试论高压电力电缆的敷设安装技术
摘要
关键词
高压;电力电缆;敷设安装技术
正文
在现代电力系统中,高压电力电缆需要承担输送大量电能的任务,还容易对电力系统的安全稳定运行提出高要求,随着电力需求的增加,对高压电力电缆的性能、安装工艺有了更高的标准,所以研究高压电力电缆的敷设安装技术非常重要。
一、高压电力电缆的特点
(一)高电压承受能力
高压电力电缆的最显著特点是承受较高电压的能力,通常这些电缆用于传输10kV及以上的电压,常见的高压等级包括35kV、110kV、220kV及更高电压等级。为了提高这种高电压承受能力,高压电力电缆的绝缘材料需要有绝缘性能,以此来隔离导体和外部环境,防止电流泄漏或击穿。
(二)优秀的电气性能
高压电力电缆需要具备优秀的电气性能,这样是为了保障电力传输的稳定性,这些电缆的电阻和电容比较低,这是为了降低能量损耗,电缆的导体需要由高导电性材料如铜或铝制成,以此来做好高效地传输电流,同时保障电缆的电磁兼容性,避免电磁干扰对其他设备的影响[1]。
(三)良好的机械强度
为了适应各种安装环境,高压电力电缆的机械强度可以提高,做好耐拉伸、耐压、耐弯曲的性能工作,电缆在敷设过程中会遭受各种机械应力如拉力和弯曲应力,因此要采用具有高强度的材料如钢带铠装层来提供必要的保护,且使用电缆外护层的设计应该考虑到抗外部物理损伤的能力。
(四)耐环境性能
高压电力电缆需要在复杂的环境条件下工作如地下、潮湿环境,适应这些环境条件,让高压电力电缆的绝缘材料和外护层要具备优良的耐环境性能,尤其是外护层要使用耐腐蚀的材料,这就能防止环境对电缆的侵害,而且为了在潮湿环境中保持绝缘性能,让电缆的绝缘材料具备较高的耐潮湿性能。
(五)安装和维护要求
安装过程中需要按照设计规范进行,以此来提高整个电缆的安全性能,电缆的铺设要避免锐角弯曲和过度拉伸,防止绝缘损坏或电缆断裂,在维护方面就需要定期的检查,测试,利用电缆的绝缘电阻测试、介质损耗测试,结合这些测试来发现潜在的问题,从而防止故障的发生。
(六)成本和经济性
因为高压电力电缆的制造以及安装成本较高,高质量材料和复杂的生产工艺要求所致,为了平衡性能以及成本,电缆的设计会考虑经济性价比,以此来采用优化的材料组合,在保证性能的前提下降低生产成本,同时合理的施工维护也可以降低长期使用成本,进而提高经济效益[2]。
二、高压电力电缆的敷设方式
随着电力需求的不断增加,注意做好电力技术的发展,高压电力电缆的敷设方式需要优化创新,从而适应不同的应用场景,每种敷设方式都有其独特的技术要求以及对应的施工工艺。
(一)地下敷设
地下敷设的优点在于电缆受到的外界干扰较小,运行稳定性高,不受天气和自然灾害的影响,同时也不会影响城市景观和土地使用,但是地下敷设对施工技术要求较高,施工周期较长,所以施工成本也相对较高,地下敷设需要采用开挖敷设和非开挖敷设两种方法,利用开挖电缆沟槽,可以将电缆直接埋设在地下然后回填土壤,当地质条件较好的地区可以使用开挖敷设,但在城市密集区或地质条件复杂的地区,开挖敷设就容易受到限制。
(二)架空敷设
架空敷设需要利用架设电缆塔架将电缆悬挂在空中,避免对地下敷设的复杂施工,架空敷设的优点在于施工周期短,施工成本相对较低,便于检修维护,同时也不受地下管线和地质条件的限制,但是因为架空敷设容易受到天气和自然灾害的影响如雷击和风暴,这就容易导致电缆损坏或电力中断,而且架空敷设会对景观和土地使用产生一定的影响,特别是在城市景区,所以需要注意做好架空敷设,并注意应用于城市郊区和农村地区,这并不适用于城市中心区以及景观要求较高的区域。
(三)管道敷设
管道敷设适用于城市中心区和地下管线较多的地区,具有施工灵活且维护方便的优点,管道敷设可以保护电缆免受外界干扰,同时也便于电缆的检修,管道敷设的施工方法主要是利用开挖敷设和非开挖敷设两种,这与地下敷设类似,管道敷设的施工成本相对较高,但因为管道的保护作用,让电缆的使用寿命以及运行可靠性大大提高,所以综合经济效益较好[3]。
(四)海底敷设
海底敷设要求电缆具备耐腐蚀性以及抗拉强度,这主要是为了适应海洋环境的复杂条件,利用海底电缆时需要采用特制的铠装层以及防水层,这就能够保护电缆免受海水侵蚀,海底敷设的施工技术要求较高,而且施工难度大,施工成本也较高,但是海底电缆敷设需要采用敷缆船进行,利用敷缆船上的专用设备将电缆铺设在海底,同时做好必要的防护处理,但是由于海底电缆敷设的技术难点主要是电缆的接头处理的适应性,海底环境复杂,所以电缆的接头处理必须保证绝缘性能,防止电缆接头处发生故障,而且海底电缆敷设也要根据海底地形条件做好设计施工。
(五)隧道敷设
当出现地形复杂、地下管线密集或特殊环境要求的地区时,要求隧道敷设具有施工环境可控且维护方便的优点,但是施工周期长,而且施工成本高,但是隧道敷设的施工方法可以有钻爆法以及盾构法,利用钻爆法时需要钻孔爆破开挖隧道,这就适用于硬质岩层以及地质条件较好的地区,隧道敷设的关键在于隧道的结构设计,让隧道的稳定性得到提高。
三、高压电力电缆敷设安装技术
(一)施工准备
施工计划的制定要基于电缆敷设的具体要求以及现场条件,合理安排各项任务的时间节点,以此来保障施工过程中的各个环节协调进行,在制定施工计划时,工程师对电缆敷设的技术要求、施工难点做好分析,以便制定切实可行的施工方案,并为出现的变更或意外情况预留足够的调整时间,施工计划的制定还需要考虑天气条件和外部条件对施工的影响,以此来减少因不可控因素所带来的施工延误。在高压电力电缆的敷设过程中也需要使用各种材料和设备,对所用电缆及其附件的规格和质量做好详细确认,从而保障所有材料符合设计要求,在电缆到达施工现场之前需要按照规定的储存条件做好妥善保管,防止受潮、受损或变质,同时在对电缆的检查中要求做好外观检查、绝缘性能检测,并完成对生产厂家提供的技术资料审查,所有的机械设备和工具需经过检查校准,以便保障其正常运行,而且还符合安全标准。在施工准备过程中,要求施工方案详细描述电缆的敷设工艺以及具体的施工步骤,技术方案的制定工作中也需要结合具体的施工现场条件,以及选用的电缆的技术规格,并考虑到电缆敷设的方式,让方案的制定根据电力系统的设计要求做好电缆的布置和敷设[4]。
(二)电缆敷设工作
做好电缆敷设工作就必须在每个环节中遵循技术规范。电缆在敷设前应经过严格的质量检验,让电缆在运输、储存过程中没有受到损坏,针对高压电力电缆,特别要检查绝缘层的完整性,做好导体的导电性,还需对电缆的交联程度、绝缘材料的耐热性开展检查,以此来做好在高压条件下稳定工作,设备工作中需要让所有的施工工具和设备都处于良好的工作状态,并经过必要的维护和校准,让施工现场的条件提前确认,做好对施工区域的清理以及障碍物的清除,完成对地下管线的标识,从而避免对电缆的损害以及施工的干扰。
在电缆的实际铺设过程中,也需要遵循以下技术要求来保证电缆的性能。电缆的铺设路径需要做到直线,避免不必要的弯曲,电缆在弯曲时也需要保持最小弯曲半径,这个半径由电缆的规格以及制造商的推荐标准决定,若是电缆的弯曲半径过小,则会让电缆的绝缘层受到损害,从而影响到长期运行的稳定性,铺设过程中的电缆需要缓慢平稳地放入预定的管道或沟槽中,防止对电缆施加过大的拉力,从而防止电缆在铺设过程中出现损伤,特别是在地下敷设时更加需要在电缆下方铺设一层保护性砂层,以此来减小对电缆的物理冲击,同时在电缆上方放置警示带来防止施工或其他活动对电缆造成损害,进行敷设时,注意结合实际的设计要求正确地设置电缆的支撑点,让电缆悬挂或弯曲超出规范范围得到控制。最后在进行电缆的接头和终端处理工作中,要求电缆的接头用在专用的接头盒中,这些接头盒要有良好的绝缘性能,进行接头制作时需要做好电缆的剥离和清洁工作,同时做好绝缘材料的涂覆以及接头的封闭,在接头过程中保证所有的接触面清洁无油污,让绝缘材料均匀涂覆,接头部位没有气泡或其他缺陷,接头完成后就需要做好绝缘电阻测试,从而验证接头的绝缘性能是否符合标准,并注意做好电缆终端的处理,以此来防止外部环境对电缆终端造成影响[5]。
(三)电缆接头制作
电缆在接头制作之前需做到对规格、类型与设计要求一致,在对电缆的外观检查工作中,检查好电缆的绝缘层是否完整、导体是否完好,特别是在高压电缆的接头制作中,因此电缆在运送和储存过程中需要避免受到机械损伤或环境影响,根据电缆的类型选择相应的接头盒、绝缘材料,要求接头盒的绝缘性能优异,而且具备良好的耐潮湿性能,从而做到在高压环境下长期稳定工作。同时要求电缆的剥离必须精确,防止绝缘层剥离不均匀或过度剥离,以免影响接头的绝缘性能,通常电缆的剥离应按设计要求的长度进行,而且保障导体的剥露长度符合接头制作的标准,剥离后的电缆表面要注意做好清洁,从而去除存在的污垢、油脂或氧化物,因为这些杂质会让接头的导电性能和绝缘性能下降,对于剥离后的导体则要做好适当的处理如清洁和压接,从而做好良好的电气连接,导体的压接需要使用专业的压接工具,并根据电缆规格和标准来完成操作,让压接可以更加紧密,压接完成后还需要做好电气测试,以此来验证接头的导电性能是否符合要求。
绝缘和密封处理工作中,要求使用合适的绝缘材料如绝缘胶以及热缩套管,让这些材料根据电缆的规格,结合工作环境来完成选择,绝缘材料的涂覆或包裹应均匀、彻底,防止在高压环境下出现绝缘失效,接头盒内部要填充绝缘胶,让接头处的绝缘性能得到提高,而且要求绝缘胶的填充避免气泡或不均匀,让绝缘层的完整性得到保障,在绝缘处理完成后就要注意做好接头的密封,防止水分或污染物进入接头盒。
在接头制作完成后,就应该做好对接头的一系列的测试,利用绝缘电阻测试验证接头的绝缘性能与标准是否相符,在此过程中需要使用高压绝缘电阻表来做好测试,然后结合使用介质损耗测试评估接头的介质性能,让其在高压环境下也能保持稳定性,要求测试结果符合设计规范标准,如发现问题,就需及时做好调整修复,让接头的质量达到要求。
(四)现场试验
进行现场试验前的准备工作中,首先要重视对试验方案做好细致的规划设计,要求在设计试验方案时依据电缆的技术规格和设计要求,制定合理的试验项目,比如针对高压电缆,就可以使用绝缘电阻测试或是介质损耗测试来开展工作,试验方案中需要对出现的故障类型以及处理方法的预案做好规划,让其能够在试验过程中及时处理突发情况,试验前要求所有的试验设备以及仪器都做好校准,让其在测试过程中也能保持高效的准确性。到了试验准备阶段,应该对现场条件做好检查准备,需要对试验区域的安全性以及设备的布置做好安排,试验区域的安全性保障是为了让试验顺利进行,让施工现场设置明显的警示标志,无关人员需要远离试验区域,并注意做好试验设备的合理布置,让电缆和测试仪器的位置符合测试要求,避免设备间的干扰。
结语:综上所述,高压电力电缆的敷设安装技术需要做好严格的技术要求,注意结合细致的施工准备,结合精确的操作规范,利用科学合理的施工准备以及精确的安装工艺,以此来保证电缆系统的安全性,尤其是随着技术的进步,再加上目前电力需求的日益增加,这显然会对高压电力电缆敷设技术的研究应用也需深化,以此来优化施工技术,从而提升工程质量,以此来满足现代电力系统对电缆传输的高标准要求,使得电力供应的可靠性得到提升。
参考文献:
[1]于加熙. 电气施工中高压电缆施工安装技术及质量控制[J]. 电工技术, 2023, (24): 179-181+185.
[2]林波, 缪应东. 深竖井高压电缆敷设安装研究与实践[J]. 云南水力发电, 2023, 39 (05): 74-78.
[3]凡立超, 吴虹, 沈红峰, 王德法. 高压电力电缆多功能安装平台的研究[J]. 自动化与仪器仪表, 2019, (05): 191-194.
[4]曾超, 周铁. 浅谈电力工程建设中高压电缆敷设安装的施工与管理[J]. 低碳世界, 2017, (30): 131-132.
[5]常勇, 张森林. 高压电缆的敷设及安装[J]. 黑龙江科学, 2017, 8 (12): 24-25.
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