梁志偉

摘要：在電力系統(tǒng)中，電力電纜是傳輸和分配電能的主干線路，也是配電設(shè)計(jì)中必不可少的一部分。在低壓配電設(shè)計(jì)中，電力電纜如何選擇就成了施工不可避免的難題，科學(xué)合適的選擇可以確保整個(gè)電力工程的順利進(jìn)行。本文將對(duì)電力電纜的選擇對(duì)低壓配電設(shè)計(jì)的影響和施工兩方面進(jìn)行研究。首先介紹了低電壓配電系統(tǒng)的類(lèi)型和電力電纜的結(jié)構(gòu)，接著闡述了電力電纜的線芯、額定電壓、橫截面積、線路的設(shè)計(jì)布置和絕緣種類(lèi)對(duì)低電壓配電設(shè)計(jì)的影響和實(shí)際施工的注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：電力電纜;低壓;配電設(shè)計(jì);施工

一、引言

據(jù)國(guó)家能源局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2020年上半年城鄉(xiāng)居民生活用電量已達(dá)到4506億千瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)5.2%。電作為科技的產(chǎn)物在日常生活中已經(jīng)變得不可或缺，為人們的社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)提供主要的能源，整個(gè)社會(huì)的用電需求也越來(lái)越大，電力系統(tǒng)的規(guī)模也隨之不斷擴(kuò)大。低壓配電系統(tǒng)與用戶(hù)的負(fù)載設(shè)備直接相連，故而其線路的設(shè)計(jì)和配電裝置的選擇就顯得尤為重要。在電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，必須確保電力質(zhì)量符合與其相關(guān)的一些標(biāo)準(zhǔn)要求。不僅要保證用戶(hù)的用電安全，還要提高傳輸電能的質(zhì)量配電的穩(wěn)定性，維持居民生活和生產(chǎn)順利進(jìn)行。

二、低電壓配電系統(tǒng)和電力電纜

低電壓配電系統(tǒng)是由配電變電所（通常是將電網(wǎng)的輸電電壓降為配電電壓）、高壓配電線路（即1千伏以上電壓）、配電變壓器、低壓配電線路（1千伏以下電壓）以及相應(yīng)的控制保護(hù)設(shè)備組成，即電源通過(guò)配電設(shè)備和線路將電傳輸至用戶(hù)的過(guò)程。常見(jiàn)的低電壓配電系統(tǒng)有樹(shù)干式、鏈?zhǔn)?、放射式和混合式，這幾種方式由于其各自的特點(diǎn)應(yīng)用于不同的場(chǎng)合。

電力電纜是用于傳輸和分配電能的電纜，電力電纜常用于城市地下電網(wǎng)、發(fā)電站引出線路、工礦企業(yè)內(nèi)部供電及過(guò)江海水下輸電線。電力電纜是由線芯（導(dǎo)體）、絕緣層、屏蔽層和保護(hù)層四部分組成。常見(jiàn)的低壓電力電纜的基本型號(hào)及用途如表1所示。

三、電力電纜對(duì)低電壓配電設(shè)計(jì)的影響

3.1 電力電纜銅芯和鋁芯的選擇

線芯是電力電纜的導(dǎo)電部分，用來(lái)輸送電能，主要有鋁制和銅制兩種，在低電壓配電設(shè)計(jì)中由于其不同的優(yōu)缺點(diǎn)，分別適用于不同的場(chǎng)合。銅芯的電導(dǎo)率比較高，導(dǎo)電性能比較好，對(duì)電能的損耗較小，而且其物理延展性能比較好，便于安裝和加工，故而在適用于相對(duì)潮濕的場(chǎng)所以及對(duì)鋁有腐蝕性的場(chǎng)所。此外，重要的公共建筑和一些民用建筑、易燃易爆炸場(chǎng)所、重要的計(jì)算機(jī)室、庫(kù)房和資料室等一些有特殊規(guī)定的場(chǎng)所中的低壓配電設(shè)計(jì)中也會(huì)采用銅芯的電力電纜。但是，銅芯也有一定的缺點(diǎn)，比如其價(jià)格昂貴、自重較大，不便于運(yùn)輸?shù)鹊?，故而在架空輸電線路和一些截面較大的中頻線路中采用重量輕、比重小、價(jià)格低的鋁芯會(huì)更合適一點(diǎn)。

3.2 電力電纜額定電壓的選擇

在配電設(shè)計(jì)中，電力電纜的額定電壓必須要大于或者等于安裝點(diǎn)供電系統(tǒng)的額定電壓。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，室內(nèi)敷設(shè)的絕緣電線不應(yīng)低于0.45/0.7kV，而電力電纜不應(yīng)低于0.6/1kV。當(dāng)外部電氣干擾比較大時(shí)，要選擇相對(duì)來(lái)說(shuō)較高的額定電壓，當(dāng)外部電氣干擾比較小時(shí)，可以選擇較低的額定電壓，但不能低于該回路的工作電壓。

3.3 電力電纜截面的選擇

一般來(lái)講，低電壓配電設(shè)計(jì)中電力電纜截面的選擇依據(jù)是其截面載流量和允許的電壓損耗。具體來(lái)說(shuō)，就是根據(jù)電力電纜的施工現(xiàn)場(chǎng)的條件和敷設(shè)方式確定導(dǎo)體的截面，導(dǎo)體載流量必須大于預(yù)期負(fù)荷的最大電流和之前按照保護(hù)條件所確定的電流大小。此外，線路電壓損失不應(yīng)該超過(guò)安全值，導(dǎo)體也必須滿(mǎn)足熱穩(wěn)定與動(dòng)穩(wěn)定的熱力學(xué)要求。導(dǎo)體的最小截面滿(mǎn)足電力電纜截面選擇的基本原則也就是機(jī)械強(qiáng)度的要求。另外，電力電纜周?chē)h(huán)境溫度的變化、絕緣材料的最高運(yùn)行溫度、土壤的熱阻率以及其敷設(shè)方式在電力電纜進(jìn)行截面選擇時(shí)，都需要考慮在內(nèi)。當(dāng)選擇了不合適截面的電力電纜時(shí)，將會(huì)影響電力電纜的使用壽命以及配單系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，情況嚴(yán)重時(shí)將嚴(yán)重威脅人民的生命安全。

3.4電力電纜線路的設(shè)計(jì)布置

低電壓配電設(shè)計(jì)中，對(duì)電路電纜進(jìn)行布線安裝時(shí)，必須嚴(yán)格遵循各項(xiàng)規(guī)定，按照實(shí)際的施工現(xiàn)場(chǎng)情況，對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)布置。線路采用符合規(guī)定的鋼制支架。在電路電纜中間進(jìn)行接頭時(shí)，一般有兩種方式，絕緣接頭和直通接頭，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的不同情況選擇合適的接頭方式。在電路設(shè)計(jì)的過(guò)程中，保持設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和規(guī)范性。電力電纜的基礎(chǔ)部分可以選擇采用玻璃鋼防水外殼，而到了接頭的部分則可以設(shè)置接頭井。此外，在選擇布置電纜的終端時(shí)，要考慮到實(shí)際的情況，合理地采用GIS終端、瓷套式終端和硅膠終端這三種類(lèi)型。其中，GIS終端一般用于GIS變電站;瓷套式終端多見(jiàn)于敞開(kāi)式的變電站接線構(gòu)架的地方;而在架空線路連接方式的電力電纜安裝過(guò)程中多采用硅膠終端。電路電纜的不同的線路布置應(yīng)用于不同的場(chǎng)景中，在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí) 盡量保證線路短而直，合適恰當(dāng)?shù)木€路設(shè)計(jì)不僅可以節(jié)約成本，還能夠減少電能的浪費(fèi)，進(jìn)而進(jìn)一步提高其運(yùn)輸效率。

3.5 電力電纜的絕緣種類(lèi)

在施工時(shí)，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況和敷設(shè)方法合理地選擇電力電纜的絕緣種類(lèi)。近幾年來(lái)，電力電纜的絕緣種類(lèi)主要有PVC、乙丙橡膠和交聯(lián)聚乙烯等等。其中，PVC電纜的抗酸堿性比較強(qiáng)，并且成本比較低，故而適合安裝在腐蝕性較強(qiáng)的地方，但是如果突發(fā)火災(zāi)事故，PVC材料燃燒會(huì)產(chǎn)生一些有毒氣體，人吸入以后會(huì)損害健康，產(chǎn)生的有害氣體還會(huì)破壞環(huán)境，進(jìn)而在易燃易爆場(chǎng)所中最好不要使用PVC電纜。而乙丙橡膠電纜和交聯(lián)聚乙烯電纜不含鹵素，相對(duì)來(lái)說(shuō)，它們的適用范圍比較廣。

四、電力電纜的選擇對(duì)施工的影響

4.1 電力電纜的牽引

在低電壓配電設(shè)計(jì)電力電纜的施工過(guò)程中，第一步就是對(duì)電力電纜進(jìn)行牽引。在牽引的整個(gè)過(guò)程中，首先要對(duì)電力電纜線路線盤(pán)的型號(hào)和規(guī)格等其他的一些重要數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的了解與評(píng)估，其實(shí)際型號(hào)要與設(shè)計(jì)中的規(guī)格相一致，此外還需要對(duì)線路的絕緣性能進(jìn)行性能測(cè)評(píng)。在對(duì)電纜進(jìn)行牽引時(shí)，要注意電纜的牽引弧度必須要低于電纜直徑十倍的數(shù)值，也不允許將電纜拖著地面滑行，此舉是為了避免對(duì)電纜的外皮造成損傷，故而要選擇包裝良好、質(zhì)量上乘的電力電纜。為了減少對(duì)電纜的損傷，可以安排多個(gè)工作人員操作牽引過(guò)程，時(shí)刻保持電纜牽引的最佳弧度。

電纜進(jìn)行鋪設(shè)時(shí)，也要十分注意埋藏電纜的溝壑，溝底必須保持平整，不能凹凸不平。溝底的寬度應(yīng)該為電纜直徑乘以電纜根數(shù)的三倍，也要將溝上方的寬度預(yù)留0.2米，通過(guò)這樣的方式就可以形成一定的斜坡，從而可以有效的防御塌方事故。對(duì)電纜進(jìn)行放置時(shí)，溝壑的寬度和深度都需要電纜的直徑和根數(shù)來(lái)決定，故而空間上一定要留有一定的余量。此外，還要在電纜的兩側(cè)豎起支架，在蓋板上鋪上地磚，并且做好特殊的標(biāo)記，以方便后續(xù)的修理整改。

4.2 電力電纜的敷設(shè)

一般情況下，采用穿管敷設(shè)的方法對(duì)溝壑以及電力設(shè)備之間的電力電纜進(jìn)行敷設(shè)，因?yàn)樵摲N敷設(shè)方法可以將物理方面的機(jī)械損傷以及人為砌筑等對(duì)電纜帶來(lái)的影響比原來(lái)降低很多，故而相關(guān)人員會(huì)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況對(duì)保護(hù)管進(jìn)行制作。在通常情況下可以將水煤氣管作為電纜的保護(hù)管，相關(guān)的制作人員會(huì)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)電纜敷設(shè)的具體敷設(shè)位置對(duì)保護(hù)管進(jìn)行合理的制作，在此過(guò)程中，假如敷設(shè)的位置出現(xiàn)了拐彎的情況，那么制作人員就需要改變?cè)瓉?lái)的方式，使用電動(dòng)機(jī)或者液壓的方式對(duì)保護(hù)管進(jìn)行下一步的彎制處理，在處理完成之后，還需要對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的檢查，看看其表面是否存在裂縫和凹癟的情況，倘若出現(xiàn)以上情況，則需要馬上進(jìn)行調(diào)整和處理。在保護(hù)管經(jīng)過(guò)各項(xiàng)檢查確定沒(méi)有任何問(wèn)題時(shí)，便可以對(duì)其進(jìn)行下一步的埋設(shè)操作了，在操作過(guò)程中施工人員需要將保護(hù)管和設(shè)備接線盒進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)處理，并且設(shè)置適當(dāng)?shù)钠露?，方便后期排水。此外，為了提升其牢固程度，可以將其焊接在基礎(chǔ)鋼筋上，避免后期出現(xiàn)移位的情況，還可以對(duì)其進(jìn)行鍍漆防腐操作，延長(zhǎng)其使用時(shí)間。

五、結(jié)語(yǔ)

在低電壓配電設(shè)計(jì)中，電力電纜的選擇對(duì)整個(gè)電路設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工有很大的影響，因此必須考慮周全，就像上面提到的電纜的線芯、材質(zhì)、額定電壓和橫截面積等等，提前勘測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，做好電纜線路各部分的規(guī)劃設(shè)計(jì)，選擇最合理的電纜接地方式。在施工的過(guò)程中，做好電力電纜的牽引工作、輻射工作和線路的安裝布置以及最后的保護(hù)工作。在工作的每個(gè)環(huán)節(jié)中，嚴(yán)格按照國(guó)家的規(guī)定，充分考慮實(shí)際情況，保證電力電纜工作的順利進(jìn)行。

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