电力电缆的敷设,应在确保安全运行的前提下,尽量节省投资,要满足电缆线路投入运行后,便于运行维护和进行故障查找、维修的要求。
(1)运行安全
电缆线路应尽量避开有电腐蚀、化学腐蚀、机械振动或外力干扰的区域;电缆线路周围不应有热力管道或设施,以免影响电缆的额定载流量和使用寿命。
(2)节省投资
节省投资Zui有效的办法就是选择尽可能短的电缆线路;当受地面已有建筑物、各种管线等设施的限制,不得不将电缆绕道迂回敷设时,应按经济技术指标zuijia的方案施工;提高工程质量、降低线路损耗、避免事故,可以延长电缆的使用寿命,降低线路损耗,从而收到良好的投资效益。
(3)便于维护
为了方便施工维护,电缆线路应尽量减少穿越各种管道、公路、铁路、桥梁及经济作物种植区的次数,必须穿越时zuihao垂直穿过;城市电力电缆应尽可能敷设在非繁华的隧道、沟道内或人行道下面;在城乡及厂矿新区敷设电缆时,应考虑到电缆线路附近的发展规划,尽量避免电缆线路因建设需要而迁移。
1 一般规定
(1)电缆的路径选择
电缆工程投资较大,工程隐蔽,建成后要运行几十年,如果路径选择不当,将会给电缆运行带来一些不利影响,甚至会增加电缆故障次数,电力电缆路径的选择及设计应满足电网规划设计和具体某条线路传输及交换电能的要求,应从安全可靠、经济合理,便于检修维护,并结合城市发展规划考虑电缆线路增容、改扩建的需要基本点出发,通常应遵循三个原则:①统一规划原则;②安全运行原则;③经济合理原则。
1)选择线路路径,要考虑路径诸多方面,如沿线地形、地质、地貌及城市规划,路径长短。还应考虑施工、运行、交通等因素,进行方案综合比较,择优录取,做到安全可靠、经济合理。
2)路径长度要短,起止点间线路实际路径长度与起止点间的航空直线距离相比,曲折系数愈小愈好,尽量趋向1。
3)电力电缆线路在改变线路方向的转弯处,要留有余度。各种电缆线路在安装敷设中,为防止电缆扭伤和过度弯曲,要保证Zui小允许弯曲半径与电缆外径的比值,一般为(10~20)D(D为电缆外径),尤其在城市内狭窄地段,选择线路路径要考虑合适。
4)沿线路纵断面高差,电缆线路高差有三层意思:一是电缆线路起止两终端点的水平位置高差;二是电缆线路沿地形变化的相对高差;三是电缆线路上Zui高点与Zui低点的位置高差。
5)大型发电厂和枢纽变电所的进出线,应根据电厂和变电所总体布置统一规划,选择路径。
6)对洪水冲刷地段、沼泽地区和重雪山头等,电缆线路应尽量避让,若不能避让时,应有防范措施。
7)对沿线建筑物和有关障碍物的关系要处理好,并与有关方面取得书面协议。
8)少拆房屋,少砍树木,少占农田,注意保护名胜古迹、绿化带和果树等经济作物。
根据上述要求选择电缆线路路径,以有关部门对设计纲要或初步设计审批确定后,进行定线和断面测量及地质勘探。
(2)电缆群敷设
同一通道内电缆数量较多时,若在同一侧的多层支架上敷设,应符合下列规定:
1)按电压等级由高至低的电力电缆、强电至弱电的控制和信号电缆、通讯电缆“由上而下”的顺序排列。当水平通道中含有35kV以上高压电缆,或为满足引入柜盘的电缆符合允许弯曲半径要求时,宜按“由上而下”的顺序排列。在同一工程中或电缆通道延伸于不同工程的情况,均应按相同的上下排列顺序原则来配置。
2)支架层数受通道空间限制时,35 kV及以下的相邻电压等级电力电缆,可排列于同一层支架上,1kV及以下电力电缆也可与强电控制和信号电缆配置在同一层支架上。
3)同一重要回路的工作与备用电缆实行耐火分隔时,应配置在不同层的支架上。
(3)电缆在同一层支架上的配置
同一层支架上电缆排列配置方式,应符合下列规定:
1)控制和信号电缆可紧靠或多层叠置。
2)除交流系统用单芯电力电缆的同一回路可采取品字形(三叶形)配置外,对重要的同一回路多根电力电缆,不宜叠置。
3)除交流系统用单芯电缆情况外,电力电缆相互间宜有1倍电缆外径的空隙。
(4)管道附近电缆的敷设
明敷的电缆不宜平行敷设于热力管道上部。电缆与管道之间无隔板防护时的允许距离,除城市公共场所应按现行国家标准GB50289《城市工程管线综合规划规范》执行外,尚应符合表1的规定。
表1 电缆与管道之间无隔板防护时的允许距离(单位:mm)
(5)非铠装电缆的敷设
当非铠装电缆用于下列场所、部位时,应采用具有机械强度的管或罩加以保护:
1)非电气人员经常活动场所的地坪以上2 m范围、地中引出的地坪下0.3 m深电缆区段。
2)可能有载重设备移经电缆上面的区段。
(6)户外电缆的敷设
除架空绝缘型电缆外的非户外型电缆,在户外敷设时,宜有罩、盖等遮阳设施。
(7)爆炸性气体危险场所电缆的敷设
在可能范围应使电缆距爆炸释放源较远,敷设在爆炸危险较小的场所。并应符合下列规定:
1)当易燃气体比空气重时,电缆应埋地或在较高处架空敷设,且对非铠装电缆采取穿管或置于托盘、槽盒中等机械性保护;当易燃气体比空气轻时,电缆应敷设在较低处的管、沟内,沟内非铠装电缆应埋砂。
2)电缆在空气中沿输送易燃气体的管道敷设时,应配置在危险程度较低的管道一侧,当易燃气体比空气重时,电缆宜在管道上方;易燃气体比空气轻时,电缆宜在管道下方。
3)电缆及其管、沟穿过不同区域之间的墙、板孔洞处,应采用非燃性材料严密堵塞。
4)电缆线路中不应有接头;如采用接头时,必须具有防爆性。
(8)周期性振动场所电缆的敷设
电缆敷设在有周期性振动的场所,应采用能减少电缆承受附加应力或避免金属疲劳断裂的措施。可采取下列措施:
1)在支持电缆部位设置由橡胶等弹性材料制成的衬垫。
2)使电缆敷设成波浪状且留有伸缩节。
(9)活动场所电缆的敷设
在有行人通过的地坪、堤坝、桥面、地下商业设施的路面以及通行的隧洞中,电缆不得敞露敷设于地坪上或楼梯走道上。
(10)巷道或井筒中电缆的敷设
在工厂的风道、建筑物的风道、煤矿里机械提升的除运输机通行的斜井通风巷道或木支架的竖井井筒中,严禁敷设敞露式电缆。
2 电力电缆敷设方式
电缆敷设一般分为直埋、穿管、桥架、电缆沟、电缆隧道和竖井6种敷设方式。各种方式各有优缺点,选用哪种敷设方式,应根据具体实际情况决定,一般要考虑城市发展规划,现有建筑物密度,电缆线路长度,电缆根数及周围环境的影响等。
(1)直埋敷设方式
电缆直埋敷设是将电缆线路直接埋设在地面下0.7~1.5m深的敷设方式,如图1所示。一般用在电缆线路不太密集和交通不太拥挤的城市地下走廊。它不需要前期土建工程,是一种较为经济的敷设方式。它的优点是施工时间短、便于维护、线路输送容量较大;缺点是容易受到机械性外力损坏、更换电缆困难、容易受周围土壤化学或电化学腐蚀。
图1 电缆直埋敷设方式
电缆直埋敷设方式的选择应符合下列规定:
1)同一通路少于6根的35kV及以下电力电缆,在厂区通往远距离辅助设施或城郊等不易有经常性开挖的地段,宜采用直埋;在城镇人行道下较易翻修情况或道路边缘,也可采用直埋。
2)厂区内地下管网较多的地段,可能有熔化金属、高温液体溢出的场所,待开发将有较频繁开挖的地方,不宜采用直埋。
3)在化学腐蚀或杂散电流腐蚀的土壤范围,不得采用直埋。
(2)穿管敷设方式
电缆穿管敷设是将电缆敷设在预先埋设于地下的管子中的一种敷设方式。图2所示为电缆排管结构示意图。通常用于交通频繁、工矿企业地下走廊较为拥挤的地段。优点是土建工程一次完成,其后在同一途径陆续敷设电缆,不必重复开挖道路,不易受到外力损坏。缺点是土建工程投资较大,工期较长,因散热不良,易降低电缆载流量,在电缆敷设、检修和更换时不方便。
图2 电缆穿管敷设结构示意图
电缆穿管敷设方式的选择,应符合下列规定:
1)在有爆炸危险场所明敷的电缆,露出地坪上须加以保护的电缆,地下电缆与公路、铁道交叉时,应采用穿管。
2)地下电缆通过房屋、广场的区段,电缆敷设在规划将作为道路的地段,宜采用穿管。
3)在地下管网较密的工厂区、城市道路狭窄且交通繁忙或道路挖掘困难的通道等电缆数量较多的情况下,可采用穿管。
(3)桥架敷设方式
电缆桥架敷设是将电缆敷设在专用的电缆桥架上的一种敷设方式。其优点是简化了地下设施,避免了与地下管道交叉碰撞;易定型生产,外观整齐美观;可密集敷设大量电缆,能够有效利用空间;它还具有防火、防爆、防干燥的特点。其缺点是施工、检修较困难;与架空管道易交叉;投资较大,设备需要配套使用。在采用桥架敷设方式时应满足以下要求:
1)桥架多层敷设时,其层间距离应符合:控制电缆槽架之间不小于200 mm;电力电缆桥架之间不小于300mm;弱电与强电桥架之间不小于500 mm,如有屏蔽可减少到300 mm;桥架上部距顶棚或其他障碍物应不小于300mm。
2)桥架经过建筑物的伸缩缝、沉降缝时应断开100 mm的距离。
3)桥架内横断面的填充率,电力电缆不大于40%;控制电缆不大于50%。
4)不同电压、不同用途的电缆不宜在同一桥架上敷设,如高压和低压电缆、强电和弱电电缆、向同一级负荷供电的双路电源电缆、应急照明和正常照明的电缆,如受条件限制必须在同一层桥架上敷设时,应用隔板隔离并标明用途。
5)电缆桥架与管道平行或交叉的Zui小净距应符合表2的规定。
表2 电缆桥架与管道平行或交叉的Zui小净距(单位:mm)
6)电缆桥架不宜敷设在腐蚀性气体或热力管道的上方及腐蚀性液体的下方,否则应采用防腐电缆或用隔热材料隔离。金属桥架应有良好的接地。
(4)电缆沟敷设方式
电缆沟敷设是将电缆敷设在预先砌好的电缆沟中的一种敷设方式。图3所示为电缆沟结构示意图。它适用于地面载重负荷较轻的电缆线路路径,如人行道、工厂内的场地等。它具有投资省、占地少、走向灵活、能容纳较多条电缆等优点;其缺点是盖板承压强度较差,不能使用在车行道上,且电缆沟离地面太近,降低了电缆的载流量,检修维护不便利,容易遭受腐蚀。
图3 电缆沟结构示意图
电缆沟敷设方式的选择,应符合下列规定:
1)在化学腐蚀液体或高温熔化金属溢流的场所,或在载重车辆频繁经过的地段,不得采用电缆沟。
2)经常有工业水溢流、可燃粉尘弥漫的厂房内,不宜采用电缆沟。
3)在厂区、建筑物内地下电缆数量较多但不需要采用隧道,城镇人行道开挖不便且电缆需分期敷设,不属于上述情况时,宜采用电缆沟。
4)有防爆、防火要求的明敷电缆,应采用埋砂敷设的电缆沟。
电缆沟敷设一般步骤如下:
1)清理沟内外杂物、检查支架预埋情况并修补,并把沟盖板全部置于沟上面不利展放电缆的一侧,另一侧应清理干净。
2)展放电缆的方法多同人工牵引敷设,不同的是电缆应在沟上一侧展放,不得在沟内拖拉,一方面是沟内狭窄,不便操作,另-方面是易划伤电缆。一般情况下是先放支架Zui下层、Zui里侧的电缆,从里到外,从下层到上层依次展放。电力电缆、控制电缆应分开排列。当电力电缆、控制电缆敷设在同一侧支架上时,应将控制电缆放在电力电缆的下一层支架上,低压电缆应放在高压电缆的下一层支架上。将电缆在沟边放开后,沟上的人每隔3~5m站位,将电缆抬起交于沟下的人,将电缆放在预埋支架上,抬的时候要保持电缆足够的弯曲半径。
3)电缆在支架上的固定方法很多,Zui常用的是Ω形的卡子。Ω形卡子有两种,一种是由2 mm×25mm的扁钢做成,另一种是尼龙成品件。在使用金属制的卡子时,应垫以塑料带或其他柔性材料衬垫,无论哪种卡子其规格应与电缆的外径配套。
4)电缆与热力管道、热力设备之间的净距离,平行时应不小于1 m;交叉时应不小于0.5m,如无法达到时,应采用石棉水泥板、软木板或其他隔热材料隔离。电缆一般不平行敷设于热力管道的上部。
5)电缆敷设完后,应及时将沟内杂物清理干净,盖好沟盖板,必要时,应将盖板缝隙密封,以免水、汽、油、灰等侵入。
(5)隧道敷设方式
电缆隧道敷设是将电缆敷设在地下隧道内的敷设方式。图4所示为电缆隧道结构示意图。它主要用于电缆线路较多和电缆线路较短且不易开挖的场所。它具有方便施工、巡视、检修和方便更换电缆等较多优点;其缺点是,投资大、隧道施工期长、且要求严格防火设施。
图4 电缆隧道结构示意图
电缆隧道敷设方式的选择,应符合下列规定:
1)同一通道的地下电缆数量多,电缆沟不足以容纳时应采用隧道。
2)同一通道的地下电缆数量较多,且位于有腐蚀性液体或经常有地面水流溢的场所,或含有35kV以上高压电缆以及穿越公路、铁道等地段,宜采用隧道。
3)受城镇地下通道条件限制或交通流量较大的道路下,与较多电缆沿同一路径有非高温的水、气和通讯电缆管线共同配置时,可在公用性隧道中敷设电缆。
(6)竖井敷设方式
电缆竖井敷设是将电缆敷设在竖井中的一种敷设方式,主要用于高层建筑水电站及高层室内变电所作为输电线路的竖井中,或者用在较深层电缆隧道的出口竖井中。其优点是节省了土建的大量投资,以利于电缆的敷设;缺点是,若发生火灾,易扩大事态,需采取限制油浸电缆静油压过高措施,在竖井内要放电缆锚定装置。
电缆竖井敷设方式的选择,应符合下列规定:垂直走向的电缆,当数量较多,或含有35 kV以上高压电缆时,应采用竖井。