綜合管廊高壓電力線路對(duì)電信線路的干擾與防護(hù)研究

1、綜合管廊高壓電力線路對(duì)電信線路的干擾與防護(hù)研究作者,尹成姜云鵬 字?jǐn)?shù)：2447來源：商品與質(zhì)量 建筑與發(fā)展2014年4期 字體：大中小 打印當(dāng)頁(yè)正文【摘 要】 地下綜合管廊是一項(xiàng)新型工程，合理解決管廊內(nèi)高壓電纜和電信電纜同艙敷設(shè)的電磁 兼容問題，對(duì)于綜合管廊具有極大的推廣與經(jīng)濟(jì)意義。本文結(jié)合工程實(shí)例對(duì)同艙敷設(shè)220kV高壓電力電纜和電信電纜的干擾影響進(jìn)行了數(shù)值分析，并提出了有效的防護(hù)措施?！娟P(guān)鍵詞】綜合管廊；高壓電纜；電磁干擾Research for the protection and EMC between high voltage cable circuit and telecommun

2、ication cable in utility tunnelYin liwen , JIANG Yun-pengCapital Engineering & Research Incorporation Limited, Beijing 100176Abstract 】 Utility tunnel(city comprehensive pipe tunnel ) is the new space of civilengineering. It will benefit more in economics and promotion of Utility tunnel to solve the

3、 EMC problems which occurred between high voltage cable circuit and telecommunication cable in tunnel. This paper analyzed the EMC problem above and proposed several effective measures.【Key Words Utility tunnel; high voltage cable circuit; EMC引言：綜合管廊是在城市地下建造的將供水、供熱、電力、通信等市政公用管線，集中敷設(shè)在一個(gè)構(gòu)筑 物內(nèi)，實(shí)行統(tǒng)一規(guī)劃、設(shè)

4、計(jì)、施工和管理的市政公用隧道空間。它可以有效避免道路重復(fù)開挖，同時(shí) 延長(zhǎng)了管線的使用壽命，并為城市發(fā)展預(yù)留了寶貴的地下空間；建設(shè)綜合管廊可以極大的推動(dòng)新型市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，提升城市基礎(chǔ)設(shè)施的現(xiàn)代化水平。國(guó)內(nèi)綜合管廊利用市政道路的中分帶、非機(jī)動(dòng)車道以及道路旁綠地，布置在這些路面板塊下方。由于中分帶、非機(jī)動(dòng)道板塊受制于道路橫斷面限制不會(huì)很寬，若管廊斷面橫向過寬進(jìn)入機(jī)動(dòng)車道則有可能造成路面不均勻沉降，引發(fā)車轍現(xiàn)象。另外，綜合管廊的單位造價(jià)相對(duì)較高，不同斷面與地質(zhì)條 件下造價(jià)可到35萬/米。因此，通過斷面優(yōu)化，合理布設(shè)管廊內(nèi)的各管線具有深遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)意義。國(guó)內(nèi)納入管廊的市政管線主要為供水、供熱、電力、通信

5、四種。根據(jù)文獻(xiàn)12要求，熱力管線不得與電纜同艙敷設(shè)。由于傳統(tǒng)的通信電纜大多為同軸電纜，通常認(rèn)為和電力電纜之間存在嚴(yán)重干擾，不宜直接共艙敷設(shè)。這樣管廊就會(huì)設(shè)置為電力艙、通信 +水艙、和熱力艙的三艙結(jié)構(gòu)，使得橫斷面尺 寸增加，導(dǎo)致造價(jià)的大幅上升。如果可以有效將強(qiáng)電電纜對(duì)弱電電纜存在干擾控制在允許范圍內(nèi)，則 就可將電力電纜與通信電纜歸入一個(gè)艙室，從而優(yōu)化斷面。1、電力電纜與電信電纜同艙的綜合管廊以某綜合管廊工程為例，管廊為新區(qū)新建220kV變電站聯(lián)絡(luò)電纜通行路由，每座新建220kV變電站主變規(guī)模近期3X240MVA 220kV遠(yuǎn)期容載比不低于1.6,系統(tǒng)接地形式為中性點(diǎn)直接接地。管廊 電艙敷設(shè)有22

6、0kV聯(lián)絡(luò)電纜3回，每回3根單芯電纜，坦平排列。電纜選用鋁護(hù)套交聯(lián)聚乙烯絕緣銅 導(dǎo)體電纜，截面2500mm2額定電流1500A,單相短路電流40kA。管廊內(nèi)電信電(光)纜敷設(shè)在金屬 線槽內(nèi)，與220kV電纜分布在電艙兩側(cè)，檢修通道1m 220kV電纜距離最近的電信電纜大于1.5m。詳見附圖。2、綜合管廊干擾指標(biāo)與分析以下將以理論計(jì)算的方法對(duì)電力電纜對(duì)金屬線槽內(nèi)的電信電纜干擾進(jìn)行數(shù)值分析。依據(jù)文獻(xiàn) 34的要求，著重從電力電纜短路對(duì)通信電纜的危險(xiǎn)影響及干擾影響進(jìn)行分析論證。綜合管廊干擾指標(biāo)由于管廊內(nèi)敷設(shè)的電信電（光）纜均為，帶護(hù)套的電纜形式，依據(jù)文獻(xiàn)34,在電力電纜故障時(shí)，電信電纜線路由于磁感應(yīng)引

7、起的危險(xiǎn)縱電動(dòng)勢(shì)允許值，或，一電纜直流試驗(yàn)電壓，V;一電纜交流試驗(yàn)電壓，V;因此，危險(xiǎn)電壓允許校驗(yàn)值取 600V,此允許值也滿足高可靠電力線路對(duì)電信明線線路縱電勢(shì)允 許值（650V） o由于管廊內(nèi)有多條電纜與電信線路接近，因此危險(xiǎn)電壓除考慮短路電流影響外，需同 時(shí)計(jì)算非故障電纜分布電流影響。在電力電纜正常運(yùn)行時(shí)，電信電纜線路由于磁感應(yīng)引起的危險(xiǎn)縱電動(dòng)勢(shì)允許值為60V。依據(jù)文獻(xiàn)345,中性點(diǎn)直接接地電力電纜對(duì)電信電纜的干擾影響，主要考慮高次諧波的雜 音干擾影響。干擾影響允許值為 4.5mVo綜合管廊干擾計(jì)算方法危險(xiǎn)電壓中短路電流對(duì)通信電纜的感應(yīng)電壓計(jì)算如下： 危險(xiǎn)電壓，V;矢量算子；工頻，Hz;

8、電力電纜與通彳t電纜的互感，H/km;電力電纜與通信電纜平行長(zhǎng)度，km;通過電纜導(dǎo)體的單相短路電流，A;電力電纜對(duì)故障電流的屏蔽系數(shù)；綜合屏蔽系數(shù)；危險(xiǎn)縱電壓（正常運(yùn)行時(shí)由負(fù)荷電流對(duì)通信電纜感應(yīng)電壓的矢量和）縱電壓，V; TOC o 1-5 h z 由負(fù)荷電流感應(yīng)的縱電壓，V;由以大地為回路電纜金屬護(hù)套電流感應(yīng)的縱電壓，V;由零序電流感應(yīng)的縱電壓，V。（由負(fù)荷電流感應(yīng)的縱電壓，在電力電纜金屬護(hù)套非交叉互聯(lián)接地時(shí)的計(jì)算公式）工頻，Hz;通過各相導(dǎo)體的工頻電流與通信電纜的互感，H/km;通過各相導(dǎo)體的工頻電流與通信電纜的互感的矢量和，H/km;通過導(dǎo)體的負(fù)荷電流，A;與通信電纜平行電纜線路總長(zhǎng)度，

9、km;電力電纜的屏蔽系數(shù)；綜合屏蔽系數(shù) TOC o 1-5 h z 以大地為回路電纜金屬護(hù)套電流，A;正常運(yùn)行時(shí)通過電纜的零序電流，A;電力電纜對(duì)零序電流的屏蔽系數(shù)；雜音電壓（正常運(yùn)行時(shí)高次諧波（800Hz ）電流對(duì)通信電纜感應(yīng)雜音電壓的矢量和）雜音電壓，mV;由負(fù)荷中的高次諧波電流對(duì)通信電纜的感應(yīng)雜音電壓，mV;由以大地為回路電纜金屬護(hù)套中的高次諧波電流對(duì)通信電纜的感應(yīng)雜音電壓，mV;由高次諧波零序電流對(duì)通彳t電纜的感應(yīng)雜音電壓，mV o由負(fù)荷中的高次諧波電流對(duì)通信電纜的感應(yīng)雜音電壓，電力電纜金屬護(hù)套非交叉互聯(lián)接地時(shí)一高次諧波頻率，取800Hz;一高次諧波為800Hz時(shí)各相對(duì)通信電纜的互感，

10、H/km;一高次諧波為800Hz時(shí)通過各相導(dǎo)體的工頻電流與通信電纜的互感的矢量和，H/km; TOC o 1-5 h z 一負(fù)荷電流中的高次諧波等值干擾電流，A;一與通信電纜平行電纜線路總長(zhǎng)度，km;一對(duì)800Hz高頻諧波電流的綜合屏蔽系數(shù)；零序電流的等值干擾電流，A;對(duì)800Hz高次諧波零序電流的屏蔽系數(shù)；對(duì)800Hz高次諧波電流的綜合屏蔽系數(shù)；通信線路的雜音敏感系數(shù)；矢量算子；綜合管廊干擾數(shù)值計(jì)算(1)電力電纜故障時(shí)，危險(xiǎn)電壓計(jì)算,，計(jì)及其余非故障電纜影響，滿足要求。(2)電力電纜正常運(yùn)行時(shí)，縱電壓計(jì)算由負(fù)荷電流感應(yīng)的縱電壓，電力電纜金屬護(hù)套非交叉互聯(lián)接地時(shí)由以大地為回路金屬護(hù)套電流感應(yīng)的

11、縱電壓由零序電流感應(yīng)的縱電壓，縱電壓的矢量和，,滿足要求(3)干擾影響雜音電壓計(jì)算由負(fù)荷中的高次諧波電流對(duì)通信電纜的感應(yīng)雜音電壓(金屬護(hù)套非交叉互聯(lián)接地時(shí))由以大地為回路金屬護(hù)套中的高次諧波電流對(duì)通信電纜的感應(yīng)雜音電壓由高次諧波零序電流對(duì)通信電纜的感應(yīng)雜音電壓雜音電壓因此，在本管廊工程中，電艙內(nèi)同時(shí)敷設(shè)高壓電力電纜與電信電纜是滿足要求，并且可行的。3、防護(hù)措施在管廊工程的實(shí)施中，還可以從電力電纜布設(shè)、 接地系統(tǒng)及加強(qiáng)屏蔽等多個(gè)方面采取更多有效的 抗干擾措施。(1)同回路的單芯三相電力電纜應(yīng)緊靠布置或采用“品”字形布置方式 TOC o 1-5 h z (2)同回路高壓電力電纜應(yīng)使用交叉互聯(lián)的方式

12、；(3)管廊結(jié)構(gòu)鋼筋縱向主鋼筋均通過在伸縮縫處焊接聯(lián)通，每隔一定距離采用環(huán)形鋼筋連接縱向鋼筋，保證鋼筋的可靠電氣連接；(4)通過分別于封閉線槽和電纜支架可靠連接的通長(zhǎng)接地體，保證電氣屏蔽系統(tǒng)可靠接地；(5)采用封閉式金屬線槽可以形成可靠的法拉第籠，抗干擾能力進(jìn)一步提高；(6)電信纜線盡可能采用無金屬回路光纜線路；(7)管廊內(nèi)部自用通信傳輸系統(tǒng)采用頻分復(fù)用技術(shù)，是的電磁干擾影響因素減低；4、結(jié)束語目前，綜合管廊的建設(shè)正進(jìn)入一個(gè)較快發(fā)展的時(shí)間段。在隨著城市用電量的不斷增長(zhǎng)，電纜的輸送容量及供電可靠性要求的提高，針對(duì)綜合管廊內(nèi)的電纜敷設(shè)問題進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，在解決電纜輸送容量及安全運(yùn)行需求的同時(shí)，提高電力綜合管廊的使用效率及城市道路地下空間的資源利用率，是有