小于5Ω。

  06、水平定向钻(拉管)

  适用于穿越小管径、 短距离城市道路、 河流等不能明挖的电缆路段。水平定向钻施工相对较简单、 工期短, 但管径小、 穿越距离有限。

  ※ 设计要点

  (1)水平定向钻长度不宜超过150m; 特殊情况需超过150m时, 应校核电缆施工时的允许牵引力, 并制订专项方案报运检部门批准。

  (2) 水平定向钻宜选用MPP管材,环刚度不宜小于10kN/m2,管材壁厚不宜小于12mm。

  (3) 水平定向钻两端应直接进入工井, 进入角度应小于10°,特殊施工有困难的地段允许不大于15° ,且于两端井的中下部引出。

  (4) 水平定向钻与工井衔接处应采取有效措施减小电缆的弯曲受力。

  (5) 所有水平定向钻管孔未启用时, 必须进行防水封堵,同时放置牵引绳。

  07、桥架

  电缆支架 用于支持和固定电缆,通常由整体浇注、型材经焊接或紧固件联接拼装而成的装置。

  适用于跨越宽度较小的河道、 河沟段。

  ※ 优点:

  采用钢衔架结构, 结构稳定, 施工方便, 电缆在桥内敷设于保护管内,电缆运行环境好。

  ※ 缺点:

  由于为钢析架结构, 需要不定期地进行防腐、 防锈处理。电缆专用桥架设于桥梁侧面, 对市政环境有一定的影响。

  ※ 设计要点

  (1) 电缆桥架的高度应符合相关管理部门的要求, 电缆专用桥宜进行外立面美化处理,使之与周边环境相融合, 外立面材料应选用防火材料。

  (2) 桥架的两端应设防跨栏装置。

  (3) 金属制桥架系统应设置可靠的电气连接并接地。采用玻璃钢桥架时, 应沿桥架全长另敷设专用接地线。

  (4) 电缆桥架钢材应平直, 无明显扭曲、 变形, 并进行防腐处理, 连接螺栓应采用防盗型螺栓。

  (5) 振动场所的桥架系统, 包括接地部位的螺栓连接处, 应装设弹簧垫圈, 电缆固定应考虑防振措施。

  08、顶管(小口径)

  小口径顶管宜适用于110kV电压等级电力电缆通道, 用于穿越小管径地下管线、 短距离城市道路、 河流等不能明挖的电缆路段。

  ※ 优点:

  施工工艺成熟, 电缆敷设、 运行环境好, 防外破能力强。

  ※ 缺点:

  两端工作井占地较大, 井位选择困难, 对其他管线有 定的影响, 与水平定向钻相比, 施工周期较长, 工程造价较高。

  ※ 设计要点

  (1) 小口径顶管口径 般不大于1.2m, 长度不宜大于150m; 长度超过150m时, 可增大口径或增设电缆工作井,
同时应校核电缆施工时的允许值;顶管管片宜采用钢筋混凝土。

  (2) 小口径顶管两端顶管井尺寸应满足电缆敷设施工和其他附属设施安装要求。电缆在顶管井内采用水平支架和垂直支架敷设时, 必须满足电缆弯曲半径的要求,
所有支架应可靠接地, 接地电阻不大于4欧。

  (3) 小口径顶管敷设规模 般不大于4回110kV, 顶管内设置电缆保护管,
管材材质宜采用MPP材质管。电缆保护管宜采用无磁材料支架固定,支架间距宜2m设置1道。

  (4) 电缆保护管伸出顶管口不宜大于0.5m且平直,顶管两端电缆保护管孔位需并排布规整。所有保护管未启用时, 必须进行防水封堵。

  (5) 顶管两端顶管井净深超过3m时应设楼梯, 楼梯高度超过5m时,
应每隔3m设置休息平台,并应有防止人员坠落措施。顶管井内应预留更换电缆和支架的操作空间和检修通道。

  09、隧道

  电缆隧道 是指用于容纳大量敷设在电缆支架上的电缆的走廊或隧道式构筑物。

  电缆隧道除了让隧道能更好地保护电缆,还能够使人们对电缆的检查和维修都很方便。按其施工方法一般分为明挖隧道、暗挖隧道两种、暗挖又分顶管隧道、盾构隧道、矿山隧道,除开这两种外现在还有沉管隧道等。

  ※ 优点:

  能可靠的防止外力破坏。敷设时不受外界条件影响。寻找故障点方便,修复,恢复送电快。

  ※ 缺点:

  建设隧道工作量大,土建材料量大;工期长,建设费用大;占地面积大;与其他地下构筑物交叉不易避让,附属设施。

  矿山隧道

  用于隧道埋深较深、土层具有一定自稳能力、无水条件的地段。

  ※ 优点:

  施工工艺较盾构法简单,施工过程中对地面环境影响小,造价适中。

  ※ 缺点:

  人工操作施工危险性大,施工工期长,地面沉降不易控制,在穿越重要地面构筑物、场地地质条件和水质情况不理想的地段需采用控制沉降加固、支护技术措施,如超前注浆加固、降水等,造价大幅提高。

  盾构隧道

  用于隧道埋深度较深、土层较厚、隧道断面单一的地段。

  ※ 优点:

  施工速度快,施工安全性好,施工过程中地面沉降控制可靠,适用于各种土质水质条件(岩石基层除外),结构质量可靠,防水性能好,施工过程中对地面环境影响小。

  ※ 缺点:

  盾构施工设备复杂昂贵,断面尺寸单一,不易调整,平面及纵向转弯困难,工程造价相对较高。

  顶管隧道

  适用于城区内埋深较大、 地质复杂等不宜用明挖法建造隧道的地带。顶管 管材分为钢 管和混凝土 管,
钢管宜用于外径小于2.5m、长度小于2000m的隧道,混凝土管宜用于外径小于4m、长度小于1000m的隧道。

  土体承载力小于30kPa, 岩体强度大于15MPa, 土层中砾石含量大于 30%或粒径大于200mm的砾石含量大于5%,江河中覆土层渗透系数大于等
于10-2cm/s等,不适合采用顶管隧道。

  ※ 优点:

  施工占地面积小,投资适中,且对周边环境影响小,作业人员相对较少,短距离推进更为经济。

  ※ 缺点:

  不适应超长距离,平面及纵向转弯困难,不适用于大断面。

  沉管隧道

  钢沉管隧道采用基槽水下开挖, 钢管整体浮运、下沉, 混凝土水下浇筑、外包抗浮及保护的方式进行施工。钢沉管隧道的设计,
必须符合工程河段规划航道等级规定的航道尺度要求, 同时不影响河道行洪。

  ※ 优点:

  管道结构质量易控制、隧道现场的施工期短、工程造价较低。

  ※ 缺点:

  对外界和环境影响大。

  10、终端杆(塔)、场(站)

  电力电缆与架空线路的连接,可以采用电缆登杆(塔),也可以采用电缆终端站(场)方式。

  电缆终端杆(塔) 用于支撑、固定电缆终端,保证终端间安全距离以及与架空线有效连接的杆或塔。

  电缆终端站(场) 用于支撑、固定电缆终端,保证终端间安全距离以及与架空线有效连接,与外界相对隔离的区域。

  电缆登杆(塔)应设置电缆终端支架(或平台)、避雷器、接地箱及接地引下线。在电缆登杆(塔)处,凡露出地面部分的电缆应套入具有一定机械强度的保护管加以保护。露出地面的保护管总长不应小于2.5m,单芯电缆应采用非导磁材料制成的保护管。

  电缆终端站(场)主要由构架、电缆终端、避雷器、支持绝缘子及安装构架等。电缆终端站(场)址应征得规划部门同意,终端站的防护围墙高度应不小于2.5m。

  11、电缆支架

  电缆支架 用于支持和固定电缆,通常由整体浇注、型材经焊接或紧固件联接拼装而成的装置。


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