110kV雙回電纜終端鋼管塔支架新工藝

唐壽意

（黔東南苗族侗族自治州水電工程公司　貴州凱里　556000）

110kV雙回電纜終端鋼管塔支架新工藝

唐壽意

（黔東南苗族侗族自治州水電工程公司貴州凱里556000）

近年來，為了處理電網(wǎng)建設(shè)占用城市土地資源和空間資源之間的矛盾。要求設(shè)計建設(shè)單位對電力線路由傳統(tǒng)的架空線路為主轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的以電纜入地為主的供電方式。本文針對110kV雙回電纜終端鋼管塔支架的創(chuàng)新制作新工藝進(jìn)行了簡易論述。

110kV電纜；終端鋼管塔；不銹鋼；支架；工藝

前言

隨著我國城市化建設(shè)速度越來越快，城市人口數(shù)量的不斷增長，而城市土地資源越來越少。城市空間利用面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，為了節(jié)約土地資源和城市空間的綜合利用，而城市發(fā)展離不開電力。前幾年，在城市電網(wǎng)設(shè)計中為減少占用土地資源多采用鋼管塔架設(shè)線路。目前，為解決城市發(fā)展電網(wǎng)建設(shè)與土地占用根本矛盾主要采用電纜入地方式建設(shè)電網(wǎng)。除增加單位造價成本外，可有效解決城市發(fā)展中電網(wǎng)建設(shè)與土地資源及空中資源的諸多問題。

1　電纜入地的現(xiàn)狀

由于建設(shè)周期和地域開發(fā)上的差異。不能在短時間內(nèi)就將所有城市中架空線路全部改為電纜入地的方式建設(shè)城市電網(wǎng)。由于受地域經(jīng)濟和項目資金來源方式的不同，許多地方和項目采用逐步漸進(jìn)的方式改造原有電網(wǎng)。這樣就出現(xiàn)了許多電纜入地鋼管終端塔。電纜入地終端鋼管塔安裝質(zhì)量與外觀既影響電網(wǎng)安全運行又影響城市美觀。本文對電纜入地雙回終端鋼管塔安裝質(zhì)量及外觀設(shè)計建設(shè)進(jìn)行簡單論述。

根據(jù)行業(yè)設(shè)計慣例，在選擇電纜入地雙回終端鋼管塔時，一般以耐張鋼管塔作為電纜入地雙回終端鋼管塔。通常情況下，城市電網(wǎng)110kV雙回鋼管終端塔底部直徑在2m左右。下端大上端小，類似圓臺形結(jié)構(gòu)，而且是多節(jié)采用法蘭相連。在此基礎(chǔ)上，設(shè)置電纜支架使110kV電纜能夠安全、順利敷設(shè)。電纜支架制作工藝及設(shè)計尺寸對整個項目順利實施至關(guān)重要。

2　項目案列分析

根據(jù)筆者于2012年在110kV凱金線和110kV懷金線電纜遷改入地項目（以下簡稱項目A）、2013年在110kV凱西Ⅰ、Ⅱ回電纜遷改入地項目（以下簡稱項目B）中對電纜上塔支架制作工藝和設(shè)計尺寸的總結(jié)情況介紹如下：

項目A主要參數(shù)：

（1）項目性質(zhì)：雙回架空線入地遷改，改造線路長度為0.79km。拆除雙回鋼管塔5基，項目所在地為城市主干道。

（2）電纜型號為YJLW（02）-1×500-64/110，生產(chǎn)廠家為江蘇揚州曙光電纜公司，電纜直徑為96mm。

（3）電纜敷設(shè)方式為穿鋼化玻纖管φ200×8雙回并列埋地敷設(shè)。

（4）加裝避雷器安裝方式為吊裝式。

（5）本項目設(shè)計電纜排列方式為平行排列。

（6）接地方式為直接接地保護和交叉接地保護。

（7）電纜上塔底部保護管采用鋼化玻纖管φ200×8雙回并列。

（8）電纜終端頭采用長沙電纜附件廠生產(chǎn)的110kV干式GDZ型預(yù)制高壓電纜終端頭。

（9）雙回終端鋼管塔圓臺型底部直徑為1800mm，呼稱高度處圓臺形頂部直徑為650mm。

（10）架空導(dǎo)線采用LGJ-240/30。

項目B主要參數(shù)：

（1）項目性質(zhì)：雙回架空線入地遷改，改造線路長度為1.8km。拆除雙回鐵塔4基，雙回鋼管塔2基。項目所在地為舊城區(qū)改造。

（2）電纜型號為YJLW（02）-1×630-64/110，生產(chǎn)廠家為江蘇揚州曙光電纜公司，電纜直徑為107mm。

（3）電纜敷設(shè)方式為穿鋼化玻纖管φ200×8雙回并列埋地敷設(shè)。

（4）加裝避雷器安裝方式為吊裝式。

（5）本項目設(shè)計電纜排列方式為平行排列。

（6）接地方式均為交叉接地保護。

（7）電纜上塔底部保護管采用鋼化玻纖管φ200×8雙回并列。

（8）電纜終端頭采用長沙電纜附件廠生產(chǎn)的110kV干式GDZ型預(yù)制高壓電纜終端頭。

（9）雙回終端鋼管塔圓臺型底部直徑為2000mm，呼稱高度處圓臺形頂部直徑為700mm。

（10）架空導(dǎo)線采用LGJ-300/35。

上述兩項目根據(jù)施工圖要求將原線路轉(zhuǎn)角耐張雙回鋼管塔變?yōu)殡p回終端鋼管塔，上塔電纜采用支架并行排列方式敷設(shè)。由于設(shè)計單位諸多因素，雙回鋼管塔電纜支架無具體加工圖，由施工單位根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求自行解決。

3　解決過程

我單位承接該項目后，組織技術(shù)攻關(guān)小組，對電纜上塔支架橫擔(dān)加工工藝要求及加工圖尺寸進(jìn)行全方位研究解決方案。

分析以往經(jīng)驗情況：如圖1（a）所示，在傳統(tǒng)110kV電纜上塔案例（鐵塔總高為26.5m，呼稱高為16.0m）中，大多采用充油瓷套管電纜終端頭?？紤]到電纜終端頭重量較重、需要定期維護，因此在電纜登塔時需要安裝1個距地面7m以上的平臺（110kV單回路的平臺尺寸為8.0m×3.2m。110kV雙回路的平臺尺寸為2個6.2m×4.6m，這給檢修工作帶來不便，而且在城市景觀道路旁由于征地困難而難以實施。

如圖1（b）所示110kV電纜GDZ型110kV干式高壓電纜終端頭安裝在110kV雙回終端鋼管塔上，利用干式電纜終端頭的諸多優(yōu)點，取消了電纜上塔時的安裝平臺以及較為繁瑣的導(dǎo)線連接方式，直接利用雙回鋼管塔上的橫擔(dān)或者抱箍支架作為固定電纜點，再利用干式電纜終端頭重量輕的特點，直接將其固定在電纜上。同時對110kV凱迪線Ⅰ、Ⅱ回線路電纜遷改所使用雙回路電纜終端塔分析，該雙回終端鋼管塔總高為35.5m，呼稱高為19.0m地線橫擔(dān)與導(dǎo)線上橫擔(dān)距離為4.5m，塔身上共設(shè)置5層導(dǎo)線橫擔(dān)，間距均為3.5m。

圖1　傳統(tǒng)及新式電纜塔（桿）

從上塔支架加工材料為碳鋼角鐵，因為該碳鋼角鐵屬于磁性類材料，在電纜使用過程中易產(chǎn)生渦流現(xiàn)象，渦流造成電流損耗及支架發(fā)熱現(xiàn)象。留下安全隱患，且施工安裝不便，在日后運行中維護困難。

3.1材料分析

（1）通過認(rèn)真學(xué)習(xí)同類項目參考資料，分析當(dāng)?shù)馗黜椀匚募皻庀筚Y料以及項目改造的主要技術(shù)參數(shù)，認(rèn)真總結(jié)以往施工經(jīng)驗，鼓勵技術(shù)攻關(guān)小組開拓創(chuàng)新。

（2）分析當(dāng)?shù)夭牧辖Y(jié)構(gòu)，對各類材料進(jìn)行認(rèn)真比對。經(jīng)分析研究后，確定采用非磁性材料可有效避免電纜運行中的渦流現(xiàn)象。而不銹鋼材料從造價、機械強度、變形系數(shù)、蠕變系數(shù)、屈服值等參數(shù)（碳鋼屈服值為207MPa，不銹鋼屈服值為205MPa）分析都優(yōu)于普通碳鋼材料。最后確定采用不銹鋼方材（特制）99×30× 2mm作為電纜上塔支架橫擔(dān)主材；不銹鋼支架橫擔(dān)配置我公司研發(fā)的不銹鋼電纜專用抱箍，項目A采用電纜專用抱箍為Ω-3，項目B采用電纜專用抱箍為Ω-4。

（3）鋼管塔專用抱箍材料采用碳鋼熱鍍鋅扁鋼80×8mm進(jìn)行加工制造。

（4）M型固定支撐架材料為碳鋼熱鍍鋅80×8mm扁鋼進(jìn)行加工制作。

3.2加工制作3.2.1鋼管塔專用抱箍制作

對雙回鋼管終端塔各項參數(shù)進(jìn)行分析和測量，對鋼管塔專用抱箍扁鋼下料長度A-1#為5152mm、兩側(cè)螺桿直徑為φ20mm、兩側(cè)螺桿長度為200mm。對抱箍扁鋼機械沖壓定型后，將螺桿焊接在抱箍兩端，焊接方法用普通碳鋼焊條φ3.2mm雙層加固焊接。焊接完成后進(jìn)行拋光→打磨→酸洗→熱鍍鋅；A-2#、A-3#…等鋼管塔專用抱箍扁鋼下料長度計算公式為L=d（鋼管塔安裝位直徑）×π-M（M型固定支撐架長度）。項目B加工尺寸參照項目A的計算公式進(jìn)行計算。

3.2.2M型固定支撐架制作

M固定支撐架參照非標(biāo)金具M(jìn)墊鐵制作工藝，加工幾何尺寸根據(jù)現(xiàn)場使用情況將選型AM1定為500型、AM2定為490型。BM1定位520型、BM2定為510型，以此類推，選擇其他各型加工圖例。

3.2.3不銹鋼支架橫擔(dān)制作

根據(jù)電纜散熱、通風(fēng)、空中最佳間距及上述兩項目電纜排列間距設(shè)計要求，同時考慮美觀和空間利用效率，確定電纜排列中間凈間距為150mm。加工制作不銹鋼支撐橫擔(dān)開孔尺寸如圖2所示。

圖2　不銹鋼橫擔(dān)開孔尺寸

3.3不銹鋼支架安裝注意事項

因為雙回鋼管塔體積大、安裝難度高。根據(jù)上述兩項目施工組織技術(shù)方案在雙回鋼管塔呼稱高處所需位置兩側(cè)自上往下設(shè)置臨時保險繩直徑不低于50mm。不銹鋼支架橫擔(dān)從雙回鋼管塔底部離地面約1m處自下往上每隔1.3～1.5m進(jìn)行逐個安裝。如圖3成品效果圖。

圖3　成品效果圖

3.4電纜上塔敷設(shè)注意事項

能否安全有效敷設(shè)電纜施工方案至關(guān)重要。在上述兩個項目中，上塔電纜敷設(shè)均采用麻繩配合滑輪在塔頂對上塔電纜進(jìn)行機械吊裝敷設(shè)。

3.5其他注意事項

（l）新設(shè)電纜終端塔擺位的水平距離確定，應(yīng)滿足臨近線路之間導(dǎo)線在最大風(fēng)偏情況下，對其最小水平距離滿足《110～ 500kV送電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)程》（DL/T5092-1999）[1]相關(guān)條款技術(shù)要求。

（2）新設(shè)電纜終端桿塔擺位的間隙要求，應(yīng)滿足新改造段線路對相鄰直線桿塔形成的影響，各種工況風(fēng)偏下帶電部分與桿塔構(gòu)件的間隙滿（DL/T5092-1999）[1]相關(guān)技術(shù)參數(shù)要求。

（3）新設(shè)電纜終端鋼管桿導(dǎo)線從橫擔(dān)至電纜終不同相導(dǎo)體之間和各相導(dǎo)體對地之間的距離應(yīng)符合《城市電力電纜設(shè)計技術(shù)規(guī)定》（DL/T5221-2005）中8.4.1之安全技術(shù)規(guī)范要求，即相與相之間2.0m，帶電部分與地之間1.8m[2]。

4　結(jié)束語

上述兩項目已投運兩年和三年多時間。經(jīng)電力質(zhì)檢近期對上述兩項目110kV雙回終端鋼管塔上塔支架進(jìn)行抽查，各項參數(shù)穩(wěn)定可靠。同時節(jié)省了電纜登塔占地面積，美化了道路兩側(cè)的景觀，實現(xiàn)了電纜上塔支架的免維護，因此具有良好的應(yīng)用前景。

不銹鋼材料用于電力行業(yè)以往并不多見，沒有太多可借鑒的資料和參考數(shù)據(jù)，不銹鋼材料用于電力行業(yè)的加工工藝和制作參數(shù)也在摸索階段，屬于新材料創(chuàng)新工藝，在不增加造價的情況下對新材料進(jìn)行創(chuàng)新利用，同時不銹鋼材料耐腐蝕、穩(wěn)定性好、免維護、美觀耐用等優(yōu)點值得推廣利用。

[1]葉鴻聲，等.《110～500kV送電線路設(shè)計技術(shù)規(guī)程》（DL/T5092-1999）[M].北京：中國電力出版社，1999：14～15，39.

[2]龔尊，等.《城市電力電纜設(shè)計技術(shù)規(guī)定》（DL/T5221-2005）[M].北京：中國電力出版社，2005：23～24

[3]尚建武，郗力強，等.電力電纜終端故障分析與防范措施[J].河南科技，2014（12）.

[4]趙楓.雙回輸電線路破口其中一回的設(shè)計新思路[J].天津電力技術(shù)，2008（4）.

TM726.4

A

1673-0038（2015）38-0282-03

2014-8-21

唐壽意（1964-），湖南人，工程師，中專，主要從事機電工程工作。