張 成，袁 靜，趙 洋，李 光，李上國(guó)，張 銘
?。▏?guó)網(wǎng)北京市電力公司檢修分公司，北京 100102）
摘 要： 介紹了電纜網(wǎng)的“1-N”風(fēng)險(xiǎn)的概念，認(rèn)真分析其產(chǎn)生的原因，對(duì)北京地區(qū)風(fēng)險(xiǎn)隧道進(jìn)行了全面統(tǒng)計(jì)和分類(lèi)，給出了不同類(lèi)型“1-N”風(fēng)險(xiǎn)隧道的差異化應(yīng)對(duì)策略，目的在于解決現(xiàn)有的“1-N”風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。并進(jìn)一步提出了在可研階段加強(qiáng)相關(guān)單位供電方案、可研方案的審核的幾個(gè)原則，避免了出現(xiàn)新的“1-N”風(fēng)險(xiǎn)隧道。
關(guān)鍵詞： 電纜；隧道；“1-N”風(fēng)險(xiǎn)
0 引言
我國(guó)電力電纜敷設(shè)里程不斷增長(zhǎng)，常見(jiàn)的電纜敷設(shè)方式[1]有直埋敷設(shè)、電纜溝敷設(shè)、電纜橋梁敷設(shè)、豎井敷設(shè)、隧道敷設(shè)和水底電纜敷設(shè)等。電力電纜隧道是北京電網(wǎng)的重要設(shè)施，是北京市主配網(wǎng)電纜敷設(shè)的重要路徑資源。經(jīng)過(guò)多年持續(xù)建設(shè)，電力電纜隧道得到了迅猛發(fā)展，四通八達(dá)的地下電纜隧道網(wǎng)絡(luò)日趨完善。而北京電纜網(wǎng)尤其是城八區(qū)，由于地下各類(lèi)管線(xiàn)密集，電力電纜隧道路徑資源，導(dǎo)致部分通道內(nèi)電纜數(shù)量眾多，斷面飽和度高，如果發(fā)生1處電力電纜隧道火災(zāi)或土建結(jié)構(gòu)損壞，存在導(dǎo)致1座及以上變電站同時(shí)停電的風(fēng)險(xiǎn)，也就是本文中所提出的電力電纜線(xiàn)路的“1-N”風(fēng)險(xiǎn)概念。
1 造成電力電纜隧道“1-N”風(fēng)險(xiǎn)的原因
1.1 土建結(jié)構(gòu)
北京電纜網(wǎng)隧道始建于20世紀(jì)70～80十年代，為磚混結(jié)構(gòu)，由于當(dāng)時(shí)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較低，隧道頂板覆土較淺，加上大型、重型車(chē)輛長(zhǎng)期碾壓，隧道結(jié)構(gòu)出現(xiàn)頂板開(kāi)裂、漏筋、保護(hù)層剝落等現(xiàn)象；再加上近年來(lái)北京城區(qū)地鐵、熱力、燃?xì)獾雀鞣N地下管線(xiàn)大規(guī)模施工對(duì)隧道周邊土體的擾動(dòng)[2]，使得老舊磚混隧道出現(xiàn)了很多隱患：如隧道主體結(jié)構(gòu)開(kāi)裂、錯(cuò)位、頂板鋼筋銹蝕嚴(yán)重。
1.2 電網(wǎng)結(jié)構(gòu)
1.2.1 變電站電纜出線(xiàn)口結(jié)構(gòu)
由于設(shè)計(jì)建造時(shí)間較早、施工現(xiàn)場(chǎng)受城市地下管線(xiàn)限制等原因，部分變電站上級(jí)電源從同一出線(xiàn)口隧道進(jìn)入變電站，當(dāng)出線(xiàn)口隧道發(fā)生事故時(shí)，會(huì)造成該變電站全停，并使下級(jí)變電站失去電源。
1.2.2 電力線(xiàn)路“T接”結(jié)構(gòu)
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)于電力需求日益增大，當(dāng)需要緊急供電或臨時(shí)過(guò)渡性供電方案時(shí)，在不影響原線(xiàn)路供電的情況下，就近利用原有線(xiàn)路做“T”接聯(lián)絡(luò)線(xiàn)，不失為一種快速有效的方法[3]。但電纜線(xiàn)路和架混線(xiàn)路“T接”多個(gè)變電站，當(dāng)單個(gè)變電站停電時(shí)，容易波及多個(gè)變電站全?；蚴ル娫?。
1.3 火災(zāi)
電力電纜隧道內(nèi)的電纜易燃[4]，燃燒時(shí)產(chǎn)生大量的濃煙和易燃?xì)怏w。電力電纜隧道空間狹長(zhǎng)，火焰沿著電纜迅速蔓延燃燒。
電力電纜隧道火災(zāi)的主要原因?yàn)椋海?）電纜中間接頭制作質(zhì)量不良、壓接頭不緊、接觸電阻過(guò)大，長(zhǎng)期運(yùn)行造成的電纜頭過(guò)熱燒穿絕緣。電纜中間接頭的施工質(zhì)量好壞只能在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，運(yùn)行時(shí)間越長(zhǎng)越容易發(fā)生過(guò)熱燒穿事故。（2）接地故障電流引起火災(zāi)。（3）長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行、受潮和受熱等。絕緣層會(huì)被損壞，發(fā)生短路等引起電纜火災(zāi)。
2 北京電力電纜線(xiàn)路“1-N”風(fēng)險(xiǎn)現(xiàn)狀及分析
根據(jù)截至2013年5月份最新電纜網(wǎng)系統(tǒng)圖，“1-N”風(fēng)險(xiǎn)隧道總量為153段。其中，存在一座及以上220 kV變電站全停的“1-N”風(fēng)險(xiǎn)隧道共11段，存在兩座及以上110 kV變電站全停的“1-N”風(fēng)險(xiǎn)隧道共40段，存在一座及以上110 kV變電站全停的“1-N”風(fēng)險(xiǎn)隧道共102段。大部分“1-N”風(fēng)險(xiǎn)隧道分布于城八區(qū)電纜密集區(qū)域，影響較嚴(yán)重的如成壽寺終端站至左安門(mén)變電站隧道，長(zhǎng)度為2 km，隧道內(nèi)敷設(shè)多條10 kV、110 kV和220 kV高壓電纜，如果電力電纜隧道發(fā)生事故，將直接導(dǎo)致220 kV左安門(mén)站及其所串帶的4座市區(qū)110 kV變電站全停，造成市區(qū)內(nèi)大面積的停電事故。
“1-N”風(fēng)險(xiǎn)隧道按照形成原因及應(yīng)對(duì)策略的不同可以分為4類(lèi)：第一類(lèi)、隧道內(nèi)密集多路高壓電纜，可以通過(guò)改變電纜路徑或新建隧道遷改電纜消除“1-N”風(fēng)險(xiǎn)；第二類(lèi)、雖為雙路供電，但上級(jí)電源單一，可以通過(guò)后期電源點(diǎn)的建設(shè)，增強(qiáng)對(duì)變電站電源的支撐；第三類(lèi)、變電站電纜出口單一，進(jìn)出線(xiàn)電纜敷設(shè)在同一出站口，可以通過(guò)變電站改造，增加出口數(shù)量和方向；第四類(lèi)、涉及全停變電站為用戶(hù)站，如110 kV奔馳汽車(chē)站、110 kV北辰會(huì)議中心站和110kV松下彩管站等，具體應(yīng)對(duì)措施應(yīng)根據(jù)用戶(hù)用電需求及電網(wǎng)整體規(guī)劃制定。
按照分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)153條“1-N”風(fēng)險(xiǎn)隧道進(jìn)行細(xì)分，其中第一類(lèi)隧道共有36條，第二類(lèi)隧道共有88條，第三類(lèi)隧道共有22條，第四類(lèi)隧道共有7條。為永久性的解決存量的“1-N”風(fēng)險(xiǎn)隧道問(wèn)題，應(yīng)結(jié)合不同類(lèi)型隧道的策略，分輕重緩急，研究制定規(guī)劃方案，優(yōu)先考慮長(zhǎng)度短、投資省、運(yùn)行維修方便的新隧道路徑，對(duì)短期內(nèi)沒(méi)有條件開(kāi)展改造的“1-N”風(fēng)險(xiǎn)隧道可以采取縮短巡視周期、定期結(jié)構(gòu)檢測(cè)和加裝防火隔板等方式降低事故發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。
3 避免新增“1-N”風(fēng)險(xiǎn)的電纜網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)原則
在解決存量“1-N”風(fēng)險(xiǎn)隧道的基礎(chǔ)上，應(yīng)加強(qiáng)相關(guān)單位供電方案、可研方案的審核，建議把握以下幾個(gè)原則，避免變電站新電源接入工程出現(xiàn)規(guī)劃不合理，產(chǎn)生新增的“1-N”風(fēng)險(xiǎn)隧道。
（1）所選規(guī)劃要符合城市規(guī)劃管理部門(mén)制定的地下管線(xiàn)、隱蔽工程統(tǒng)一規(guī)劃；
（2）線(xiàn)路規(guī)劃應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理，盡量使長(zhǎng)度短一些，線(xiàn)路路徑避免繞道，因地制宜，綜合技經(jīng)指標(biāo)確定規(guī)劃方式；
（3）新變電站建設(shè)應(yīng)有總體規(guī)劃，建議具有不少于2個(gè)以上方向的上級(jí)電源，來(lái)自?xún)蓚€(gè)方向的上級(jí)電源敷設(shè)在不同路徑電力隧道；
?。?）新建變電站應(yīng)有不同方向的高壓電纜出線(xiàn)口，不同方向上級(jí)電源從不同電纜出線(xiàn)口進(jìn)站；
（5）電纜線(xiàn)路“T接”結(jié)構(gòu)容易擴(kuò)大“1-N”風(fēng)險(xiǎn)隧道發(fā)生事故的規(guī)模，應(yīng)避免在新建變電站和電纜線(xiàn)路時(shí)使用這種電網(wǎng)結(jié)構(gòu)；
?。?）新建電纜線(xiàn)路避免使用斷面接近飽和、老舊磚混和常年溫度較高的電力隧道；
?。?）10 kV線(xiàn)路在可以使用其他路徑（如：管井）的情況下，原則上不允許使用電力隧道敷設(shè)。
4 結(jié)論
本文介紹了電纜網(wǎng)的“1-N”風(fēng)險(xiǎn)的概念，認(rèn)真分析其產(chǎn)生的原因，進(jìn)一步全面統(tǒng)計(jì)了北京電纜網(wǎng)的“1-N”風(fēng)險(xiǎn)隧道，通過(guò)研究和總結(jié)，根據(jù)不同特點(diǎn)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)隧道進(jìn)行了分類(lèi)，提出了不同類(lèi)型“1-N”風(fēng)險(xiǎn)隧道的短期及長(zhǎng)期的差異化應(yīng)對(duì)策略，并強(qiáng)調(diào)了在可研階段加強(qiáng)相關(guān)單位供電方案、可研方案的審核的幾個(gè)原則，目的在于解決現(xiàn)有的“1-N”風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題并避免出現(xiàn)新的“1-N”風(fēng)險(xiǎn)隧道，降低電纜網(wǎng)的安全風(fēng)險(xiǎn)，提高供電可靠性。
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