电力工程电缆防水害设计

电力工程电缆防水害设计

赵琛

中铁二院建筑院施工供电勘测设计项目部

摘 要：各种敷设方式的防水害设计；纠正电缆沟设计错误；纠正排管的人孔井设计错误。

关键词：渗水；蒸发；自然排水（泄水）；人力排水；机械排水；地下直埋；电缆隧道；电缆沟；电缆排管；导管；架空；电缆桥架（梯架或托盘）；桥梁或构架；人孔井；树枝型爬电。

夏天，内陆城市，雨季看海，降雨量大，天灾是一个原因，也有人为因素。排水系统设备配套的电力工程，防水害设计欠妥，电缆平时不带电，长时间接触水，不易发现故障，排水时设备启用，电缆带电，故障出现，排水系统失去作用，不能及时排除故障。

天要下雨，不由人，但电力工程电缆防水害设计，是每个电力工程师都应该做到的。

电缆短时间接触水，是不影响使用的。

电力工程电缆，除水下电缆外，不能长时间接触水。

施工和使用时，电缆外护套难免有细微破损。如果，电缆长时间接触水，水汽进入电缆内，必然会导致水树枝型爬电，影响导电质量。天长日久，会引起击穿，出现电气故障。电缆接头稍微有点破损，就更严重。

电缆隧道、人孔井等地下的狭小、封闭空间内，如果潮湿或积水，巡视检修时，工作人员也面临溺水和触电的危险。

避免电缆长期接触水的措施，主要有，渗水、蒸发、自然排水（泄水）、人力排水、机械排水。

电缆敷设方式主要有，地下直埋、电缆隧道、电缆沟、电缆排管、导管、架空、电缆桥架（梯架或托盘）、桥梁或构架。

架空、电缆桥架（梯架或托盘）、桥梁或构架，敷设位置高于地面，不用专门考虑避免电缆长期接触水的防水害设计。除此之外，无论室内、室外场所，设计时，均应考虑。各种敷设方式的防水害设计如下。

1地下直埋

选用具有铠装的电缆，铺砂盖砖，可以不积水，渗水快、蒸发快，一般设计做到了。还应注意，电缆线路绕避低洼积水处。

2电缆隧道

电缆隧道内通道的净高不小于1.9m，隧道在地面以下，水从隧道进出口侵入、积水。

除积水，设计应作如下考虑。

2.1渗水

因为，防止地表水和地下水侵入，底部、顶部、侧壁等，均作了防水处理，水不能

渗透，所以，渗水措施不予考虑。

2.2蒸发

需要阳光、高温、大面积开放的空间，蒸发效果才明显。隧道为封闭空间，靠蒸发措施，不能短时间除水。

2.3自然排水（泄水）

在隧道内设集水坑，坑内设泄水孔，接水管至更低处出水口，自然排水。隧道内底面，在地面1.9m以下，在附近不一定有更低处，并且，水还有可能从出水口倒灌。因此，设计前，要作精确的测量和调查，有条件时使用自然排水。往往设计中，仅有一句说明，“考虑自然排水”，无视条件，使施工或运营时难以实现。

2.4人力排水

在隧道内设集水坑，人从坑内取水，搬运出隧道外。隧道长，位置低，若大量积水，人力排水困难，因此，设计前，应征求运营单位意见。

2.5机械排水

不管有无条件，都“考虑自然排水”，或者不征求运营单位意见，采用人力排水。造成电缆防水害设计，形同虚设。

即使，可以设自然排水或人力排水，机械排水，也是必须设的。因为，泄水孔容易堵塞，自然排水可能中断，隧道内底面，在地面1.9m以下，极端天气或意外情况，大量积水，深度大于常人高度，人也不能冒险下井，人力排水时间长，不适合。

在隧道内设集水坑，坑内设排水泵，在隧道内或外，设控制装置、变配电装置，这是常用设计。为不常用的排水工作，占用隧道内或外的空间，这种设计，一般被放弃。

对于电缆隧道机械排水，一定要解决占用隧道内或外的空间的问题。最佳的设计，可以是，不设排水泵、控制装置、变配电装置等固定设施。集水坑内设水位报警仪，将水位信息传至管理员。在隧道进出口，设计汽车道，可以多个隧道配一台吸污车。在隧道需要排水时，开吸污车到进出口排水。

3电缆沟

电缆沟沟壁、盖板及其材质构成应满足承受荷载和适合环境耐久的要求。厂、站内可开启的沟盖板，单块重量不宜超过50kg。

沟盖板间，沟盖板与沟壁间有大量间隙，水从此处侵入，室内室外电缆沟，都免不了。除积水，设计应作如下考虑。

3.1渗水

电缆沟底部和侧壁应满足防止外部进水、渗水的要求，均作防水处理，水不能

渗透，所以，渗水措施不予考虑。

3.2蒸发

3.2.1室外电缆沟沟内积水高度，不大于降雨量。虽然有盖板，没有大面积开放的空间，但沟盖板间，沟盖板与沟壁间有大量间隙，室外电缆沟处在阳光、高温的环境下，蒸发的效果，可以满足要求。

3.2.2室内电缆沟，不具备室外电缆沟相同的条件，设计应考虑，一旦积水，需有其它排水措施。

3.3自然排水（泄水）

3.3.1室外电缆沟，与2.3类似。

3.3.2室内电缆沟，不会直接暴露在雨中，会误认为不进水，设计忽略了水害，不设集水坑和泄水孔，这是及其错误的。室内有众多的水管路和水龙头，有可能使用不当或失修，室内消火栓、自动喷淋使用时，电缆沟可能进水。室内电缆沟在建筑物的地下层，位置比室外低，积水比室外电缆沟更严重。成都范围内的某车站变电所，积水超过人的高度，后果可想而知。

室内电缆沟内集水坑和泄水孔，不应设在配电屏或开关柜、电缆支架正下方，否则，影响使用。

3.4人力排水

3.4.1室外电缆沟，盖板单块重量不宜超过50kg，揭露方便，操作空间大，人力排水，可以满足要求。

3.4.2室内电缆沟内，一般在变配电所，紧邻变配电装置，操作困难，若大量积水，人力排水时间长，不适合。

3.5机械排水

3.5.1室外电缆沟，与2.5类似，室外电缆沟设机械排水，有条件限制。人力排水，可以满足要求，也就没有必要设机械排水。

3.5.2室内电缆沟内，紧邻变配电装置变配电装置，有现成的条件，潜污泵插上电源插座，就可以正常使用，应设机械排水。

3.6纠正电缆沟设计错误

3.6.1室内电缆沟设计的常见错误，其它楼层地面与井道地面齐平。沟与电缆井是接通的，设计要避免其它楼层的水进沟，电缆井道地面应高于楼层地面，以100mm为宜。

3.6.2室外电缆沟设计的常见错误，沿道路设电缆沟，达不到沟壁高出地坪100mm的标准。

为了行人，行车，盖板必须与路齐平，地表水从沟盖板间，沟盖板与沟壁间侵入。雨天，侵入沟内的水量大于降雨量，可能是降雨量的几倍或几十倍，直至沟内积满水，电缆沟成为集水沟，人为造成水害。

侵入沟内的水量大于降雨量，蒸发的时间长，造成3.2.1不满足要求；侵入沟内的水，带入大量的泥沙、垃圾，堵塞泄水孔，造成3.3.1不可行；电缆沟积水满水，大大增加人力排水的工作量，多了清淤工作，造成3.4.1不满足要求；造成没有必要的机械排水。

为了行车，盖板必须有足够的强度，单块重量远远超过50kg。有些厂、站，如动车段（所）、机务段、车辆段，为内部重载车或消防车行驶，单块盖板重量大数百公斤。给平时巡视、故障检修等造成极大的困难。人为造成水害，并且，水害难发现、难排除。

沿人、车，都不能践踏的绿化带等区域设电缆沟，沟壁高出地坪100mm，挡住地表水侵入，并解决以下问题，即可纠正本条中以上的设计错误。

1 电缆沟与道路交叉处，应中断。两侧电缆沟的电缆，在中断处用电缆排管敷设方式。

2电缆沟与地表水路交叉处，应中断，并设“渡水”，方法同1。

3没有人、车，都不能践踏的绿化带等区域，或者电缆沟中断处长度超过电缆排管设人孔井的间距时，不用电缆沟，而应该选择用电缆隧道或电缆排管。

4电缆排管

电缆排管敷设方式适合电缆数量多、或有重载车等路面和地段，比电缆沟有优势。

没有电缆沟沟盖板间，沟盖板与沟壁间有大量间隙，因此，水侵入量少，也比电缆沟有优势。

排管长度超过一定距离时，设人孔井，人孔井净空至少1.9m，方便施工、巡视或检

修。人孔井盖板与井壁间有间隙，盖板上有操作孔，水从此处侵入。

4.1渗水

排管进人孔井处、人孔井底部、侧壁等，均作了防水处理，水不能渗透，所以，渗水措施不予考虑。

4.2蒸发

井内积水高度，不大于降雨量时，因为，人孔井盖板与井壁间有间隙，盖板上有操作孔，在阳光、高温的环境下，蒸发的效果，可以满足要求。

4.3自然排水（泄水）

与2.3类似。

4.4人力排水

若大量积水，人孔井深度大于常人高度，人也不能冒险下井，人力排水难度大、时间长，不适合。

4.5机械排水

与2.5类似。

4.6纠正排管的人孔井设计错误

电缆数量少，如一两根电缆没有必要用电缆排管，发挥不了优势，也浪费投资。如图一。

图一

人孔井设计错误使排管的优势全无，并且造成水害。

人孔井井盖设在排管路径的正中，位于路面，与路面齐平，如图二。盖板破裂、揭盖板巡视或检修，对于行人、行车、巡视或检修人员，都存在危险。

图二

人孔井盖板与井壁间的间隙，特别是盖板上的操作孔，在降雨量大、地面积水时，操作孔形成漩涡，涌入大量的地表水，人孔井成水井。

这种设计错误，非常普遍，来自人孔井的标准图集，设计人员认为有依据，没有思考，没有用实践检验。

正确的设计，应该把人孔井盖设在路面以外，高出地坪100mm以上，如图三，既避免了危险，操作孔以外的地表水，不能入井，也防止了水害。人孔井盖和人孔井（取消井盖）分开设置，用净空不小于2000mm,净宽不小于700mm的地下通道连接，方便巡视或检修。

图三

5工业场所电力工程电缆避免水害设计

如铁路的动车段（所）、机务段、车辆段等，数百台用电设备，使用大量电缆，一般敷设方式，采用电缆隧道、电缆沟、电缆排管等。这些敷设方式，都存在水害问题，虽然，本文中都有解决办法，但彻底避免水害，可以少用或不用这些敷设方式，尽量用电缆桥架（梯架或托盘），其上设巡视检修通道、遮阳罩或选用耐日照的电缆。电缆桥架下方有车道时，高度满足相应要求，上方有接触网或其它限高要求的，局部采用电缆隧道、电缆沟、电缆排管。

电缆桥架（梯架或托盘）敷设方式，既节约投资，方便巡视检修，又不存在水害，有利无害，应成为工业场所电力工程的首选。至今没有采用，不得不说，是设计的缺陷。

主要参考文献

[1] GB50217-2018《电力工程电缆设计标准》

[2] GB51348-2019《民用建筑电气设计标准》

[3]《工业与民用供配电设计手册》

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