高压电力电缆敷设技术与安全运行保障机制研究

引言

在电力需求持续增长与智能电网快速发展的背景下，高压电力电缆凭借其占地少、传输容量大、受外界环境影响小等优势，成为城市电网和长距离输电工程的核心选择。高压电力电缆的敷设过程涉及复杂的工程技术问题，其运行环境的特殊性也对安全保障提出了极高要求。一旦电缆敷设不当或运行维护不到位，可能引发短路、火灾等严重事故，造成巨大的经济损失与社会影响。

一、高压电力电缆敷设技术基础理论

1.1 高压电力电缆基本结构与特性

高压电力电缆如同电力传输的“血管”，其结构精密且功能独特。以交联聚乙烯绝缘电缆为例，从内到外依次为导体、绝缘层、屏蔽层、保护层等。导体通常采用铜或铝材质，具有优良的导电性能，能够承载强大的电流。交联聚乙烯绝缘层则凭借优异的电气绝缘性能和耐热性能，将导体与外界隔离，防止漏电和击穿现象发生。屏蔽层起到均衡电场的作用，避免局部电场集中引发绝缘破坏。而保护层则如同坚固的铠甲，具备防水、防腐蚀、防机械损伤的能力，确保电缆在复杂环境中稳定运行。这些结构协同工作，赋予高压电力电缆高电压承受能力、大传输容量以及长使用寿命等特性，使其能够适应不同的敷设环境与电力传输需求。

1.2 高压电力电缆敷设技术核心原理

高压电力电缆敷设技术的核心在于实现电缆与环境的最佳适配，保障电力传输的高效与安全。其遵循电场分布均匀化原理，通过合理设计电缆路径与敷设方式，避免因弯曲半径过小、排列不当等因素导致电场畸变，进而引发绝缘老化与故障。同时，热传递原理也是关键，在电缆运行过程中，电流通过导体产生热量，需要通过良好的散热设计与敷设材料选择，确保电缆温度维持在合理范围，防止因过热加速绝缘层老化。

1.3 高压电力电缆敷设影响因素分析

高压电力电缆敷设受多种因素制约。地质条件是重要的基础因素，不同的土壤类型、地下水位以及地质构造会影响电缆的散热性能和机械稳定性。在松软的沙土中，电缆容易发生沉降和位移；而在地下水位高的区域，电缆可能遭受水浸腐蚀。环境因素同样不可忽视，城市密集的建筑布局、复杂的地下管线网络以及恶劣的气候条件，都增加了电缆敷设的难度。此外，电缆自身参数，如规格型号、绝缘材料性能等，也对敷设方式的选择和施工工艺有着直接影响。

二、高压电力电缆敷设关键技术

2.1 直埋敷设技术要点与规范

直埋敷设是一种常见且经济的敷设方式，适用于电缆数量较少、路径较长且环境较为空旷的区域。其施工要点在于精确的电缆沟挖掘与回填。电缆沟深度需严格按照规范要求，一般在冻土层以下，以避免因土壤冻融循环对电缆造成损伤。电缆沟底部应平整，并铺设一层厚度适宜的细沙或软土，起到缓冲和保护作用。电缆敷设时，要保持一定的松弛度，防止因热胀冷缩产生拉力。回填过程中，先覆盖一层细沙或软土，再铺设保护板，最后回填原土并夯实，确保电缆免受机械外力和化学腐蚀。

2.2 电缆沟与隧道敷设技术应用

电缆沟与隧道敷设为电缆提供了良好的运行环境，适用于电缆数量较多、路径集中的城市电网区域。电缆沟一般采用砖砌或混凝土结构，内部设置支架用于电缆固定和排列。在设计时，要充分考虑电缆的散热需求，合理规划通风口和排水设施，防止沟内积水和热量积聚。隧道敷设则适用于大容量电缆的集中敷设，其空间较大，便于电缆的安装、维护和升级。隧道内通常设置完善的照明、通风、消防和排水系统，同时采用分层支架布局，实现电缆的有序排列，减少相互干扰。

2.3 架空与排管敷设技术优化路径

架空敷设具有施工简便、维护方便的特点，常用于农村地区或城市郊区。在优化架空敷设技术时，要合理选择杆塔类型和档距，确保电缆在不同气象条件下的安全运行。同时，加强绝缘子和金具的选型与安装质量控制，防止因绝缘性能下降或连接松动引发故障。排管敷设则适用于城市道路、建筑物密集区域，通过预埋排管为电缆提供通道。在排管设计与施工中，要根据电缆数量和规格合理确定排管管径和孔数，确保电缆能够顺利穿入。排管内壁应光滑，减少电缆穿管时的摩擦力。此外，还需设置工作井，便于电缆的连接、检修和更换。通过优化排管的材料选择和接口处理，提高排管的防水、防腐蚀性能，延长使用寿命。

三、高压电力电缆安全运行保障机制

3.1 电缆运行状态监测与预警机制

建立完善的电缆运行状态监测与预警机制是保障安全运行的关键。利用光纤测温、局部放电检测、红外热成像等先进技术，实时监测电缆的温度、绝缘状态、局部放电等关键参数。光纤测温技术能够精确测量电缆沿线温度分布，及时发现因过载、接触不良等导致的局部过热现象；局部放电检测可以捕捉绝缘内部的微小缺陷，提前预警绝缘故障。通过数据采集与分析系统，将监测数据进行整合和处理，结合电缆运行历史数据和环境因素，建立数学模型，预测电缆运行状态变化趋势。一旦监测数据超过设定阈值，系统立即发出预警信号，提示运维人员采取相应措施，实现电缆故障的早期发现与预防。

3.2 预防性维护与故障处理体系

预防性维护是降低电缆故障发生率的重要手段。制定科学的维护计划，定期对电缆进行巡检、试验和保养。巡检内容包括电缆外观检查、接头连接情况检测、接地系统检查等，及时发现并处理电缆表面损伤、接头松动等问题。定期开展绝缘电阻测试、直流耐压试验等电气试验，评估电缆绝缘性能。同时，加强电缆附件的维护，对终端头、中间接头等关键部位进行密封处理和绝缘老化检测。当电缆发生故障时，建立快速有效的故障处理体系至关重要。利用故障定位技术，如行波法、电桥法等，迅速确定故障位置，减少停电时间。制定详细的故障抢修预案，配备专业的抢修队伍和设备，确保故障能够得到及时、高效的处理。

3.3 安全运行管理制度与应急响应策略

完善的安全运行管理制度是电缆安全运行的制度保障。建立健全电缆运行维护规程、岗位责任制、安全操作规程等规章制度，明确各部门和人员的职责与工作标准。加强对运维人员的培训与考核，提高其专业技能和安全意识。定期组织安全知识讲座和技能竞赛，促进运维人员之间的经验交流与学习。同时，制定科学合理的应急响应策略，针对可能发生的电缆火灾、短路等事故，编制详细的应急预案，并定期开展应急演练。通过演练检验应急预案的可行性和有效性，不断优化应急流程，提高应对突发事件的能力。在事故发生时，能够迅速启动应急预案，有序开展救援工作，最大限度减少事故损失。

四、结语

高压电力电缆敷设技术与安全运行保障机制紧密相连，缺一不可。只有深入钻研敷设技术理论，精准把握关键技术要点，并构建完善的安全保障体系，才能提升工程质量与运行可靠性。未来，更需紧跟行业发展，不断探索创新，为电力稳定供应筑牢根基。

参考文献

[1] 吴政 . 高压电缆敷设技术在城市电力工程中的应用研究 [J]. 城市建设理论研究 ( 电子版 ),2024,(27):4-6.

[2] 李 伟 . 超 高 竖 井 条 件 下 高 压 电 缆 敷 设 技 术 [J]. 水 电 站 机 电 技术 ,2023,46(07):96-98.

[3] 陈红 . 隧道内高压电力电缆线芯过热预警判据研究 [D]. 中国科学技术大学 ,2021.