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35kV集电线路直埋式电缆施工的关键技术

2024-10-17 59 上传者：管理员

摘要：本文以新疆晋商静乐9.95万kW风能发电项目为例，根据35kV集电线路的电缆施工，阐述了其敷设方式的选择及直埋式电缆的施工方法，对相似自然条件下的风力发电场采用直埋式电缆敷设有重要的借鉴意义。

关键词：
35k V
新能源
施工工艺
直埋式电缆
集电线路
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全球范围内日益增大的能量消耗使得各国愈发关注新能源的使用与研发，尤其是以欧洲及美国为代表的风力发电领域取得了显著进步。在此背景下，我国也大力推进并使用清洁电力来改善国家的能源构成，为提高效率并且实现持续性的经济发展目标作出巨大努力。风电场的集电线路是工程的重要组成部分，直接关系到项目的成本投入、建设速度以及运营的安全性能等，因此选择合适的集电线路敷设方式尤为关键。

1、工程概况

新疆晋商静乐风电场装有33台风力发电机组，包括11台2.65MW和22台3.2MW，总共设计容量达99.5MW。风电场内采用35k V电缆直埋方式，通过4回集电线路送至场内220k V升压站。同时，为了保证铺设效率和品质，通道铺设区域应穿镀锌钢管进行铺设。

4回集电线路共计4 8.5 k m。其中A回路线路长度11.6km,B回路线路长度10.5km,C回路线路长度12.1km,D回路线路长度14.3km。在220kV升压站的西侧和东侧，经过连接后，可以进入35k V配电室的开关柜。风电场风机间通信采用直埋光缆，主要用于连接4回集电线路风电机组监控系统、箱变监控系统和视频监控系统。选用24芯单模非金属直埋光缆（GYFTY53-24B1型光缆），与电缆沿相同路径敷设并保持安全距离。

2、施工方法

风电场35kV集电线路输出方式主要包括架空线、电缆线路以及两者的混合模式。根据新疆晋商静乐9.95万k W风力发电场的位置与地貌特征，采用直埋式电缆敷设方式，能够大幅度减少建造成本，并且可尽量避免对周边环境的影响，从而有效提升供电稳定性。由于其间隔绝缘较小，占地空间并不大，且无任何无线信号干扰，也不易显露在外面，既保证了安全又确保了可靠性，经济效益显著。

2.1电缆选型

工程选用了铜芯35kV三芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚乙稀护套电力电缆。敷设时考虑土壤温度为25℃，土壤热阻系数ρ=2.5K·m/W，多根并列敷设的系数分别是单根1.0、双根0.9、三根0.8、四根0.75。针对电缆允许的载流量和选择电缆截面，连接单台及两台风机的电缆可以选择ZRC-YJY23-26/35kV-3×50型铜芯交联聚乙烯绝缘电力电缆。每条电缆沟最多只能敷设两根电缆。校正后，电缆允许持续载流量为162.0A，实际工作电流为39.9A，符合使用要求。

2.2布置原则

结合工程特殊的地形和恶劣的环境，为尽可能缩短直埋电缆长度并优化建设费用，需结合具体的工程实施计划。以35kV集电线路为例，制定出相应的布局策略，应遵循以下两点：首先，集电线路的主干道要基于风机的分布来规划，可划分为单路至多路，每一条主干道都可能连接到同一地区的9～11个风机。其次，为实现更低的建造成本，应对风机间的集电线路按最短距离组织开展设置工作[1]。

2.3施工工艺

35kV集电线路直埋式电缆施工流程见图1。

图1 35kV集电线路直埋式电缆施工流程

2.3.1电缆沟开挖

按照设计的要求设定出挖掘的标记线。开始挖掘时，要确保周围的土壤堆积保持在规定的范围之内，同时也要保证沟渠底部没有树根或大石头等障碍物的存在。挖掘完成后，需特别关注排水的措施并防止水分侵入沟渠内。在敷设电缆的过程中遇到特殊的地质条件，则应该依据实际状况做出合理的调整以避免影响到电缆的位置（若电缆长度有增加需求，其增量必须限制在5%以内）[2]。

2.3.2线缆敷设

电缆采用直埋方式敷设在地下的电缆沟中。当与其他电缆同时安装在同一沟内时，电缆之间的净距离不得小于250mm，而电缆与光缆之间的距离也不能少于250mm，光缆之间的距离不得小于50mm，而且电缆或光缆距离沟壁的最小距离要保持在100mm以上。

电缆敷设采用人工牵引，直线敷设时采用机械牵引，敷设速度不超过15m/min，电缆过长时可每100m增加牵引点。在实施电缆安装的过程中，需要持续监测电缆的拉动力量，确保其不会超越电缆所能承受的最大拉力（该值是由制造商所给出的）。当电缆被安置时，应该自盘子的顶部开始引入，避免电缆在地上滑动和磨损。同时，不能存在任何如金属外壳变形、电缆扭曲、绝缘皮破裂等未经处理的物理伤害。对于电缆在拐角处的布置，需保证符合电缆所需的最小弯曲半径的要求（通常是电缆直径的10倍，若厂商提供了特定的规定，则要依据给出的数据来设定电缆最小的弯曲半径）[3]。此外，为了保障电缆不受损害，整个电缆两边至少要有不低于10cm厚的土壤或者沙子作为垫底。并且，应当用大于电缆两侧各5cm的保护板覆盖整条电缆，以预防电缆在运作过程中受损，这些保护板可以使用混凝土盖板或是普通的砖块制作而成。当电缆彼此交错时，相互间距不小于0.5m，并通过电缆保护管道连接起来，使管道能够延伸至路边的每一侧各1m。

对于直接敷设的电缆连接部分，必须满足以下条件：连接部位和附近电缆之间的最小间距不能少于0.25m；同时排列在一起的电缆连接点的位置应该彼此分开，并且其最小间隔不能低于0.5m。在倾斜的地形上布置电缆连接点时，需要使其呈现出水平状态。在电缆头部所在的位置，从两边1m起始的部分，电缆的长度都得预留一定的余量。如果电缆通过的路程角度超出了30°，则不适合设立中间连接点，而应使用固定设备来稳定电缆。在斜坡的起点或跨越河流的高峰区域，都需要把电缆牢固地固定住，用作固定的柱子可以是松木、钢筋混凝土或者角钢等材料制成，其中松木的标准尺寸是φ180×2000，角钢桩的大小则是L75×6，长宽均为2000mm。

为确保电缆能够顺利安装，需建立一套联系管理体系，最好利用无线电对讲机作为通讯工具，用手提式扩音器进行现场指导。在寒冷季节施工时，若气温无法达到规定的标准，则需要事先给电缆加热。另外，各个支点的电缆之间应保持适当的距离，这个距离应遵循设计的规则，如果没有明确的规定，最大允许距离见表1。

表1电缆各支持点间的距离

2.3.3隐蔽验收

完成电缆铺设后，应做好隐蔽工程验收，并保留记录。所选用的土壤必须不会损害电缆的外保护壳，并且覆盖过程需迅速且逐层压实。每隔100m的电缆路线或拐角点都应该设置明显可见的电缆标记柱。如果电缆位于街道两旁，则电缆标识桩应置于离路面较近的一侧，间距保持在20m[4]。

2.3.4高压电缆头制作安装

工程施工时，电缆端点和连接点的制作安装是关键环节之一。为确保施工质量，必须指派专门的技术人员负责此项任务，熟练掌握各种操作步骤与技巧。此外，在户外构建35k V电缆端点和连接点时，最佳的环境湿度应保持在70%或更低。若湿气过高，可适当提高室内气温；也可根据实际施工场景调整电缆的加温程度。需注意，施工过程绝不可在有雾、雨天气条件下进行，且要做好防止大风、尘土的工作，使施工进程顺畅无阻。

3、注意事项

35kV集电线路电缆敷设时，为提高工程品质并保持其稳定运行，需遵循国家的规定与准则，严格按照施工步骤操作。在开始挖路前，应先精确测量路线的长度，确认无误后方可启动下一步的工作。在敷设电缆时，要依据规定的电缆弯曲半径实施。此外，每条电缆沟内的电缆数量不得超出4个，且两端电缆间的间隔至少1m。所有电缆末端都需有颜色标识，并在装配前仔细检查顺序是否正确，只有这样才能继续推进下一阶段的施工。

为避免因安装过程中的不当操作导致电力线路受损或损坏的问题发生，必须严格遵循相关规定和要求来执行此项任务并采取相应的预防手段如加强设备管理、定期检查等方法。同时也要注意到一些细节问题比如防腐蚀保护等等。另外关于电气接头的安全防护方面的工作一定要做到位。

4、结语

新疆晋商静乐9.95万kW风电项目的35kV集电线路上电缆施工，采用合适的直埋式电缆敷设方法显著提高了其品质并且大大增加了经济效益。为了进一步提高施工效果，需要对本地水域及生态状况做更深层次的研究，合理规划施工步骤，持续优化和完善直埋式电缆的施工方法。

参考文献:

[1]阮佳磊.35kV集电线路直埋式电缆施工的探索[J].四川水泥,2021(1):113-114.

[2]吴江,霍吉军,李晟.风力发电工程长距离直埋式集电线路设计[J].冶金动力,2019(3):20-23.

[3]李源泽,王婧倩,张智伟.海上风电场集电线路35kV海缆跨越光缆研究[J].电力与能源,2021,42(5):582-585.

[4]王颖,彭惠.高海拔山区风电场35kV集电线路直埋式电缆施工浅谈[J].山东工业技术,2016,(19):90-91.

文章来源:戚鸿,薛志宏.35kV集电线路直埋式电缆施工关键技术[J].安装,2024,(10):20-22.