高壓輸電線路跨海通道建設(shè)方案比選研究

林國(guó)新

( 國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司，福建 福州 350003 )

高壓輸電線路跨海通道建設(shè)方案比選研究

林國(guó)新

( 國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司，福建 福州 350003 )

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和島嶼資源的不斷開(kāi)發(fā)，需新建大量跨越海峽的高壓電力通道，將島嶼電網(wǎng)與大陸電網(wǎng)相連。高壓電力跨海通道可選的敷設(shè)方式眾多，且多具有工程投資大、建設(shè)周期長(zhǎng)、防災(zāi)要求高等特點(diǎn)。為能直觀對(duì)比幾種高壓輸電線路跨海電力通道的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性文章基于已建的廈門(mén)、平潭、莆田等眾多電力進(jìn)島通道工程的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，分析研究架空線路、海底電纜、橋上電纜和海底隧道內(nèi)電纜方案在海域及環(huán)境影響、抗災(zāi)能力、建設(shè)周期、工程投資、運(yùn)營(yíng)檢修等方面的差異性，通過(guò)定性或定量的對(duì)比，得出在不考慮海域使用前提下優(yōu)選架空方案，而在考慮海域使用或景觀影響，其具備條件時(shí)，應(yīng)優(yōu)選橋上電纜方案，其次是海底隧道內(nèi)電纜方案的技術(shù)原則，研究結(jié)論為類似工程的決策和建設(shè)提供依據(jù)。

高壓輸電線路；跨海通道；建設(shè)周期；運(yùn)營(yíng)檢修

中國(guó)是一個(gè)幅員遼闊、海岸線漫長(zhǎng)、海島眾多的國(guó)家[1]，其中有人島嶼超過(guò)400個(gè)[2]，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和沿海島嶼資源的不斷開(kāi)發(fā)，眾多島上用電負(fù)荷劇增，為了滿足用電負(fù)荷和供電穩(wěn)定的要求，需要新建大量的高電壓、大容量、長(zhǎng)距離的跨海電力通道，以將島嶼電網(wǎng)與大陸電網(wǎng)相連[3]?？绾Ｍǖ蓝嗑哂型顿Y大、建設(shè)周期長(zhǎng)、制約因素眾多等特點(diǎn)[4-5]，尤其是電力通道與海洋及周邊環(huán)境的相互影響，更是逐步成為了制約通道建設(shè)方式選擇的決定因素。

長(zhǎng)期以來(lái)，采用架空線路大跨越都是跨海電力通道的優(yōu)選方案，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)建設(shè)了大量的架空跨海電力通道[5-8]，以220千伏舟山-大陸聯(lián)網(wǎng)工程等為例，跨海塔高達(dá)到了370 m，單基塔的重量甚至高達(dá)5 999 t，大跨越耐張段長(zhǎng)超過(guò)了6 215 m，最大檔距則達(dá)到了為2 756 m，創(chuàng)造了多項(xiàng)亞洲乃至全球記錄[9]。但是架空送電線路不僅影響海域使用，而且檢修難度大、防災(zāi)能力也較弱，為此，大型島嶼的供電聯(lián)網(wǎng)工程逐步采用了在海床上直埋電纜、跨海大橋上隨橋敷設(shè)電纜和海底專用隧道內(nèi)敷設(shè)電纜等電纜方案[10-13]]。這些采用電纜將島嶼與大陸電網(wǎng)相連的技術(shù)方案為跨海電力通道建設(shè)提供了新的思路，但對(duì)于這幾種電纜方案之間，包括電纜與架空之間的技術(shù)經(jīng)濟(jì)及環(huán)境效益對(duì)比的研究較少，工程技術(shù)人員在制定前期方案時(shí)，往往也無(wú)法基于工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比，為高壓電力電纜跨海的技術(shù)方案應(yīng)用產(chǎn)生了一定的限制。

文章在介紹常見(jiàn)跨海電力通道施工工藝的基礎(chǔ)上，結(jié)合不同技術(shù)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，基于國(guó)內(nèi)已建和在建的眾多跨海電力通道工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)比研究架空線路、海底電纜、橋上電纜和海底隧道電纜在對(duì)海域及周邊環(huán)境影響、防災(zāi)減災(zāi)能力、建設(shè)工期、工程投資、運(yùn)營(yíng)檢修等主要技術(shù)措施，通過(guò)定性或定量對(duì)比，綜合比選不同跨海通道建設(shè)方案，為類似工程的決策和建設(shè)提供依據(jù)。

1 高壓輸電線路跨海通道方式

1.1 架空線路

架空跨海線路是最為傳統(tǒng)也是最為重要的電力過(guò)海通道建設(shè)方式，相比于電纜工程具有施工效率高、輸送容量大、工程投資相對(duì)較低等特點(diǎn)，若能結(jié)合周邊環(huán)境條件進(jìn)行塔型的景觀設(shè)計(jì)，亦可建設(shè)成為區(qū)域的標(biāo)桿性建(構(gòu))筑物。自上個(gè)世紀(jì)90年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)已經(jīng)建成了以福建莆田L(fēng)NG電廠一期送出線路工程(圖1(a))為代表的大量的跨海架空大跨越工程，尤其是2010年建成投產(chǎn)的220kV舟山～大陸聯(lián)網(wǎng)工程(圖1(b))，更是創(chuàng)造了諸多的亞洲乃至全球的新紀(jì)錄。

架空跨海線路工程建設(shè)的主要工作包括了搭建近海施工棧道(若桿塔位于島礁，則可采用船舶運(yùn)輸)、跨海高塔的基礎(chǔ)施工、鐵塔組立、導(dǎo)線架設(shè)等階段[14]，與常規(guī)架空線路的主要差異在于施工棧橋、海上基礎(chǔ)施工及海上桿塔組立等工序，如果能夠?qū)⒏咚⒃谝延械膷u礁上，則可以大大減小施工難度，同時(shí)也能夠大幅度減小工程造價(jià)?？绾＜芸站€路的主要特點(diǎn)在于：

(1)環(huán)境條件較為惡劣，主要表現(xiàn)為設(shè)計(jì)風(fēng)速大、腐蝕性環(huán)境等級(jí)高等特點(diǎn)；

(2)所在海域通常都有通航要求，檔距、弧垂的要求較高，常需要采用數(shù)百米高的高跨塔；

(3)施工條件較為惡劣，受天氣影響明顯；

(4)巡線檢修難度大，災(zāi)后搶修十分困難。

圖1 架空送電線路跨海

1.2 海底電纜

傳統(tǒng)意義上的海底電纜，就是指采用海纜埋設(shè)機(jī)在特定路線上開(kāi)槽并埋設(shè)電力電纜的過(guò)程，埋設(shè)方法包括了疏浚設(shè)備開(kāi)挖、犁式埋設(shè)犁、水噴式埋設(shè)犁、機(jī)械式埋設(shè)犁、ROV式埋設(shè)犁等五種，目前海底電纜工程普遍采用水力噴射式埋設(shè)犁。海底電纜起源于跨海的通訊電纜工程，目前適用于電力工程的電纜包括了浸漬紙包電纜、自容式充油電纜、擠壓式絕緣電纜(交聯(lián)聚乙烯、乙丙橡膠絕緣)、“油壓”管電纜、充氣式(壓力輔助)電纜，不同類型的電纜都與有一定的適用條件，需根據(jù)特定的工程限定條件進(jìn)行專門(mén)的選型研究。

海纜施工主要分為幾個(gè)階段：試航、掃海、預(yù)挖溝施工、敷設(shè)主要牽引鋼纜、登陸準(zhǔn)備、始端登陸施工、電纜敷設(shè)施工及終端登陸施工。海纜需要考慮專項(xiàng)的保護(hù)方案，一般情況下海底電纜的埋深都由通航要求和漁具、錨具要求決定，通常不小于2.0 m。

海底電纜工程被世界各國(guó)公認(rèn)為復(fù)雜困難的大型工程，從環(huán)境探測(cè)、海洋物理調(diào)查，以及電纜的設(shè)計(jì)、制造和安裝，都應(yīng)用復(fù)雜技術(shù)，因而海底電纜的制造廠家在世界上為數(shù)不多，主要有挪威、丹麥、日本、加拿大、美、英、法、意等國(guó)，這些國(guó)家除制造外還提供敷設(shè)技術(shù)，我國(guó)也具備了制造并敷設(shè)220 kV及以下高壓電力電纜的能力。國(guó)內(nèi)已建成了以廈門(mén)電力進(jìn)島第一通道擴(kuò)建工程(220 kV)、500千伏海南聯(lián)網(wǎng)工程、浙江舟山500千伏聯(lián)網(wǎng)輸變電工程等工程為代表的長(zhǎng)距離、大截面的海底電纜工程。

在海床上敷設(shè)高壓電力電纜，其主要工程特點(diǎn)為：

(1)鋪設(shè)不需要挖坑道或用支架支撐，因而土建投資少，建設(shè)速度快；

(2)除了登陸地段以外，電纜大多在一定深度的海底，不受風(fēng)浪等自然環(huán)境條件的干擾，所以較陸地電纜和架空線路而言，電纜安全穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，保密性能好；

(3)海纜易受漁具、錨具等外力損壞，需要在路由兩側(cè)一定范圍內(nèi)設(shè)置禁錨區(qū)，一旦遭受破壞，修復(fù)較為困難。

圖2 海底電纜線路敷設(shè)過(guò)程

1.3 橋上電纜

高壓橋上電纜，顧名思義，就是借助大型的鐵路、公路橋梁進(jìn)行超高壓電纜敷設(shè)的工程。橋上電纜與所借助的橋型和橋梁結(jié)構(gòu)關(guān)系密切，目前主要都是借助公路橋或者公鐵兩用橋的公路部分。橋梁的主要承力結(jié)構(gòu)可大體分為預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁和鋼結(jié)構(gòu)桁架梁兩大類；根據(jù)電纜布設(shè)于箱梁的內(nèi)側(cè)、外側(cè)有可以分為箱梁內(nèi)敷設(shè)和箱梁外側(cè)敷設(shè)兩種形式。目前美國(guó)、日本、委內(nèi)瑞拉等國(guó)都建設(shè)了高壓電纜隨橋敷設(shè)的工程，我國(guó)則先后建成了廣東佛山海門(mén)大橋220 kV電纜、上海長(zhǎng)江橋隧工程橋上220 kV電纜、上海東海大橋橋上110 kV電纜和福建平潭跨海大橋橋上220 kV電纜。

橋上電纜工程，除了常規(guī)的電纜設(shè)計(jì)以外，還必須考慮橋上敷設(shè)環(huán)境對(duì)電纜選型、通道防災(zāi)等方面的影響，尤其是要考慮橋梁與電纜及其通道之間的相互影響。當(dāng)電纜通過(guò)橋梁伸縮縫位置時(shí)需根據(jù)伸縮量的大小合理設(shè)置輔助伸縮裝置；要考慮橋梁振動(dòng)對(duì)電纜選型等方面的影響；同時(shí)還需要結(jié)合橋型，對(duì)橋上敷設(shè)環(huán)境下電纜的敷設(shè)技術(shù)、消防技術(shù)都進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。

圖3 跨海大橋橋上電纜線路[16]

在跨海橋梁上敷設(shè)電力電纜，主要工程特點(diǎn)為：

(1)借助橋梁敷設(shè)電纜，不需要考慮海域通航、禁錨區(qū)設(shè)置影響，不影響海域的使用，尤其是在需要進(jìn)行海域開(kāi)發(fā)建設(shè)的大型島嶼，更是極大地提高了環(huán)境效益；

(2)需要在橋梁、電力通道規(guī)劃及設(shè)計(jì)階段就開(kāi)始考慮二者之間的相互影響，協(xié)調(diào)二者在建設(shè)階段及運(yùn)營(yíng)階段的兼容問(wèn)題，實(shí)施過(guò)程的協(xié)調(diào)難度大；

(3)電纜運(yùn)行階段不受惡劣天氣的影響，尤其是敷設(shè)在箱梁外側(cè)，通風(fēng)條件好，電纜散熱條件好；

(4)能夠在橋梁上形成獨(dú)立的電力電纜通道，人員通行便利，檢修方便；

(5)需要考慮橋梁振動(dòng)(如：風(fēng)振、橋面行車振動(dòng)、地震引起的橋梁水平和豎向振動(dòng)等)、熱脹冷縮對(duì)電纜選型的影響，電纜及其附件的要求較高；

(6)電力通道的運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)需與橋梁的運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)相協(xié)調(diào)。

1.4 海底隧道內(nèi)電纜

在海底隧道內(nèi)敷設(shè)高壓電力電纜簡(jiǎn)稱海底隧道電纜。目前國(guó)內(nèi)外都建設(shè)了一些列的海底電纜隧道，如上海長(zhǎng)江橋隧220kV電纜工程、220kV華能汕頭電廠～月浦變線路工程、廈門(mén)電力進(jìn)島第四通道工程(220kV)等工程。

圖4 礦山法海底隧道及通道內(nèi)的電纜線路

海底隧道內(nèi)敷設(shè)電力電纜與陸地隧道內(nèi)敷設(shè)電力電纜的技術(shù)條件大體類似，但一般情況下，海底隧道多具有縱向距離長(zhǎng)、出入口受限、接地系統(tǒng)設(shè)置難度大等問(wèn)題，同時(shí)電纜的敷設(shè)技術(shù)、消防和通風(fēng)技術(shù)也都需要進(jìn)行專項(xiàng)設(shè)計(jì)。

在海底隧道內(nèi)敷設(shè)電力電纜，主要工程特點(diǎn)為：

(1)海底隧道內(nèi)敷設(shè)電纜的安全性高，不僅不受惡劣天氣的影響，而且更可以遠(yuǎn)離海域使用的不利因素影響，無(wú)需考慮禁錨區(qū)等電力設(shè)施保護(hù)范圍的設(shè)置；

(2)電纜敷設(shè)、運(yùn)營(yíng)檢修都在獨(dú)立的空間內(nèi)，敷設(shè)、檢修或搶修的效率高，操作便利；

(3)由于海底隧道內(nèi)的出入口數(shù)量有限，不僅電纜敷設(shè)方案受限，而且通風(fēng)及消防的問(wèn)題也較為突出，尤其是單獨(dú)新建的長(zhǎng)距離、單艙隧道，逃生難度大；

(4)海底下建設(shè)的隧道圍巖外側(cè)水頭較高，隧道防水施工難度大，一旦出現(xiàn)滲漏，治理難度大；

(5)若借助交通隧道或其服務(wù)隧道敷設(shè)電力電纜，則電纜敷設(shè)施工或運(yùn)營(yíng)階段的檢修需要考慮二者的相互影響。

2 跨海電力通道建設(shè)方案比選

跨海電力通道的方案選擇主要要考慮通道建設(shè)對(duì)海域及環(huán)境的影響、工程防災(zāi)能力、建設(shè)周期、工程投資、運(yùn)營(yíng)檢修等方面。

2.1 對(duì)海域及周邊環(huán)境影響

一般需要采用高壓輸電線路進(jìn)行供電聯(lián)網(wǎng)的工程，都是已經(jīng)或正在進(jìn)行開(kāi)發(fā)的海島，該類型的海島對(duì)于海域的使用要求和景觀要求都較高，跨海輸電線路對(duì)海域及景觀的影響通常是方案選擇時(shí)最為重要的影響因素。對(duì)于四種不同的跨海電力通道方案在施工、運(yùn)營(yíng)階段與海域使用之間的相互影響對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 跨海電力通道建設(shè)及檢修階段對(duì)海域使用的影響

2.2 輸電線路抗災(zāi)對(duì)比分析

輸電線路防災(zāi)是工程技術(shù)方案制定及設(shè)計(jì)時(shí)重點(diǎn)考慮因素之一，四種不同跨海通道的主要災(zāi)害類型及其防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)措施水平對(duì)比主要如下：

(1)架空跨海方案的主要災(zāi)害有強(qiáng)臺(tái)風(fēng)、地震等自然災(zāi)害，也有船舶撞擊等海域使用范圍的人為災(zāi)害，同時(shí)還可能存在空中飛鳥(niǎo)、無(wú)人機(jī)等飛行物的災(zāi)害，災(zāi)害類別較多，但防災(zāi)技術(shù)也較為成熟。

(2)海纜跨海方案的主要災(zāi)害就在于地震災(zāi)害、海域內(nèi)船舶錨具擊穿等災(zāi)害，在世界范圍內(nèi)已發(fā)生多例類似事故，防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)措施有限，且搶修難度大。

(3)橋上電纜的災(zāi)害類型可簡(jiǎn)單分為大橋結(jié)構(gòu)災(zāi)害和電纜本身的災(zāi)害，大橋結(jié)構(gòu)災(zāi)害主要也為強(qiáng)臺(tái)風(fēng)、地震等自然災(zāi)害；電纜本身的災(zāi)害主要為火災(zāi)和振動(dòng)災(zāi)害。

(4)海底隧道方案的主要災(zāi)害也為地震災(zāi)害、長(zhǎng)距離隧道內(nèi)的火災(zāi)等。

2.3 建設(shè)周期對(duì)比

建設(shè)周期的影響因素眾多，難以一概而論，本節(jié)結(jié)合幾個(gè)已建工程，對(duì)不同跨海通道的建設(shè)周期進(jìn)行直觀對(duì)比：

(1)架空跨海工程的建設(shè)內(nèi)容包含了施工棧道建設(shè)、海上基礎(chǔ)施工、鐵塔組立、金具安裝及導(dǎo)線架設(shè)等4個(gè)階段，一般需要1年～3年；以國(guó)內(nèi)最具代表性的220 kV舟山～大陸聯(lián)網(wǎng)工程為例，從開(kāi)工建設(shè)到竣工投產(chǎn)的建設(shè)周期為34個(gè)月[16]。

(2)海底電纜的敷設(shè)施工主要由海纜敷設(shè)船完成，根據(jù)海域?qū)挾鹊牟煌５纂娎|工程一般情況下以數(shù)月為周期；以廈門(mén)電力進(jìn)島第一通道擴(kuò)建工程為例，海底電纜的敷設(shè)周期為2個(gè)月[17]。

(3)橋上電纜工程主要為橋梁主體建設(shè)階段和電纜設(shè)施建設(shè)階段，其中主要控制工期在于橋梁主體工程的建設(shè)，其建設(shè)周期多以年計(jì)；而電纜通道及其設(shè)施的敷設(shè)周期則較為易控，10 km以內(nèi)的跨海工程，一般在3個(gè)月～6個(gè)月范圍；以上海洋山深水港110 kV線路工程為例，11 km陸地電纜加上27 km的跨海橋上電纜，敷設(shè)整體周期僅為355天[18]。

(4)海底隧道電纜工程主要由隧道主體建設(shè)階段和電纜敷設(shè)階段，其中跨海隧道的建設(shè)是工期的主要部分，以廈門(mén)電力進(jìn)島第四通道工程為例，8.795 km的跨海隧道采用礦山法施工，施工總工期長(zhǎng)達(dá)50個(gè)月(含兩個(gè)雙向六車道的主行車隧道和一個(gè)服務(wù)隧道)[19]；220 kV華能電廠～月浦變線路采用2.9 m內(nèi)徑的盾構(gòu)法施工，跨海段長(zhǎng)2.0 km，施工周期共15個(gè)月[20]；而在海底隧道內(nèi)的電纜敷設(shè)及其附屬設(shè)施的安裝都不超過(guò)3個(gè)月。

2.4 工程投資分析

工程投資決定著整個(gè)跨海工程技術(shù)方案的可行性，其組成復(fù)雜，影響因素眾多，同樣的工程建設(shè)在不同的年份所需要的工程投資也會(huì)有較大差異，由于基于某個(gè)特定工程開(kāi)展不同跨海技術(shù)方案對(duì)比的難度較大，而且方案比較階段與實(shí)際建設(shè)投資還是有所區(qū)別，故本節(jié)以實(shí)際建成的幾個(gè)建設(shè)年份和建設(shè)規(guī)模都較為接近的跨海輸電線路工程的預(yù)算為依據(jù)，對(duì)比分析相關(guān)跨海工程的主要技術(shù)指標(biāo)及投資情況。

需要說(shuō)明的是：

(1)架空方案為500 kV的線路，若是220 kV則其投資額會(huì)相應(yīng)縮減；

(2)海纜方案為單回路；

(3)橋上電纜中，電纜過(guò)橋增加的荷載導(dǎo)致橋梁投資增加，也應(yīng)是通道建設(shè)成本之一，但其構(gòu)成復(fù)雜，分?jǐn)傎M(fèi)用的計(jì)算難有固定模式；

(4)對(duì)比表中的隧道方案為利用交通隧道的敷設(shè)方案(含通道建設(shè)分?jǐn)傎M(fèi)用)，若單獨(dú)修建跨海海底隧道，視隧道工法和開(kāi)挖斷面的不同，投資造價(jià)在2 500萬(wàn)/km～5 000萬(wàn)/km之間。

從不同工程概算造價(jià)對(duì)比可知，僅從投資角度考慮，跨海電力通道最經(jīng)濟(jì)的仍是采用架空線路跨海，海纜方案投資最高，橋上電纜和海底隧道電纜方案分別為第二和第三。

表2 跨海電力通道造價(jià)對(duì)比分析

2.5 運(yùn)營(yíng)檢修

與陸地輸電線路工程的不同，跨海線路工程的檢修一直也是個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題，尤其是架空線路工程和海底電纜工程，線路運(yùn)行易受各類災(zāi)害的影響，停電帶來(lái)對(duì)島嶼電網(wǎng)的沖擊和搶修方案是工程建設(shè)不得不考慮的影響因素之一。

相比較而言，采用橋上電纜和海底隧道電纜敷設(shè)，由于其通道空間與陸地電纜隧道工程類似，檢修或搶修人員及設(shè)備進(jìn)出便利、有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員較多，搶修效率高，某種程度上有利于電網(wǎng)穩(wěn)定。

2.6 綜合對(duì)比分析

在定量或定性對(duì)比四種不同跨海通道建設(shè)方案在對(duì)海域及周邊環(huán)境的影響、災(zāi)害類型及減災(zāi)措施、建設(shè)周期、工程投資、運(yùn)營(yíng)檢修等主要影響因素的基礎(chǔ)上，定性對(duì)幾種跨海技術(shù)方案進(jìn)行綜合對(duì)比，對(duì)比內(nèi)容及結(jié)果見(jiàn)表3。需要說(shuō)明的是表3中的數(shù)據(jù)基于3.4節(jié)中已建工程實(shí)際數(shù)據(jù)，對(duì)于不同的輸送容量要求的工程，建設(shè)周期和工程投資可能有所出入。

表3 不同跨海方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比(3km海域，2回220kV超高壓電纜)

通過(guò)對(duì)四種高壓跨海電力通道的定性及定量對(duì)比，可以得出以下幾個(gè)結(jié)論：

(1)架空跨海通道方案的整體投資小、含土建部分后的工程建設(shè)周期較短，具有明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，但其對(duì)海域使用影響及其對(duì)周邊環(huán)境的影響都較大，而且桿塔結(jié)構(gòu)抗風(fēng)、抗震要求較高，即抵御自然災(zāi)害的能力較弱，發(fā)生故障后搶修難度大；

(2)采用在海床上直埋海底電纜方案的建設(shè)周期最短，對(duì)周邊環(huán)境的影響和防災(zāi)能力都較架空線路方案要好，但其單公里的投資額是四個(gè)方案中最大的；

(3)橋上電纜和海底隧道電纜類似，即都具有對(duì)海域和周邊環(huán)境影響小、檢修便利等特點(diǎn)，同時(shí)如果不考慮橋梁或隧道的建設(shè)周期(即借助已有或在建的市政隧道或橋梁工程)，則其工期短；橋上電纜及海底隧道電纜的本體投資較海床直埋海纜小，但考慮到橋梁或隧道的因敷設(shè)電纜后增加的投資部分，三者之間的差距較小，在某些特定條件下，采用橋上電纜或海底隧道電纜的投資額也可能超過(guò)海底電纜。

4 結(jié) 論

基于現(xiàn)有的跨海電力通道建設(shè)技術(shù)水平，結(jié)合已建實(shí)際工程，對(duì)比分析架空線路、海底電纜、橋上電纜和海底隧道電纜等四種主要技術(shù)方案的在海域影響、工程防災(zāi)、建設(shè)周期、工程投資、運(yùn)營(yíng)檢修等方面的差異性，得到以下結(jié)論：

(1)在四種跨海通道建設(shè)方式上，采用架空線路跨海方案的投資最小、整體的建設(shè)周期較短，但其對(duì)海域及周邊環(huán)境的影響較大，而且自身抗風(fēng)、抗震要求較高，發(fā)生故障后檢修難度大，但從工程建設(shè)和投資投資角度，在不考慮對(duì)海域影響的前提下，架空方案仍應(yīng)是跨海電力通道的首選；

(2)橋上方案和海底隧道方案的建設(shè)周期、投資都與所借助的橋梁或隧道工程建設(shè)及投資息息相關(guān)，具體工程建設(shè)時(shí)，應(yīng)充分論證橋隧本體對(duì)電力通道工程的影響，若具備條件，從海域使用及電力設(shè)施運(yùn)行檢修角度考慮，則隨橋或隨隧道敷設(shè)高壓電力電纜是跨海電力通道的首選方案。

(3)海底電纜建設(shè)周期短，但所敷設(shè)海域需設(shè)定一定的禁錨區(qū)，同時(shí)運(yùn)營(yíng)檢修的難度稍大，但其路由選擇影響因素較少，可以做到跨海乃至整個(gè)進(jìn)島線路路徑長(zhǎng)度最短，進(jìn)而使得工程整體投資最少；同時(shí)通過(guò)提高電纜本身的防災(zāi)能力，亦可提高線路的安全性；根據(jù)現(xiàn)有工程經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)跨海通道長(zhǎng)度越長(zhǎng)，其經(jīng)濟(jì)性越好，是高壓電力跨海通道建設(shè)必不可少的比選方案。

(4)電力工程跨海通道建設(shè)方式較多，但技術(shù)方案不可能一應(yīng)而全，具體工程還需結(jié)合工程建設(shè)環(huán)境、地質(zhì)條件、島嶼與大陸兩側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等方面綜合比選分析而定。

[1] 韓增林,狄乾斌.中國(guó)海洋與海島發(fā)展研究進(jìn)展與展望[J].地理科學(xué)進(jìn)展,2011,30(12): 1534-1537.

[2] 張耀光,劉桓,張巖,等.中國(guó)海島縣的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與綜合實(shí)力研究[J].資源科學(xué),2008,30(1):18-24.

[3] 杜峰,杜忠明,朱熙樵.海南電網(wǎng)與南方電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)方案的探討[J].中國(guó)電力,2002,35(11):87-91.

[4] 陳榕，高宇聰，孟憲斌,等.我國(guó)輸電線路基礎(chǔ)型式對(duì)比及實(shí)用性分析[J].東北電力大學(xué)學(xué)報(bào),2015,35(6):77-85.

[5] N.G.Hingorani.High-voltage DC transmission: a power electronics workhorse[J].IEEE Spectrum 1996,33(4): 63-72.

[6] 觀潮.我國(guó)首條500KV同塔雙回跨海線路經(jīng)受臺(tái)風(fēng)“鳳凰”考驗(yàn)[J].華東電力,2008(8):144-144.

[7] Rajat Majumder,Carsten Bartzsch,Peter Kohnstam.Magic bus: High-voltage DC on the new power transmission highway[J].IEEE Power and Energy Magazine,2012,10(6): 39-49.

[8] 李楊,白海峰.架空輸電線路環(huán)境荷載響應(yīng)與設(shè)計(jì)理論的研究[J].電力建設(shè),2008,29(9):38-41.

[9] 浙江省電力有限公司.舟山與大陸聯(lián)網(wǎng)大跨越研究科技成果通過(guò)鑒定EB/OL].http://www.zj.xinhuanet.com/ newscenter/2011-01/07/content_21810992.htm,2011-01-07.

[10] 趙健康,陳錚錚.國(guó)內(nèi)外海底電纜工程研究綜述[J].華東電力,2011(9):1477-1481.

[11] 應(yīng)啟良.我國(guó)發(fā)展直流海底電力電纜的前景[J].電線電纜,2012(3):1-7.

[12] 方建.橋上高壓電纜防震分析[J].廣東科技,2012(3):57-58.

[13] 福建省電力有限公司.廈門(mén)建亞洲首個(gè)借海底隧道跨海送電工程[J].農(nóng)村電工,2014(1):50-50.

[14] 陸洲.濱海地區(qū)線路工程施工進(jìn)場(chǎng)方案研究[J].福建建筑,2016(10):56-59.

[15] 王力軍,陳海明.浙江舟山亞洲第一輸電線路大跨越全線貫通[EB/OL].http://www.sgcc.com.cn/xwzx/gsxw/ 2010/06/224790.shtml,2010-06-08.

[16] 浙江在線.厲兵創(chuàng)新篇——220千伏舟山與大陸聯(lián)網(wǎng)工程建設(shè)紀(jì)實(shí)EB/OL].http://zjnews.zjol.com.cn/05zjnews/system/2010/07/06/016739897.shtml,2010-07-06.

[17] 王賢燦, 官文彤.220kV交流大截面海底電纜的設(shè)計(jì)選型[J].電線電纜,2013(6):24-27.

[18] 周韞捷,姜蕓,蔣曉娟.國(guó)內(nèi)第一個(gè)長(zhǎng)距離110kV電纜過(guò)橋工程概述[C].全國(guó)電力電纜運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)交流會(huì),2008.

[19] 泉州網(wǎng)-東南早報(bào).廈門(mén)翔安海底隧道通車 三大記錄創(chuàng)傳奇(組圖)[EB/OL].http://fj.sina.com.cn/news/g/xm/ 2010-04-26/092932594.html.

[20] 于俊嶺.南方電網(wǎng)首條海底電纜專用隧道之難點(diǎn)與創(chuàng)新[J].廣東電力,2014,27(11):114-116.

Study and Comparison on Construction Plan of The Cross-sea HV Transmission Line to Connect The Isolated Islands and The Mainland

Lin Guoxin

(State Grid Fujian Electric Power Co.,Ltd.,Fuzhou Fujian 350003)

The electricity load in the islands are increased with the economic or the resources development in the coastal islands,and some new cross-sea HV electrical channels has to be built to connect the isolated islands power grid to the mainland power grid.Construction of the cross-sea HV electrical channel has many characteristics,such as large investment,long construction period,high demand for disaster prevention and mitigation,and so on.Base on the construction experience on the various kinds of the cross-sea HV electrical channels in Xiamen,Pingtan or Putian,this paper compares the over head line,the submarine cable,the bridge cable and the sub-sea tunnel cable on the key factors,such as the effect to the environment,the anti disaster capability,construction period,project investment,operation and maintenance,and then a qualitative or a quantitative comparison is made between the different cross-sea channel construction methods,to provide a basic for the same condition engineering.

HV electrical transmission line;Anti disease ability;Construction period;Operation maintains

2017-04-25

國(guó)家電網(wǎng)公司依托工程基建新技術(shù)研究應(yīng)用項(xiàng)目(20150033；20160041)

林國(guó)新(1971-)，男，高級(jí)工程師，主要研究方向：電網(wǎng)工程.

1005-2992(2017)04-0086-08

TU-9；TU72

A

電子郵箱： lin_guoxin3181@sina.cn(林國(guó)新)