架空輸電線路電纜引下方式對(duì)比研究

常 江　盛金馬　李鴻鵬　謝 濤　吳曉鳴　謝雨桐

(1. 國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院， 合肥 230022； 2. 國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司， 合肥 230061；3. 重慶大學(xué)輸配電裝備及系統(tǒng)安全與新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 重慶 400044)

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架空輸電線路電纜引下方式對(duì)比研究

常 江1盛金馬1李鴻鵬1謝 濤2吳曉鳴1謝雨桐3

(1. 國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院， 合肥 230022； 2. 國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司， 合肥 230061；3. 重慶大學(xué)輸配電裝備及系統(tǒng)安全與新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 重慶 400044)

摘要：介紹國(guó)內(nèi)外10、35、110、220 kV電纜引下的幾種典型接線方式，對(duì)各種電纜引下方式進(jìn)行對(duì)比和分析，總結(jié)其優(yōu)缺點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：架空輸電線路； 電纜； 引下方式

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，電力負(fù)荷密集區(qū)不斷增加，用電量大幅上升，電力建設(shè)也進(jìn)入高密度建設(shè)期[1]。傳統(tǒng)的架空輸配電方式往往存在交叉跨越等特殊要求，安全運(yùn)行受到影響。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外一些工程實(shí)例表明，從已有線路桿塔上引下電力電纜，是解決該問題的有效方法，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[2]。

按電纜終端頭安裝位置由低到高，高壓架空線引下轉(zhuǎn)接電纜大致有3類方式：電纜終端頭安裝在地面立柱上；電纜終端頭安裝在終端塔塔身平臺(tái)上；電纜終端頭安裝在終端塔塔頭處。

在此將綜述10、35、110、220 kV電纜引下典型接線方式，對(duì)其進(jìn)行對(duì)比研究和分析。

110 kV電纜引下方式

目前，10 kV架空線引下轉(zhuǎn)接電纜方式大多采用電纜登桿過渡方式，如上海地區(qū)的10 kV電纜登桿包括中間桿電纜登桿方式和終端桿電纜登桿方式[3]。10 kV登桿電力電纜采用電纜終端頭安裝在塔頭橫擔(dān)處進(jìn)行轉(zhuǎn)接的連接方式，如圖1所示。

這種引下方式的優(yōu)點(diǎn)是：可防止外來(lái)人員或動(dòng)物翻過圍墻接近高壓電纜終端頭而造成人身和設(shè)備事故；可以直接進(jìn)行雙回線路轉(zhuǎn)接；接線方式靈活，既可以用于架空線轉(zhuǎn)電纜終端，也可以用于電纜“T”接架空線。其缺點(diǎn)是：由于電纜終端頭及避雷器安裝在終端頭的頭部，而使架空線與電纜的分界點(diǎn)增高，給電纜專業(yè)運(yùn)行維護(hù)帶來(lái)一定困難[2]；同時(shí)由于電纜終端頭布置在鋼管桿橫擔(dān)端部，直接安裝在電纜的端部，電纜本身支撐所有荷載，存在很大的安全隱患。

圖1　10 kV終端桿電纜引下實(shí)例圖

235 kV電纜引下方式

35 kV輸電線路電纜引下方式主要有塔旁設(shè)置平臺(tái)引下和直接在桿塔頭部引下2種形式， 如圖2 所示。

35 kV引下電纜終端頭，采用普通黏性紙絕緣電纜終端頭。但是由于電纜終端頭和避雷器安裝平臺(tái)的高度離地僅6 m，無(wú)論采用何種形式登桿，帶電部位離地距離均為6 m，帶電部位易受到異物碰觸，從而引發(fā)電路故障，甚至引發(fā)停電事故，繼而影響整個(gè)電網(wǎng)的安全。所以，在以往的工程實(shí)踐中多采用門架式電纜登桿裝置，如圖2中左圖所示。但是此種登桿方式的缺點(diǎn)是占地面積大，接線復(fù)雜。若終端采用鋼筋混凝土桿，則電桿上需設(shè)置扳線器。這樣不但影響城市美觀，而且還會(huì)造成安全隱患[3]。

圖2　35 kV終端桿終端塔電纜引下實(shí)例圖

近幾年來(lái)，上海電力設(shè)計(jì)院有限公司根據(jù)工程需要并結(jié)合設(shè)備的多樣化，設(shè)計(jì)了終端式鋼管單桿電纜登桿，如圖2中右圖所示[3]。該終端登桿的優(yōu)點(diǎn)是：電纜登桿裝置外形簡(jiǎn)潔美觀，占地面積小，占有的線路走廊少，適合建設(shè)在城市中心綠化帶和人行道等地帶，與環(huán)境十分協(xié)調(diào)。但由于其所用的干式電纜終端頭布置在鋼管桿橫擔(dān)端部，直接安裝在電纜的端部，依靠電纜本身支撐其所有荷載，存在檢修困難、裸導(dǎo)線金具串匹配復(fù)雜、機(jī)械性強(qiáng)度差等缺點(diǎn)，并且會(huì)因電纜與鋼管桿之間存在不均勻沉降而造成電氣連接點(diǎn)受力，存在很大的安全隱患。

于是研究人員提出了一種可采用濕式電纜終端的新型多回路電纜終端 —— GJD2612DL型電纜終端鋼管桿。這種電纜終端鋼管桿克服了鋼管桿只能采用干式電纜終端的缺點(diǎn)，同時(shí)具有布置緊湊而線路簡(jiǎn)明順暢等優(yōu)點(diǎn)，占地面積與普通鋼管桿相同[4]。

3110 kV電纜引下方式

傳統(tǒng)的110 kV電纜引下多采用在鐵塔或鋼管桿上加裝電纜支撐平臺(tái)的方式，如圖3所示。

平臺(tái)距離地面的距離為6～7 m，將電纜終端頭、避雷器、支柱絕緣子等設(shè)備安裝在平臺(tái)上，通過調(diào)整橫擔(dān)的長(zhǎng)度和方向，將架空線引至平臺(tái)上的電纜終端頭，完成架空線與電纜的過渡。由于加裝的平臺(tái)有6 m之高，所以電纜運(yùn)行人員不得不登上鐵塔6 m高處進(jìn)行作業(yè)，檢修極為不便；而且引下線很多，占用空間較大，不利于登塔作業(yè)。此外，架空引線長(zhǎng)期受到風(fēng)力的作用，容易造成連接電纜終端頭的銅鋁過渡設(shè)備線夾疲勞損壞。電纜終端頭安裝平臺(tái)的基礎(chǔ)與鐵塔基礎(chǔ)不均勻沉降造成平臺(tái)傾斜，也會(huì)影響電纜終端頭、避雷器等電氣設(shè)備的安裝和運(yùn)行[2]。

圖3　110 kV終端電纜支撐平臺(tái)及引下示意圖

近年來(lái)出現(xiàn)了一種新型的GDZ110 kV干式高壓電纜終端頭，如圖4所示。這種干式電纜終端頭重量較輕，可以利用鋼管桿上的橫擔(dān)作為固定點(diǎn)，直接將電纜終端固定其上[6]。

圖4　110 kV鋼管桿頭電纜引下實(shí)例圖

這種終端頭具有諸多優(yōu)點(diǎn)，使用時(shí)無(wú)須在電纜登塔處安裝平臺(tái)導(dǎo)線，連接簡(jiǎn)便易行。此電纜終端頭在110 kV變電站進(jìn)線工程中推廣使用后，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)良好，不僅提高了電纜終端頭的可靠性，而且還避開了城市景觀道路旁電纜登塔征地難的問題[6]。相比于110 kV雙回路電纜登塔裝置，采用這種終端頭縮減了征地費(fèi)用，節(jié)約了設(shè)備費(fèi)用，道路兩側(cè)架空線轉(zhuǎn)換電纜裝置既實(shí)用又美觀。

4220 kV電纜引下方式

傳統(tǒng)的220 kV電纜引下多采用在終端塔上加裝電纜支撐平臺(tái)的方式，如圖5所示。該平臺(tái)采用角鋼或者鋼管作為材料，安裝的高度大概距離地面5～8 m。電纜終端頭和電纜附件安裝在電纜平臺(tái)上預(yù)留的位置，并進(jìn)行固定；架空線路則通過塔身上的支柱絕緣子和一些附件實(shí)現(xiàn)引下，連接到電纜頭上，完成轉(zhuǎn)接。

圖5　220 kV終端塔電纜支撐平臺(tái)及引下實(shí)例圖

電纜終端塔最初運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)了一些問題，如安裝檢修通道長(zhǎng)度不足等，亟待尋找一種新的引線方式。為此提出引線改進(jìn)建議，建議在鐵塔塔頭上增加掛線橫擔(dān)，采用垂直掛線的引線方式直接引到設(shè)備平臺(tái)上，通過設(shè)備線夾與避雷器連接。這種改進(jìn)后的電纜終端塔將架空線與電纜終端支架合為一體，設(shè)計(jì)緊湊，減少了占地面積，節(jié)約了投資和運(yùn)行成本，安全可靠。在各種220 kV電纜工程設(shè)計(jì)中，這是一種有效的電纜與架空線連接終端形式。改進(jìn)后的電纜終端塔首先應(yīng)用于昆緯路220kV線路工程。按照城市規(guī)劃的要求，市區(qū)內(nèi)不允許使用架空線；所以，在市郊結(jié)合區(qū)域需要將架空線改為電纜入地，該工程已于2004年7月投產(chǎn)。

5結(jié)語(yǔ)

目前，各種電壓等級(jí)的架空輸電線路電纜引下方式均用于工程實(shí)踐。對(duì)于35 kV及以下電壓等級(jí)線路，通常利用桿塔橫擔(dān)作為固定點(diǎn)直接進(jìn)行架空線轉(zhuǎn)接電纜引下，而對(duì)于110 kV及以上電壓等級(jí)線路，通常需要增設(shè)電纜支撐平臺(tái)進(jìn)行電纜引下。目前在工程建設(shè)中要求輸電線路桿塔與電纜引下支架符合緊湊型設(shè)計(jì)要求，盡可能合為一體，以減少占地面積，節(jié)約成本。新型電纜終端頭及其他附件的技術(shù)更新，為從桿塔塔頭進(jìn)行電纜引下創(chuàng)造了條件，但是其中還涉及到絕緣配合、桿塔及引線支架受力強(qiáng)度及穩(wěn)定性問題等，仍需要進(jìn)一步深入研究。

參考文獻(xiàn)

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Comparative Study on Down-Lead Modes of Cable from Overhead Transmission Line

CHANGJiang1SHENGJinma1LIHongpeng1XIETao2WUXiaoming1XIEYutong3

(1. Anhui Electric Power Corporation Research Institute of Economic and Technology of State Grid, Hefei 230022, China;2. Anhui Electric Power Corporation of State Grid, Hefei 230061, China; 3. State Key Laboratory of Power Transmission Equipment and System Security and New Technology, Chongqing University, Chongqing 400044, China)

Abstract:Several typical cable down-lead modes from 10-220 kV angle steel tower and steel rod are reviewed in this paper. Comparison and analysis for the cable down-lead modes are made, and their advantages and disadvantages are summarized.

Key words:overhead transmission line; cable; down lead

收稿日期：2015-11-03

基金項(xiàng)目：中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)項(xiàng)目“電力電纜接頭狀態(tài)非接觸式檢測(cè)原理及方法研究”(CDJXY150008)

作者簡(jiǎn)介：常江(1981 — )，男，安徽阜陽(yáng)人，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)檩旊娋€路設(shè)計(jì)。

中圖分類號(hào)：TM757

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-1980(2016)02-0104-03