雙回電纜終端桿塔電纜與導(dǎo)線過渡及引線方式的比選

廣東天聯(lián)電力設(shè)計(jì)有限公司 歐陽麗敏

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的推進(jìn)，城市用電負(fù)荷不斷增長，城市范圍內(nèi)變電站建設(shè)的需求不斷增大；受限于城市規(guī)劃建設(shè)，城市范圍內(nèi)輸電線路走廊的規(guī)劃需轉(zhuǎn)向地下；城市范圍不斷往邊緣擴(kuò)大，架空線路下地改造亦成為一種必然。城市內(nèi)電纜與遠(yuǎn)郊架空線路過渡的應(yīng)用越來越廣泛，形式也越來越多樣。

1 電纜引上終端的常用方式

根據(jù)電纜終端的安裝位置，110kV 電纜引上終端桿塔可分為3種方式[1]：經(jīng)地面終端支架引上；經(jīng)桿塔支撐件引上至電纜終端承臺；電纜沿桿身敷設(shè)至桿塔橫擔(dān)[2]。

地面終端支架：這種做法與變電站采用戶外電纜終端出線情況類似，主要用于濕式終端。終端支架高度一般不超過3m，可采用雙柱終端支架或單相獨(dú)立終端支架。地面終端支架引上，便于終端及避雷器的安裝及運(yùn)維，但存在以下缺點(diǎn)：由于支架高度不足3m，對電纜引上工井深度有要求，如設(shè)計(jì)人員考慮不充分易導(dǎo)致轉(zhuǎn)彎半徑不足，難以滿足南方電網(wǎng)《35kV～500kV 交流輸電線路裝備技術(shù)導(dǎo)則》“電纜終端頭尾管1m 范圍內(nèi)電纜應(yīng)固定”的要求，實(shí)際工程中施工單位反饋引上井深度不夠的問題亦屢有出現(xiàn)；在地質(zhì)易下沉區(qū)域易出現(xiàn)基礎(chǔ)不均勻沉降，導(dǎo)致電纜受拉，進(jìn)而導(dǎo)致電纜終端和終端平臺受拉，影響電纜終端使用壽命；與電纜終端相連的架空引下線太長，在長期的微風(fēng)擺動下易造成電纜終端出線連接處螺栓松動，引起接觸電阻過大，造成異常發(fā)熱故障。

電纜終端承臺：其離地5m～10m，電纜沿支撐件引上至平臺的電纜終端。終端承臺為桿塔的一部分，無需考慮支架基礎(chǔ)，有效避免基礎(chǔ)不均勻而發(fā)生沉降問題；電纜引上平滑美觀；但終端、避雷器等均安裝于平臺上，不利于檢修及運(yùn)維。

電纜引上終端桿橫擔(dān)：電纜與架空過渡的第三種方式為電纜沿鋼管桿引上至橫擔(dān)端部的干式終端。由于干式電纜終端采用硅橡膠材料，具有抗閃絡(luò)、抗污穢能力強(qiáng)、重量輕的特點(diǎn)，安裝簡便，可在地面完成裝配后吊裝至橫擔(dān)端部，適應(yīng)直立或傾斜安裝與運(yùn)維的條件；登桿裝置外形簡潔美觀，占地面積小。但電纜終端及避雷器均安裝于高處，運(yùn)維極為不便；電纜終端頭布置于橫擔(dān)端部，直接安裝在電纜端部，電纜本身支撐所有荷載，存在很大的安全隱患[1]，且運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的缺陷或事故無法在短時(shí)間內(nèi)消除，供電部門不在不得已的情況下都不同意采用這種方式[3]。

2 架空導(dǎo)線引上的常用方式及優(yōu)缺點(diǎn)

除采用干式終端的方式不需考慮架空引線，其余不論電纜與架空導(dǎo)線如何相連，架空導(dǎo)線的連接仍為電纜與架空過渡的必須考慮因素之一。電纜引上終端后，經(jīng)銅鋁過渡設(shè)備線夾與架空導(dǎo)線連接，導(dǎo)線引上方式常用三種：鐵塔主材增加支出絕緣子；沿塔身加橫梁安裝支撐絕緣子；引線串T 接導(dǎo)線（圖1）。

圖1 常用導(dǎo)線引上方式

沿塔身安裝支撐絕緣子。雙回路電纜終端分別布置于桿塔兩側(cè)，沿塔身約每隔2m 安裝支撐絕緣子。由于塔身橫隔面隨著桿塔高度增大而減小，靠近塔頭處難以滿足相間距要求，可通過調(diào)整支撐絕緣子安裝角度撐開架空導(dǎo)線，以保證架空導(dǎo)線相間距。上、中、下三層導(dǎo)線分別自桿塔的前、中、后三個方向連接至架空側(cè)導(dǎo)線。這種方式支撐絕緣子數(shù)量較多，且安裝角度不同，引線不美觀；距離塔身較近、距離裕度量較小，引線側(cè)難以滿足帶電作業(yè)要求，不利于檢修與運(yùn)維。支撐絕緣子與桿塔采通過螺栓直接連接，固定卡具連接方式不靈活。

沿塔身加橫梁安裝支撐絕緣子。設(shè)計(jì)人員提出沿塔身增加角鋼作為橫梁，三相支撐絕緣子端部均固定于橫梁上，絕緣子安裝于同一高度且相對距離固定，有效保證相間距離同時(shí)可減小風(fēng)偏；引線安裝簡潔美觀。

引線串T 接導(dǎo)線。采用電纜終端平臺時(shí)，可通過在上層導(dǎo)線橫擔(dān)處安裝引線串固定支架，平臺與固定支架分別作為固定點(diǎn)，兩側(cè)固定引線串。通過調(diào)整上層橫擔(dān)固定支架的長度控制相間距，三相引線水平排列，與終端相連的軟導(dǎo)線通過T 型線夾與引線連接。采用引線串的方式需加長上層橫擔(dān)及加大終端平臺尺寸，引起鋼材用量增加，導(dǎo)致基礎(chǔ)同步增加；可取消支撐絕緣子，接線流暢美觀；一般從里到外安裝順序?yàn)殡娎|終端、避雷器、引線串。靠近塔身側(cè)留有運(yùn)維及檢修通道。此外，實(shí)際應(yīng)用中常將座式避雷器調(diào)整為線路避雷器掛于跳線串處，平臺安裝兩組電纜終端，可實(shí)現(xiàn)電纜T 接架空+電纜混合線路。

3 優(yōu)化方案

前文對當(dāng)前工程中常用的幾種電纜終端與架空線路過渡方式以及引線的布置進(jìn)行了詳盡的介紹與優(yōu)缺點(diǎn)對比，結(jié)合廣東電網(wǎng)“采用塔上/桿上終端時(shí)，應(yīng)設(shè)置檢修平臺；電纜終端等附件應(yīng)布置在架空線同一側(cè)的正下方，確保一回線路檢修時(shí)不需同塔上其他回路停電配合”的要求，設(shè)計(jì)人員在此基礎(chǔ)上針對電纜終端桿以及電纜終端塔提出優(yōu)化措施。

電纜終端桿：雙回電纜終端桿主要需解決引線對主桿的距離及導(dǎo)線相間距問題，電纜終端分布于線行兩側(cè)承臺。第一種優(yōu)化方案，三層導(dǎo)線橫擔(dān)呈米字排布，橫擔(dān)端部與電纜終端承臺間采用引線串T 接的引線方式，有效解決了導(dǎo)線相間距的問題，但適用于引線長度不超過10m 的情況；當(dāng)引線超過10m 時(shí)則采用第二種方案，即不調(diào)整導(dǎo)線橫擔(dān)擺向，在導(dǎo)線橫擔(dān)下方增加2～3層小橫擔(dān)，順線行方向在橫擔(dān)中部前后兩側(cè)及橫擔(dān)端部加裝支撐絕緣子，通過橫擔(dān)絕緣子撐開導(dǎo)線，保證導(dǎo)線與主桿以及相導(dǎo)線之間滿足規(guī)程規(guī)定的間隙距離。

圖2 雙回鋼管桿桿上終端布置圖

電纜終端塔：其引線仍以采用支撐絕緣子固定為主，可通過調(diào)整支撐絕緣子固定端，使得安裝靈活。目前支撐絕緣子固定端主要采用螺栓連接，固定夾具采用板式夾具，見圖3（A），間距角度主要為0°、45°以及90°，角度單一、可調(diào)空間有限、安裝不靈活。優(yōu)化方案：螺栓式支撐絕緣子改為底座式支撐絕緣子，同時(shí)電纜終端塔的引線推薦采用沿塔身加橫梁安裝支撐絕緣子的方式，調(diào)整橫梁形式，見圖3（B），這樣有效解決安裝不靈活問題，且引線流暢美觀；同時(shí)保證相間距滿足規(guī)定要求。

圖3 支撐絕緣子夾具固定方式

綜上，電纜終端桿塔的應(yīng)用有效解決了當(dāng)前城市用地緊張問題，利于城市規(guī)劃建設(shè)。電纜與架空導(dǎo)線的連接方案在工程實(shí)踐中不斷得到推廣與應(yīng)用，并不斷改進(jìn)與優(yōu)化，后續(xù)在工程實(shí)際中的選用具有一定的參考意義。