复杂地形光伏电站托索式电缆敷设研究

2016-11-09薛涛何银涛刘佳尉王静

科技与创新 2016年19期

薛涛　何银涛　刘佳尉　王静

摘要：随着光伏项目建设地逐渐从单一的荒漠地区发展到山地、鱼塘、滩涂和河道等地形复杂的地区，复杂地形的光伏电站由于地形、地质、地貌情况多变，在项目建设时会遇到诸多困难，比如线缆敷设施工等。在线缆敷设施工方面，目前常用的敷设方式为地下直埋和电缆桥架。地下直埋适用于非岩石、非水上项目，使用有一定的局限性；而电缆桥架则存在敷设成本过高的缺点。为了克服上述2种敷设方式的缺点，对新型敷设方式——托索式电缆敷设方式进行了阐述。

关键词：复杂地形；光伏电站；托索式；电缆敷设

中图分类号：TM615 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.19.107

国家能源局发布了《关于进一步落实分布式光伏发电有关政策的通知》，提到“因地制宜利用废弃土地、荒山荒坡、农业大棚、滩涂、鱼塘、湖泊等建设就地消纳的分布式光伏电站。”根据文件指示，光伏项目建设地逐渐从单一的荒漠地区发展到荒山荒坡、滩涂、鱼塘、湖泊等地形复杂的地区。

复杂地形的光伏电站由于地形、地质、地貌情况多变，在项目建设时会遇到诸多困难，比如线缆敷设施工等。目前，在线缆敷设方面，常用的敷设方式有地下直埋和电缆桥架2种。前者适用于非岩石、非水上项目，使用时具有一定的局限性；而后者则处在敷设成本较高的缺点。

1 复杂地形下电缆敷设现状

1.1 电缆直埋敷设

电缆直埋是将线缆敷设在直流电缆沟内。按照规范要求，电缆沟深度不小于70 cm。敷设时，要在沟内铺沙，盖混凝土板或砖等保护。

在山地项目中，如果地基土质主要为碎石土等坚硬地质，采用地下直埋的敷设方式则会出现电缆沟施工困难、施工周期长、电缆沟尺寸不能满足规范要求等状况，且敷设电缆时容易对电缆的外绝缘造成损伤。图1为山地项目的地质、地貌。

1.2 电缆桥架敷设

电缆桥架敷设是将电缆放置在依附于支架上的电缆桥架内的走线方式。目前，在光伏电站中常用的两种桥架为：铝合金电缆桥架和热镀锌桥架。铝合金桥架具有外观漂亮、结构简单、重量轻、施工方便等特点；热镀锌电缆桥架具有承载力大。两种电缆桥架缺点为：铝合金电缆荷载能力适中，价格高；热镀锌桥架重量大，安装不方便、耐腐蚀寿命与环境有关，价格偏高。

为了降低在岩石地基项目、水上项目中敷设的成本和施工工期，现采用新方式——托索式电缆敷设。

2 托索式电缆敷设

在一个敷设区间内，托索式电缆敷设主要由抱箍、钢绞线、电缆挂钩及其他金具，比如吊环螺栓、花篮螺栓等联结构成。图2为托索式电缆敷设的结构方案。

托索式电缆敷设的特点主要有以下3个：①结构简单，施工周期短；②利用光伏支架立柱，安装固定、支撑钢绞线的抱箍，无需增加额外的支架；③安装位置灵活，便于电缆维护。

3 主要构件模型受力分析和经济性分析

根据具体项目敷设数据，运用ANSYS分析软件对模型进行了受力分析，分析结果如图3和图4所示。

由图3和图4可知，模型最大变形量为0.164 mm，最大主应力为1.361×108 Pa，而根据规范要求，最大主应力的允许值为4×1010 Pa，模型满足要求。

根据实际项目，对同一个方阵进行托索式和铝合金电缆桥架敷设价格对比，托索式电缆敷设的材料及施工费平均约为33元/m，而采用铝合金电缆桥架敷设的材料及施工费平均约为65元/m，托索式电缆敷设比电缆桥架敷设每米节约32元，节约了49.2%.

4 结论

托索式电缆敷设由于其结构简单，成本低，施工周期短，在复杂地形的光伏电站中可以代替受地质因素影响的电缆直埋敷设，也可代替材料成本较高的铝合金电缆敷设。

参考文献

[1]蒋建华.电力电缆敷设问题[J].技术与市场，2013（05）.