張 成，袁 靜，趙 洋，李 光，李上國，張 銘
?。▏W(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)險的概念，認(rèn)真分析其產(chǎn)生的原因，對北京地區(qū)風(fēng)險隧道進(jìn)行了全面統(tǒng)計和分類，給出了不同類型“1-N”風(fēng)險隧道的差異化應(yīng)對策略，目的在于解決現(xiàn)有的“1-N”風(fēng)險問題。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原則，避免了出現(xiàn)新的“1-N”風(fēng)險隧道。
關(guān)鍵詞： 電纜；隧道；“1-N”風(fēng)險
0 引言
我國電力電纜敷設(shè)里程不斷增長，常見的電纜敷設(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)，由于地下各類管線密集，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停電的風(fēng)險，也就是本文中所提出的電力電纜線路的“1-N”風(fēng)險概念。
1 造成電力電纜隧道“1-N”風(fēng)險的原因
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)時建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較低，隧道頂板覆土較淺，加上大型、重型車輛長期碾壓，隧道結(jié)構(gòu)出現(xiàn)頂板開裂、漏筋、保護(hù)層剝落等現(xiàn)象；再加上近年來北京城區(qū)地鐵、熱力、燃?xì)獾雀鞣N地下管線大規(guī)模施工對隧道周邊土體的擾動[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)開裂、錯位、頂板鋼筋銹蝕嚴(yán)重。
1.2 電網(wǎng)結(jié)構(gòu)
1.2.1 變電站電纜出線口結(jié)構(gòu)
由于設(shè)計建造時間較早、施工現(xiàn)場受城市地下管線限制等原因，部分變電站上級電源從同一出線口隧道進(jìn)入變電站，當(dāng)出線口隧道發(fā)生事故時，會造成該變電站全停，并使下級變電站失去電源。
1.2.2 電力線路“T接”結(jié)構(gòu)
隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對于電力需求日益增大，當(dāng)需要緊急供電或臨時過渡性供電方案時，在不影響原線路供電的情況下，就近利用原有線路做“T”接聯(lián)絡(luò)線，不失為一種快速有效的方法[3]。但電纜線路和架混線路“T接”多個變電站，當(dāng)單個變電站停電時，容易波及多個變電站全?；蚴ル娫础?/p>
1.3 火災(zāi)
電力電纜隧道內(nèi)的電纜易燃[4]，燃燒時產(chǎn)生大量的濃煙和易燃?xì)怏w。電力電纜隧道空間狹長，火焰沿著電纜迅速蔓延燃燒。
電力電纜隧道火災(zāi)的主要原因為：（1）電纜中間接頭制作質(zhì)量不良、壓接頭不緊、接觸電阻過大，長期運(yùn)行造成的電纜頭過熱燒穿絕緣。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)行時間越長越容易發(fā)生過熱燒穿事故。（2）接地故障電流引起火災(zāi)。（3）長期超負(fù)荷運(yùn)行、受潮和受熱等。絕緣層會被損壞，發(fā)生短路等引起電纜火災(zāi)。
2 北京電力電纜線路“1-N”風(fēng)險現(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)險隧道共102段。大部分“1-N”風(fēng)險隧道分布于城八區(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變電站隧道，長度為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)險隧道按照形成原因及應(yīng)對策略的不同可以分為4類：第一類、隧道內(nèi)密集多路高壓電纜，可以通過改變電纜路徑或新建隧道遷改電纜消除“1-N”風(fēng)險；第二類、雖為雙路供電，但上級電源單一，可以通過后期電源點的建設(shè)，增強(qiáng)對變電站電源的支撐；第三類、變電站電纜出口單一，進(jìn)出線電纜敷設(shè)在同一出站口，可以通過變電站改造，增加出口數(shù)量和方向；第四類、涉及全停變電站為用戶站，如110 kV奔馳汽車站、110 kV北辰會議中心站和110kV松下彩管站等，具體應(yīng)對措施應(yīng)根據(jù)用戶用電需求及電網(wǎng)整體規(guī)劃制定。
按照分類標(biāo)準(zhǔn)對153條“1-N”風(fēng)險隧道進(jìn)行細(xì)分，其中第一類隧道共有36條，第二類隧道共有88條，第三類隧道共有22條，第四類隧道共有7條。為永久性的解決存量的“1-N”風(fēng)險隧道問題，應(yīng)結(jié)合不同類型隧道的策略，分輕重緩急，研究制定規(guī)劃方案，優(yōu)先考慮長度短、投資省、運(yùn)行維修方便的新隧道路徑，對短期內(nèi)沒有條件開展改造的“1-N”風(fēng)險隧道可以采取縮短巡視周期、定期結(jié)構(gòu)檢測和加裝防火隔板等方式降低事故發(fā)生風(fēng)險。
3 避免新增“1-N”風(fēng)險的電纜網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)原則
在解決存量“1-N”風(fēng)險隧道的基礎(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)險隧道。
?。?）所選規(guī)劃要符合城市規(guī)劃管理部門制定的地下管線、隱蔽工程統(tǒng)一規(guī)劃；
（2）線路規(guī)劃應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理，盡量使長度短一些，線路路徑避免繞道，因地制宜，綜合技經(jīng)指標(biāo)確定規(guī)劃方式；
?。?）新變電站建設(shè)應(yīng)有總體規(guī)劃，建議具有不少于2個以上方向的上級電源，來自兩個方向的上級電源敷設(shè)在不同路徑電力隧道；
（4）新建變電站應(yīng)有不同方向的高壓電纜出線口，不同方向上級電源從不同電纜出線口進(jìn)站；
?。?）電纜線路“T接”結(jié)構(gòu)容易擴(kuò)大“1-N”風(fēng)險隧道發(fā)生事故的規(guī)模，應(yīng)避免在新建變電站和電纜線路時使用這種電網(wǎng)結(jié)構(gòu)；
（6）新建電纜線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；
（7）10 kV線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)險的概念，認(rèn)真分析其產(chǎn)生的原因，進(jìn)一步全面統(tǒng)計了北京電纜網(wǎng)的“1-N”風(fēng)險隧道，通過研究和總結(jié)，根據(jù)不同特點對風(fēng)險隧道進(jìn)行了分類，提出了不同類型“1-N”風(fēng)險隧道的短期及長期的差異化應(yīng)對策略，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原則，目的在于解決現(xiàn)有的“1-N”風(fēng)險問題并避免出現(xiàn)新的“1-N”風(fēng)險隧道，降低電纜網(wǎng)的安全風(fēng)險，提高供電可靠性。
參考文獻(xiàn)：
[1]史傳卿.電力電纜[M].北京:中國電力出版社，2004.
[2]張彥輝,張洪青.北京電力隧道現(xiàn)狀及檢測技術(shù)研究[J].中國電力教育,2013(8):184-187.
[3]張麗芹.輸電線路的一種T接聯(lián)絡(luò)方法[J].科技資訊,2012(2):133-134.
[4]趙暉.城市電力電纜隧道的防火和消防設(shè)計[J].華北電力技術(shù),2010(6):49-54.