國內(nèi)外橋梁敷設(shè)電力電纜的可行性對比分析及建議

鐘宇軍，李 程，孫建生，夏俊峰，王 琨

（1.國網(wǎng)浙江省電力公司舟山供電公司，浙江 舟山 316021；2.上海電纜研究所，上海 200093）

國內(nèi)外橋梁敷設(shè)電力電纜的可行性對比分析及建議

鐘宇軍1，李 程1，孫建生2，夏俊峰2，王 琨2

（1.國網(wǎng)浙江省電力公司舟山供電公司，浙江 舟山 316021；2.上海電纜研究所，上海 200093）

通過梳理國內(nèi)外橋梁敷設(shè)電力電纜的相關(guān)標準和規(guī)范，介紹相關(guān)條款的具體規(guī)定并加以分析，指出相關(guān)標準和規(guī)范存在的差異及其原因，提出應(yīng)結(jié)合國內(nèi)外實際情況，適時對有關(guān)標準的一些條款進行修改，更好地滿足實際需求，提高效率。

電力電纜；橋梁；敷設(shè)；標準；規(guī)范

1 概述

用于輸送電能的電力電纜（以下簡稱電纜），與架空線路相比，具有安全可靠、占地面積小、不受地形影響等優(yōu)勢，因而在電力系統(tǒng)輸配電網(wǎng)絡(luò)中得到越來越多的應(yīng)用。隨著電力事業(yè)的發(fā)展，高壓輸電線路跨越江河流域及海峽已是十分常見。當電纜跨越江河及海峽時需借助現(xiàn)有的橋梁穿越水域，實現(xiàn)電力聯(lián)網(wǎng)。

在橋上敷設(shè)高壓電纜，與采用海底電纜、大跨越架空線路或利用海底隧道等方案相比，在技術(shù)經(jīng)濟性、環(huán)境協(xié)調(diào)性以及維護管理等方面具有明顯優(yōu)勢。因此，在橋梁上敷設(shè)高壓電纜是一種較優(yōu)的方案，相應(yīng)工程項目不僅在國外較為常見，近年來國內(nèi)也常有高壓電纜過橋工程。

橋梁敷設(shè)高壓電纜在國外已經(jīng)有比較成熟的標準和規(guī)范。但是，國內(nèi)針對橋梁敷設(shè)高壓電纜的問題，電力、公路、橋梁等行業(yè)都制定了不同的標準和規(guī)范，這些標準及規(guī)范的技術(shù)規(guī)定之間還存在不一致的地方。

2 國外規(guī)范

2.1 日本

在過橋敷設(shè)高壓電纜工程上，日本有比較完整的規(guī)范[1]，主要包括：《電力電纜過橋設(shè)計和施工導則》、《地中送電規(guī)程》（日本電氣協(xié)會技術(shù)規(guī)程（JEAC）發(fā)布）和《電氣設(shè)備的技術(shù)基準》。

上述標準和規(guī)范是針對橋梁上電纜通道的設(shè)計和施工制定的，對電纜在橋梁上的敷設(shè)方式、排管設(shè)計、固定方法、工程安裝等方面均有詳細規(guī)定。主要規(guī)定如下：

（1）電纜應(yīng)安裝在橋的側(cè)面或橋面的下面；在穩(wěn)固的管子或電纜槽內(nèi)，每隔2 m應(yīng)有支撐。

（2）電纜管槽的金屬部分應(yīng)接地，接地電阻應(yīng)小于10 Ω。

（3）在設(shè)計電纜安裝時應(yīng)考慮橋梁的伸縮和振動，并符合防火要求。

（4）確定通過橋梁的排管數(shù)量時，需充分考慮當?shù)丨h(huán)境及今后電力負荷需求的增長趨勢，以免重復施工和開挖地面溝渠。

（5）電纜排管一般采用有鋼絲網(wǎng)的玻璃鋼管；貫穿橋臺墻壁的電纜線路通道采用鍍鋅鋼管；橋梁的有效跨度相當長時，整個電纜排管均應(yīng)用鍍鋅鋼管。

（6）過橋排管標準間距應(yīng)為1.5 m左右。

（7）電纜過新橋時，其排管（導管）應(yīng)在橋的梁已安裝好而橋面板未安裝前就施工并完成。

（8）電纜接頭應(yīng)旋轉(zhuǎn)在座架上，電纜接頭支架應(yīng)固定牢固，同時應(yīng)有防振措施。

（9）容納電纜截面之和占橋架中橫截面的比例，規(guī)定一般不大于20%，控制電纜等情況不大于50%。

從上述標準和規(guī)程可以看出，日本對橋梁敷設(shè)高壓電纜有明確的規(guī)定，標準和規(guī)范完善成熟。同時，從20世紀70年代至今，日本就已經(jīng)成功實施多項最高電壓達500 kV的電纜橋梁敷設(shè)項目，最長使用年限已經(jīng)超過50年。

2.2 美國

2012年出版的《國家電業(yè)安全規(guī)程》中對橋梁敷設(shè)高壓電纜以下方面作出技術(shù)規(guī)定：

（1）電線、導線、電纜對橋梁的間距。

（2）在橋和隧道敷設(shè)地下供電和通訊線路的安裝和維修安全準則。

2.3 前蘇聯(lián)

1986年前蘇聯(lián)頒布的《電氣設(shè)備安裝規(guī)程》對電纜過橋敷設(shè)作出了詳細規(guī)定：

（1）沿鐵路橋以及運輸流通量集中的其他橋梁敷設(shè)的電纜線路，建議采用套有鋁管的鎧裝電纜。

（2）沿石橋、鋼筋混凝土橋和金屬橋敷設(shè)電纜時，應(yīng)敷設(shè)在橋梁人行道下的電纜溝中或?qū)⒚扛娎|單獨敷設(shè)在耐火管里，并且采取措施防止雨水流入電纜管道。沿金屬橋、鋼筋混凝土橋以及接近橋梁的地方敷設(shè)的電纜宜裝在石棉水泥管中。由橋梁的結(jié)構(gòu)上再引入地中時，電纜也宜敷設(shè)在石棉水泥管內(nèi)。

（3）沿著木結(jié)構(gòu)設(shè)施（橋梁、碼頭、棧橋等）敷設(shè)時，應(yīng)將電纜穿裝在鋼管中。

（4）電纜通過橋梁伸縮縫及由橋梁結(jié)構(gòu)向橋過渡的地方，應(yīng)采取措施防止電纜產(chǎn)生機械應(yīng)力。

（5）沿攔河壩、防水堤、棧橋和碼頭敷設(shè)電纜線路時，如土層厚度不小于1.0 m允許直接埋設(shè)在地溝中。

（6）充油電纜線路不允許沿橋梁敷設(shè)。

2.4 法國

法國Silec電纜公司的技術(shù)報告對電纜過橋敷設(shè)提出以下技術(shù)規(guī)范要求：

（1）在橋梁上敷設(shè)電纜，應(yīng)防止機械外力引起的損壞。電纜應(yīng)架設(shè)在橋梁行車道外側(cè)的專用懸梁上，或在行車道下的地方。

（2）橋上敷設(shè)電纜應(yīng)考慮到防止陽光直接照射到電纜上，無論電纜的絕緣水平如何，電纜工作溫度限制在80℃以下，從而在一定程度上限制因電纜熱脹冷縮產(chǎn)生的應(yīng)力。

（3）從防火角度出發(fā)，使用交聯(lián)聚乙烯電纜比充油式電纜更好。

（4）為防止干擾，電力電纜與通信電纜間的距離應(yīng)達到5 m。

具體實踐中，法國在建造大橋之前，各有關(guān)部門可根據(jù)需要向大橋建設(shè)單位提出要求，如電力公司沿橋敷設(shè)高壓電纜、電話公司沿橋敷設(shè)通信電纜等。橋梁建造單位在設(shè)計、施工中予以配合，由此增加的費用則由相關(guān)公司承擔。

2.5 國外相關(guān)規(guī)范的對比分析

國外規(guī)范允許高壓電纜通過橋梁敷設(shè)，并對電纜在橋梁敷設(shè)的各個方面進行規(guī)定，有利于橋梁和電纜的安全。利用城市交通橋梁敷設(shè)電纜是最經(jīng)濟的一種敷設(shè)方式，在國外不分電壓等級、電纜類型，首先考慮利用城市交通橋梁敷設(shè)。

3 國內(nèi)規(guī)范

國內(nèi)有關(guān)橋梁敷設(shè)電纜的標準和規(guī)范主要包括：GB 50217-2007《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》、GB 50168-2006《電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規(guī)范》、DL/T 5221-2005《城市電力電纜線路設(shè)計技術(shù)規(guī)定》、CJJ 11-2011《城市橋梁設(shè)計規(guī)范》、JTG D60-2004《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》[2-6]、《公路安全保護條例》等。以下針對有關(guān)條款進行總結(jié)分析。

3.1《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》相關(guān)規(guī)定

GB 50217-2007《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》中有關(guān)高壓電纜過橋設(shè)計的規(guī)定主要包括：

（1）電纜敷設(shè)在有周期性振動的場所，應(yīng)采取相應(yīng)防護措施：在支持電纜部位設(shè)置由橡膠等彈性材料制成的襯墊；使電纜敷設(shè)成波浪狀且留有伸縮節(jié)。

（2）垂直走向的電纜，宜沿墻、柱敷設(shè)；當數(shù)量較多或含有35 kV以上高壓電纜時，應(yīng)采用豎井。

（3）通過木質(zhì)結(jié)構(gòu)的橋梁、碼頭、棧道等公用構(gòu)筑物，用于重要木質(zhì)建筑設(shè)施的非礦物絕緣電纜時，應(yīng)敷設(shè)在不燃性的保護管或槽盒中。

（4）交通橋梁上、隧洞中或地下商場等公共設(shè)施的電纜，應(yīng)具有防止電纜著火危害、避免外力損傷的可靠措施。

（5）敷設(shè)在公路、鐵道橋梁上的電纜，應(yīng)采取防止振動、熱伸縮以及風力影響下金屬套因長期應(yīng)力疲勞導致斷裂的措施，并符合下列規(guī)定：橋墩兩端和伸縮縫處，電纜應(yīng)充分松弛；當橋梁中有撓角部位時，宜設(shè)置電纜迂回補償裝置；35 kV以上大截面電纜宜采用蛇形敷設(shè)；經(jīng)常受到振動的直線敷設(shè)電纜，應(yīng)設(shè)置橡皮、砂袋等彈性襯墊。

從上述規(guī)定可以看出，作為電纜設(shè)計的國家標準，GB 50217-2007詳細規(guī)定了在橋梁上敷設(shè)電纜（特別是高電壓等級電纜）時的要求，來保證橋梁及電纜的安全可靠。

3.2《電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規(guī)范》相關(guān)規(guī)定

GB 50168-2006《電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規(guī)范》中有關(guān)高壓電纜過橋敷設(shè)的規(guī)定主要包括：

（1）木橋上的電纜應(yīng)穿管敷設(shè)。在其他結(jié)構(gòu)的橋上敷設(shè)的電纜，應(yīng)在人行道下設(shè)電纜溝或穿入由耐火材料制成的管道中。在人不易接觸處，電纜可在橋上裸露敷設(shè)，但應(yīng)采取避免太陽直接照射的措施。

（2）懸吊架設(shè)的電纜與橋梁架構(gòu)之間的凈距不應(yīng)小于0.5 m。

（3）在經(jīng)常受到振動的橋梁上敷設(shè)的電纜，應(yīng)有防振措施。橋墩兩端和伸縮縫處的電纜，應(yīng)留有松弛部分。

GB 50168-2006對橋梁敷設(shè)電纜提出了一系列安全要求，相應(yīng)條文要求以原則性規(guī)定居多。

3.3《城市電力電纜線路設(shè)計技術(shù)規(guī)定》相關(guān)條款

DL/T 5221-2005《城市電力電纜線路設(shè)計技術(shù)規(guī)定》中涉及橋梁敷設(shè)電纜的條款較多，也最為詳細，主要包括：

（1）利用交通橋梁敷設(shè)電纜，應(yīng)取得當?shù)貥蛄汗芾聿块T認可且應(yīng)遵守相關(guān)規(guī)定。

（2）在短跨距的橋梁人行道下敷設(shè)的電纜，應(yīng)在橋墩兩端或橋梁伸縮間隙處設(shè)置電纜伸縮弧，用以吸收來自橋梁或電纜本身的熱伸縮量。

（3）在長跨距的橋桁內(nèi)或橋梁人行道下敷設(shè)電纜，應(yīng)考慮采取防火、防振、蛇形敷設(shè)等措施以及撓角等裝置。

（4）各種情況下的敷設(shè)方式和固定方式。

（5）對電纜的絕緣屏蔽或金屬護套、鎧裝、外護套選擇進行了推薦。過橋敷設(shè)的10～220 kV等級電纜中，宜選擇交聯(lián)聚乙烯絕緣、鋁護套、聚氯乙烯或聚乙烯外護套的電纜。

DL/T 5221-2005通過對橋梁敷設(shè)電纜進行詳細規(guī)定，既保證橋梁的安全，又對高壓電纜的安全可靠運行提供保障。

3.4《城市橋梁設(shè)計規(guī)范》相關(guān)規(guī)定

CJJ11-2011《城市橋梁設(shè)計規(guī)范》條文3.0.19規(guī)定：嚴禁在地下通道內(nèi)敷設(shè)電壓高于10 kV的配電電纜、燃氣管及其他可燃、有毒或腐蝕性液、氣體管。

3.5《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》相關(guān)規(guī)定

JTG D60-2004《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》條文3.3.6中規(guī)定：電訊線、電力線、電纜、管道等的設(shè)置不得侵入公路橋涵凈空界限，不得妨礙公路交通安全，并不得損害橋涵的構(gòu)造和設(shè)施。高壓線跨河塔架的軸線與橋梁的最小間距，不得小于1倍塔高。

3.6《公路安全保護條例》相關(guān)規(guī)定

國務(wù)院2011年發(fā)布的《公路安全保護條例》二十七條給出了原則性的規(guī)定：進行利用公路橋梁、公路隧道、涵洞鋪設(shè)電纜等設(shè)施的涉路施工活動，建設(shè)單位應(yīng)當向公路管理機構(gòu)提出申請。這說明《公路安全保護條例》并不禁止利用公路橋梁敷設(shè)電纜。

3.7 國內(nèi)相關(guān)規(guī)范的對比分析

上述標準和規(guī)范對沿橋敷設(shè)高壓電纜的規(guī)定不完全一致，其中有行業(yè)分工的原因，也有歷史延續(xù)的原因。

以上對國內(nèi)標準中有關(guān)過橋電纜條款，特別是高壓電纜系統(tǒng)設(shè)計以及驗收規(guī)范的解讀表明：絕大多數(shù)國內(nèi)標準對過橋敷設(shè)高壓電纜均無禁止的規(guī)定，也未對電纜的電壓等級作出限制，而主要規(guī)定了高壓電纜過橋敷設(shè)應(yīng)滿足的條件，諸如過橋高壓電力電纜的選型，電纜過橋時敷設(shè)方法、機械保護方法，對橋梁振動的防護措施，防火防爆措施，過橋電纜與其他線纜、管線的布置方式和間距規(guī)定等，以保證橋梁和電纜的安全。

《公路安全保護條例》未對過橋敷設(shè)的電纜電壓等級做出明確規(guī)定，《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》也并未對過橋敷設(shè)的電纜電壓等級做出明確規(guī)定。

CJJ-2011《城市橋梁設(shè)計規(guī)范》僅允許10 kV及以下配電電纜在城市橋梁上敷設(shè)，其依據(jù)是國務(wù)院1996年發(fā)布的《城市道路管理條例》第四章第二十七條規(guī)定：城市道路范圍內(nèi)禁止“在橋梁上架設(shè)壓力在0.4 MPa以上的煤氣管道、10 kV以上的高壓電力線和其他燃爆管線?！庇捎谠摋l例參考的是原蘇聯(lián)60年代制定的標準[7]，限于當時的條件（10 kV以上電纜均為充油電纜），對允許過橋的電纜電壓等級規(guī)定至10 kV；且僅說明為10 kV以上高壓電力線，而并未將高壓架空線和高壓電纜明確分開。隨著近幾十年來電纜技術(shù)的迅速發(fā)展，10 kV以上電纜已經(jīng)從充油電纜全部更新?lián)Q代為塑料擠包絕緣電纜，其可靠性和安全性都有了大幅提高。因此，《城市橋梁設(shè)計規(guī)范》中關(guān)于10 kV以上電纜不允許通過城市橋梁敷設(shè)的規(guī)定已不能適應(yīng)現(xiàn)時我國電纜和橋梁技術(shù)的發(fā)展水平，亟待修改完善。

4 結(jié)語

國內(nèi)外已有大量的10 kV以上電纜在橋梁上敷設(shè)的工程項目，且穩(wěn)定可靠運行多年。通過對日本、美國等國家高壓電纜在橋梁敷設(shè)相關(guān)標準和規(guī)范的總結(jié)分析可知，高壓電纜通過橋梁時，對橋梁安全的影響與所選用的電纜電壓等級關(guān)系不大，關(guān)鍵是對電纜種類、敷設(shè)方式的選擇。同時，高壓電纜過橋敷設(shè)與橋梁建造的長度、橋梁類型和航道的等級有關(guān)，關(guān)鍵是需要采取可靠的安全保護措施，解決好防火、防爆、防振等敷設(shè)技術(shù)，保證橋梁和電纜的安全運行，同時滿足維護和環(huán)保要求。

隨著社會的發(fā)展變化，電纜和橋梁技術(shù)水平發(fā)展很快，與幾十年前的產(chǎn)品相比，可靠性和安全性明顯提高。目前國內(nèi)有一些行業(yè)標準和規(guī)范對高電壓等級電纜在橋梁敷設(shè)的限制性規(guī)定已經(jīng)不符合技術(shù)發(fā)展水平，建議盡早予以修改完善。

[1]錢重耀.日本的電力電纜過橋設(shè)計和施工導則介紹[J].供用電，2002，19（2）:48-51.

[2]GB 50217-2007電力工程電纜設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國標準出版社，2007.

[3]GB 50168-2006電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規(guī)范[S].北京：中國標準出版社，2006.

[4]DL/T 5221-2005城市電力電纜線路設(shè)計技術(shù)規(guī)定[S].北京：中國電力出版社，2005.

[5]CJJ 11-2011城市橋梁設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.

[6]JTG D60-2004公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2004.

[7]張鴻韞.關(guān)于修改《城市道路管理條例》的建議[J].城建監(jiān)察，2013（1）:25-25.

（本文編輯：方明霞）

Comparative Analysis on the Feasibility of Bridge-along Power Cable Laying both at Home and Abroad and the Suggestions

ZHONG Yujun1，LI Cheng1，SUN Jiansheng2，XIA Junfeng2，WANG Kun2
（1.State Grid Zhoushan Power Supply Company，Zhoushan Zhejiang 316021，China；2.Shanghai Electric Cable Research Institute，Shanghai 200093，China）

By sorting out relevant standards and norms for bridge-along power cable laying both at home and abroad，the paper introduces and analyzes specifications of relevant clauses and indicates the differences in standards and norms and the reasons；besides，it suggests modifying some clauses of the standards in accordance with practical situations of China and foreign countries to better meet real demands and improve the efficiency.

power cable；bridge；lay；standard；norm

TM757

：B

：1007-1881（2016）07-0016-04

2016-01-25

鐘宇軍（1975），男，工程師、經(jīng)濟師，從事電網(wǎng)規(guī)劃及項目管理工作。