电力隧道内电力电缆线路的运行与维护研究

1、电力隧道内电力电缆线路的运行与维护研究苏天渭（成都电业局，四川省 成都市 610000）Research on Operation and Maintanance of The Cables Layed in Electric Power TunnelSU Tian-wei(Chengdu Power Supply Bureau,Chengdu 610000,Sichuan Province,China) ABSTRACT ：With the city's rapid development of economic construction, the demand for cables

2、 is gradually increasing and the electric power tunnel is also being widely used. Cables in electric power tunnel are commonly layed intensively, and the voltage of which are above 110kVs high. How to strengthen the operation and maintanance of the cables which layed in electric power tunnel,how to

3、improve the existing working environment of the cables and how to prolong the service life of the cables has become a important topic for us. In this paper, the routine operation and maintanance of the cables layed in electric power tunnel was discussed practicably.The author also analyzed problems

4、existing and came up with feasible solutions.KEY WORD：electric power tunnel;cable;layed intensively;service life; operation; maintanance摘要：随着城市经济建设的快速发展，电缆所占的比重正逐渐增加，而采用电缆隧道输送电力的情况也是越来越多。电力隧道内的电缆多为密集敷设，且均为110kV及以上的高压输电电缆。如何加强电力隧道内电力电缆线路的运行维护与管理，改善现有电缆的运行环境，延长电缆的正常使用寿命，已成为摆在电力工作者面前的一项重要课题。本文结合生产实际，对电

5、力隧道内电缆线路的日常运行维护工作进行了论述，并针对还存在的一些问题做出了深入地分析，提出了解决办法。关键词：电力隧道；电缆；密集敷设；使用寿命；运行；维护 1.引言电力隧道一般为地下封闭箱式结构，由混凝土浇筑而成。电力电缆安装敷设的方法及步骤会因电缆本身电压等级的差异而有所不同。本文以电力电缆实用技术为理论基础，对电力电缆隧道的日常维护与管理工作进行了全面、系统地论述，并结合生产实际，针对现阶段电力隧道的运行维护与管理过程中在“完善事故防护措施”、“加强工作细节把握”等方面所存在的一些不足，做出了较为详尽、深入地分析。2.电力隧道的结构形式和特点电力隧道作为一种特殊的场所，有着独特的结构形式

6、和特点。电力隧道建于地壳表层下，一般为封闭箱式结构，由混凝土浇筑而成，内部高度较低矮，宽度较狭窄。一般情况下，电力隧道的通风和采光条件都比较差，个别段落会出现渗漏水情况。低洼段落也易发生积水现象。电力隧道内的电缆多为密集敷设，且均为110kV及以上的高压输电电缆，一旦发生火灾，极易延燃，扑救工作难度极大。3.电力隧道的日常巡视检查 3.1巡视检查周期 总的来讲，电力隧道内的110kV及以上电力电缆每周至少巡视检查两次。而根据季节和基建工程的特点，对电力隧道中的事故易发段应增加巡视检查次数。具体情况包括：l 电力电缆集中敷设段，如电力隧道与变电站接口处l 电力隧道中易发生积水情况的低洼段，如跨街

7、道涵洞l 电力隧道中易发生内墙漏渗水情况的潮湿段，如跨河段隧道l 10kV电力电缆与110kV及以上输电电缆共同敷设段（一般情况下，10kV电力电缆不进入电力隧道）如遇大风、暴雨、大潮等恶劣天气，应及时对上述电力隧道中的事故易发段进行特殊巡视。此外，迎峰度夏与迎峰度冬负荷高峰期间，应做好各条电缆线路的温度监视工作。3.2巡视检查内容对电力隧道内110kV及以上电力电缆的日常巡视检查工作大致可分为三个方面：电缆本体及附件设施、照明系统、动力系统。3.2.1对电缆本体及附件设施的巡视检查3.2.1.1电缆的摆放位置l 不同电压等级的电缆是否分层敷设，一般情况下截面积较大的电缆应放在下层l 在电力隧

8、道直行段，是否存在电缆“脱架”、拖地的情况l 在落差较大的段落，是否存在电缆重叠堆放的情况（一般情况下，按照散热要求布置高压电力电缆，电缆之间净距不小于电缆外径）l 在弯道或进（出）站口排管处，是否存在交叉、串层的情况3.2.1.2电缆对接头运行状况l 绝缘套管是否完整清洁，是否存在闪络放电痕迹l 接地箱是否牢固，接地线是否完好l 各连接点接触是否良好，是否存在发热现象l 绝缘胶是否软化塌陷，是否存在积水现象l 各引线的相位标示是否正确3.2.1.3电缆的固定电缆桥架的布置应遵循“安全、美观”的原则。在确保安全的基础上，桥架的布置应考虑到电缆维护检修的便利，如方便电缆故障的查找、新电缆敷设、旧

9、电缆拆除等。在尽可能降低改造支出费用的同时，做到桥架布局规范、统一，外观规整、优美，线形流畅；电力隧道内电力电缆的固定一般分为挠性固定与刚性固定两种。隧道内的220kV电力电缆，一般情况下应采用一种特殊的敷设方式，即蛇形敷设，俗称“造波”。挠性固定是与蛇形敷设相对应的一种电缆固定方式。挠性固定允许电缆在受热膨胀时产生一定的位移，但要加以妥善的控制使这种位移对电缆的金属护套不致产生过大的应变而缩短寿命。电缆蛇形敷设（挠性固定）见图1：图1 电缆蛇形敷设（挠性固定）示意图刚性固定，即两个相邻夹具间的电缆在受到由于自重或热胀冷缩所产生的轴向推力后而不能发生任何弯曲变形。刚性固定，多用于110KV电力

10、电缆，相邻夹具的间距应符合相关要求。 刚性固定中，相邻夹具的间距可按下式确定：式中：L为相邻夹具之间的距离，cm；S为电缆导体和金属护套的总弯曲刚度（弯度刚度为弹性模量于惯性矩之乘积），kg.cm2；a为导体的线膨胀系数，1/；为导体的最大允许升温，；E为导体的弹性模量，MPa；A为导体的截面积，cm2。3.2.1.4电缆的温度监视迎峰度夏与迎峰度冬负荷高峰期间，应定期对电缆表面及其周围环境温度进行监测。对电缆密集敷设或密集排列段，应加大监测频率，并尽量在负荷最大时刻进行。3.2.1.5对电缆标示的巡视检查电力隧道内110kV及以上电力电缆应有与变电站母线一致的黄、绿、红三色标志。除此之外，每

11、一回输电电缆都应有与之相对应的标志牌。标志牌应注明内容包括：l 电缆线路的名称与使用性质（公用或专用）；l 电缆线路的规格型号与长度；l 电缆线路始端与终端位置；l 电缆本体及附件的生产厂家；l 电缆线路的投运日期；l 电缆相位；标志牌的设置位置应大致满足以下几点要求：l 电缆线路与变电站接口处；l 电缆线路拐弯点、交叉点、对接头处；l 直行段，每隔150m200m设置标志牌；l 事故易发段，根据现场实际情况增设标志牌；如在巡视检查过程中，发现标志牌存在脱落变形、字迹模糊等情况，应及时进行更换。标准电缆标志牌，见图2：图2 电缆标志牌3.2.2对照明系统的巡视检查对电力隧道内照明控制箱的巡视检

12、查，要特别注意散热、防潮的问题。控制箱内温度过高，会使PVC绝缘带迅速老化、塌陷，进而丧失绝缘功能；潮湿不仅会使金属部件锈蚀,还会损坏电气元件。上述两种情况，都易造成相间短路故障。对电力隧道内照明灯具的巡视检查，要特别注意照明灯具是否存在接线松动、断开或线路与灯座接触不良的情况以及照明灯的保护框与底座是否部分破损、锈蚀或脱落。如果在巡视检查过程中还发现位于弯道或交叉口处的照明灯具存在光源标准低、照明视觉小的情况，应及时进行整改。380/220V低压电缆应置于专用槽盒内，对接头所在位置应进行特殊标示。如在巡视检查过程中发现对接头未用防水绝缘胶带进行密封缠绕或是绝缘胶带存在老化、脱落的情况，应及时

13、进行处理。3.2.3对动力系统的巡视检查风机是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体的机械。电力隧道内的风机主要用于冷却和通风。对风机的巡视检查，主要包括以下四个方面：l 风机能否正常启动，是否反方向旋转（相位接反）；l 风机外壳（或电机外壳）的接地是否可靠；l 风机运行环境是否整洁。如风机表面是否清洁，进、出风口是否有杂物等。l 风机运转时是否发出异常声。如因轴承润滑油脂老化或滤网沉积灰尘过多，造成风机运转时发出异响。水泵一种用途非常广泛的水处理工具。电力隧道内的水泵主要用于排水和降潮。对电力隧道内水泵的巡视检查，主要包括以下三个方面：l 水泵能否正常启动。如因电源故障（如接头连接不牢靠，

14、开关接触不紧密，保险丝熔断等）或是水泵自身机械故障（如泵轴弯曲、锈蚀等）造成水泵无法正常启动。l 水泵能否正常吸水。如因泵体内充满空气或进水管积气，或是闸阀或拍门关闭不严而导致水泵无法正常吸水。l 水泵运转时是否剧烈震动。如因水泵转动部分零件松动、破裂或管路支架不牢等情况，造成水泵运转时是否剧烈震动。 3.3对巡视检查结果的处理 巡视人员应在第一时间将巡视检查的结果记录在巡视记录薄上，并注明巡视人员姓名与巡视时间。运行部门根据缺陷的轻、重、缓、急情况，结合近期工作计划安排，及时采取对策消除各项缺陷。 无须停电即可处理的轻微缺陷，应由专业检查维护人员或专业检修部门的相关技术负责人提出处理方案，并

15、及时安排实施。 需停电进行处理的重大缺陷，应由维护、检修和管理部门统一计划、安排，及时申请停电以配合检修处理。在进行重大缺陷的消缺工作时，应将消缺时间、处理措施、技术负责人、现场安全体系监督人等记录在专用履历薄内。4.技术资料管理技术资料管理是输电电缆运行、维护管理的重要一项，运维人员必须及时、准确、系统地对各项技术资料进行更新，并加以整理。完整的技术资料应包括以下内容：4.1城市电力隧道总体概况充分利用由城市勘测设计院、城市规划局等市政部门提供的城市规划建设信息资料，结合最新城市道路交通电子地图，分别对已建、在建、拟建的电力隧道段进行绘制，并加以注释。具体内容包括各电力隧道段的长度，土建规模

16、（如2.2×2.0m），出入口数量，通风孔数量（包括自然通风孔与强制通风孔），泵站数量，照明控制箱数量以及已敷设输电电缆回数（按照电压等级分别进行统计）。4.2各电力隧道段输电电缆总平面图按照实际坐标对各段电力隧道内的输电电缆线路总布置图进行绘制。在电缆密集辐射段，可按电压等级（35kV、110kV与220kV）对总布置图进行划分。4.3电缆技术资料按照电压等级划分，对输电电缆技术资料进行分类记录，并统一存档。具体内容包括：线路名称，使用性质（公用或专用），型号规格（如YJLW0364/1101×500），长度，控制载流量，竣工日期，投运日期，电缆厂家，附件厂家以及改接、退

17、运等备注说明。4.4缺陷故障处理报告电缆缺陷故障处理完毕后，必须在第一时间填写缺陷故障处理报告。具体内容包括：故障时间（缺陷发现时间），故障原因，处理时间，处理人员等，并尽可能收集故缺陷障标本（如照片等）。故缺陷障的统计资料，是改进电缆运维技术措施，提高电缆运维管理水平的重要依据。4.5测温记录测量工作完成后，应在第一时间对各条电缆线路的温度数据进行整理。对温度过高的电缆线路，应绘制温度变化曲线，并结合同时刻负荷数据进行分析，并采取适当措施消除安全隐患。4.6负荷记录定期收集各条输电电缆线路每月最大负荷值，做好记录，并与与之相对应的控制载流量数值进行对比。对负荷值超过控制载流量的电缆线路要着重

18、分析，就如何降低负荷值或提高载流量提出解决方案。5.电力隧道重大事故预防措施5.1电力隧道防火措施电缆本身是一种易燃物，如果没有有效的防火措施，一旦着火，火势将会迅速蔓延，从而造成不可估量的损失。电缆隧道内的电缆多为密集敷设，且隧道空间小、道路窄、通风条件差, 一旦发生火灾, 后果将不堪设想。因此电缆隧道的防火工作应引起我们的高度重视。电力隧道的防火措施大致包括以下几方面内容：l 电缆隧道内严禁堆放易燃，易爆品。积土，垃圾等杂物要及时清理，一年内应进行两次清洗工作。l 电缆对接头的质量要得到保障。制作电缆对接头时，应由专业人员严格按工艺要求施工。专业人员要接受培训，经考试合

19、格后才准予上岗工作，以确保施工质量和施工安全。对接头应经验收合格后才能投入运行。l 电力隧道内空气湿度不能超标。水泵要随时处于正常运行状态，一旦出现故障，要及时修复。排管出口（进口）处，应用专用防水材料进行封堵。个别隧道段，墙壁会有渗水现象，也应涂抹专用防水涂料（个别风孔内壁也会出现渗水现象）。一旦出现雷雨天气，应及时派人对隧道进行巡视，察看有无积渗水情况发生。如果隧道内空气湿度长期超标，将造成外护层腐烂，绝缘严重受潮，可能导致击穿短路故障。l 如果条件允许，可使用阻燃电力电缆或耐火电力电缆。难燃型电缆主要是在电缆绝缘和护层材料中加入阻燃剂，或是用耐高温的材料制作电缆护层。l 隧道内每隔200

20、米设置一道防火墙。而在十字交叉口或是电缆密集排列段，则应设置防火门。利用防火门和防火墙，可以把火灾限制在最小范围内。l 电缆对接头处，应用槽盒与防火材料进行保护。由于槽盒内无氧气补充，火势将自行熄灭。在对接头两侧，先缠绕防火包带2米（防火包带上需缠相色带），在防火包带外侧涂敷防火涂料。槽盒材料的难燃性见附表1：附表1：槽盒材料的难燃性项目技术指标测试方法与标准氧指数40GB2406-80斜面燃烧法难燃1级JISA1322-66水平燃烧法难燃1级GB2408-80垂直燃烧法FV-0级GB4609-84l 在离水泵控制箱较近的电缆表层，应涂敷防火涂料，或是加装隔离挡板。防止水泵控制箱发生故障时，对

21、电缆造成影响。在电缆进（出）排管处，也应涂敷防火涂料。l 除电力隧道出入口外，电缆隧道内，每隔一段距离就应设置泡沫灭火器与防毒面罩。在电缆敷设密集、通道空间狭窄、空气湿度较大的段落，应加设灭火器。此外，由于可燃物产生的浓烟将从起火部位以一定的速度沿隧道迅速扩散, 造成隧道内的烟雾及有毒气体浓度非常高, 对灭火人员的生命造成威胁, 同时也大大增加了施救工作的难度（尤其是在隧道的中部发生火灾, 问题更为突出）。因此在隧道各个入口处，也应备有一定数量的防毒面罩。5.2电力电缆的防腐措施电力电缆的腐蚀情况比较复杂，它与周围介质的情况（温度、湿度等）密切相关。一般

22、情况下，湿度越大腐蚀越容易发生；而温度升高时，由于提高了离子额度扩散速度，也会加速腐蚀。电力隧道内电力电缆的防腐措施有很多，但最终目的都是要达到“除湿防潮”与“隔热降温”的效果：l 利用通风装置保证隧道内空气流通顺畅。夏季大雨大潮天气较为普遍，在日常巡视检查过程中，应利用风机保证电力隧道内空气的流通。还应根据实际情况，对风孔中的积尘、杂物进行不定期清理，以保证风孔畅通。l 利用排水装置尽可能减少电力隧道中的积水。积水是导致电力隧道内空气湿度偏高的主要原因之一。电力隧道的低洼段，易出现积水情况。在日常巡视检查过程中，应及时利用水泵抽排掉隧道内的积水。l 适当利用干燥剂除湿防潮。超市里可购买到不少

23、专用于防潮除湿的干燥剂，也可用小布袋装适量石灰，制成简易的吸潮袋。在电力隧道内较为潮湿的段落适当地放置，并定期更换，这样可以有效降低电力隧道内空气的潮湿度。l 如条件允许，可采用“阴极保护法”。所谓阴极保护法就是在被保护的金属（电缆的金属铠装或外护套）处在阴极极化时实现的。当电缆金属铠装与护套接通外部直流电源时，电源施给电缆金属铠装与护套以阴极电流，金属铠装与护套的电位就向负的方向运动，当电位降至腐蚀电池的阳极起始电位时，电缆的金属铠装与护套就不在受腐蚀。恒电位仪接线示意图，见图3：图3 恒电位仪接线示意图l 利用防腐涂料对电力电缆进行保护。防腐涂料可以有效根除位于电缆表层的酸碱物，使PH值始

24、终位于6.87.2之间，从而达到防腐的作用。空气酸碱度对电缆的影响情况见附表2：附表2：空气酸碱度对电缆的影响PH值酸碱度腐蚀度6.87.2极低（中性）极低66.8或7.28较低（弱酸或弱碱）轻微6或8较高（强酸或强碱）严重5.3小动物对电力电缆的危害与防治能对电力电缆造成较严重危害的小动物主要有两种：白蚁和老鼠。它们破坏电力电缆的目的并不是为了食用电缆材料，而是因为其特殊的生活习性。下面就分别从上述两种小动物对电力电缆的危害和防治方法作一些简单介绍。5.3.1白蚁对电力电缆的危害与防治白蚁的食物主要是木材、草根及纤维制品。白蚁蛀蚀橡胶、铅护套等，并非把这些物质当作食物，而是在寻找食物过程中的

25、一种破坏行为。白蚁能把电缆护层咬穿，使电缆绝缘受潮，绝缘强度降低，从而造成单相接地短路事故，甚至能破坏电缆的铅包和铝包层，造成传输故障、漏电、停电等重大事故。防治白蚁的方法有很多，但从成本费用、实施难度、防治效果等方面进行综合考虑，还是采用药物防治法较好。巡护人员可根据实际情况，在电力隧道内可能出现白蚁危害的区域适当放置专用药物，如4048%毒死蜱乳油、510%联苯菊酯乳油等。5.3.2老鼠对电力电缆的危害与防治老鼠是啮齿性动物。电力电缆大多采用橡塑材料，易受鼠类攻击，从而造成漏电、停电、爆炸及火灾等重大事故。老鼠破坏电力电缆的主要目的，就是为了磨利尖齿，而橡塑材料的硬度却正好合适，因而老鼠对电力电缆的危害是相当大的。要做好电力隧道的防鼠工作，首先应考虑这样一个问题：老鼠如何进入电力隧道？经过分析，大致可以推出以下四种可能：空置排管孔、破损井盖、风孔、巡视出入口。电力隧道与外部电力通道相连段通常都是采用排管形式，且多为150或200PVC管。为防止老鼠通过排管孔进入电力隧道，进而对电力电缆造成破坏，因此电力隧道内的排管孔洞均应用专用材料进行封堵。由于电力隧道多建于道路正下方，因此井盖遭到外力破坏的情况时有发生。对存在缺口或其它破损现象的井盖应在第一时间进行修复或更换