双回电缆终端杆塔电缆与导线过渡及引线方式的比选

2021-12-30广东天联电力设计有限公司欧阳丽敏

电力设备管理 2021年12期

广东天联电力设计有限公司欧阳丽敏

随着经济的快速发展和城市化进程的推进，城市用电负荷不断增长，城市范围内变电站建设的需求不断增大；受限于城市规划建设，城市范围内输电线路走廊的规划需转向地下；城市范围不断往边缘扩大，架空线路下地改造亦成为一种必然。城市内电缆与远郊架空线路过渡的应用越来越广泛，形式也越来越多样。

1 电缆引上终端的常用方式

根据电缆终端的安装位置，110kV 电缆引上终端杆塔可分为3种方式[1]：经地面终端支架引上；经杆塔支撑件引上至电缆终端承台；电缆沿杆身敷设至杆塔横担[2]。

地面终端支架：这种做法与变电站采用户外电缆终端出线情况类似，主要用于湿式终端。终端支架高度一般不超过3m，可采用双柱终端支架或单相独立终端支架。地面终端支架引上，便于终端及避雷器的安装及运维，但存在以下缺点：由于支架高度不足3m，对电缆引上工井深度有要求，如设计人员考虑不充分易导致转弯半径不足，难以满足南方电网《35kV～500kV 交流输电线路装备技术导则》“电缆终端头尾管1m 范围内电缆应固定”的要求，实际工程中施工单位反馈引上井深度不够的问题亦屡有出现；在地质易下沉区域易出现基础不均匀沉降，导致电缆受拉，进而导致电缆终端和终端平台受拉，影响电缆终端使用寿命；与电缆终端相连的架空引下线太长，在长期的微风摆动下易造成电缆终端出线连接处螺栓松动，引起接触电阻过大，造成异常发热故障。

电缆终端承台：其离地5m～10m，电缆沿支撑件引上至平台的电缆终端。终端承台为杆塔的一部分，无需考虑支架基础，有效避免基础不均匀而发生沉降问题；电缆引上平滑美观；但终端、避雷器等均安装于平台上，不利于检修及运维。

电缆引上终端杆横担：电缆与架空过渡的第三种方式为电缆沿钢管杆引上至横担端部的干式终端。由于干式电缆终端采用硅橡胶材料，具有抗闪络、抗污秽能力强、重量轻的特点，安装简便，可在地面完成装配后吊装至横担端部，适应直立或倾斜安装与运维的条件；登杆装置外形简洁美观，占地面积小。但电缆终端及避雷器均安装于高处，运维极为不便；电缆终端头布置于横担端部，直接安装在电缆端部，电缆本身支撑所有荷载，存在很大的安全隐患[1]，且运行中发现的缺陷或事故无法在短时间内消除，供电部门不在不得已的情况下都不同意采用这种方式[3]。

2 架空导线引上的常用方式及优缺点

除采用干式终端的方式不需考虑架空引线，其余不论电缆与架空导线如何相连，架空导线的连接仍为电缆与架空过渡的必须考虑因素之一。电缆引上终端后，经铜铝过渡设备线夹与架空导线连接，导线引上方式常用三种：铁塔主材增加支出绝缘子；沿塔身加横梁安装支撑绝缘子；引线串T 接导线（图1）。

图1 常用导线引上方式

沿塔身安装支撑绝缘子。双回路电缆终端分别布置于杆塔两侧，沿塔身约每隔2m 安装支撑绝缘子。由于塔身横隔面随着杆塔高度增大而减小，靠近塔头处难以满足相间距要求，可通过调整支撑绝缘子安装角度撑开架空导线，以保证架空导线相间距。上、中、下三层导线分别自杆塔的前、中、后三个方向连接至架空侧导线。这种方式支撑绝缘子数量较多，且安装角度不同，引线不美观；距离塔身较近、距离裕度量较小，引线侧难以满足带电作业要求，不利于检修与运维。支撑绝缘子与杆塔采通过螺栓直接连接，固定卡具连接方式不灵活。

沿塔身加横梁安装支撑绝缘子。设计人员提出沿塔身增加角钢作为横梁，三相支撑绝缘子端部均固定于横梁上，绝缘子安装于同一高度且相对距离固定，有效保证相间距离同时可减小风偏；引线安装简洁美观。

引线串T 接导线。采用电缆终端平台时，可通过在上层导线横担处安装引线串固定支架，平台与固定支架分别作为固定点，两侧固定引线串。通过调整上层横担固定支架的长度控制相间距，三相引线水平排列，与终端相连的软导线通过T 型线夹与引线连接。采用引线串的方式需加长上层横担及加大终端平台尺寸，引起钢材用量增加，导致基础同步增加；可取消支撑绝缘子，接线流畅美观；一般从里到外安装顺序为电缆终端、避雷器、引线串。靠近塔身侧留有运维及检修通道。此外，实际应用中常将座式避雷器调整为线路避雷器挂于跳线串处，平台安装两组电缆终端，可实现电缆T 接架空+电缆混合线路。

3 优化方案

前文对当前工程中常用的几种电缆终端与架空线路过渡方式以及引线的布置进行了详尽的介绍与优缺点对比，结合广东电网“采用塔上/杆上终端时，应设置检修平台；电缆终端等附件应布置在架空线同一侧的正下方，确保一回线路检修时不需同塔上其他回路停电配合”的要求，设计人员在此基础上针对电缆终端杆以及电缆终端塔提出优化措施。

电缆终端杆：双回电缆终端杆主要需解决引线对主杆的距离及导线相间距问题，电缆终端分布于线行两侧承台。第一种优化方案，三层导线横担呈米字排布，横担端部与电缆终端承台间采用引线串T 接的引线方式，有效解决了导线相间距的问题，但适用于引线长度不超过10m 的情况；当引线超过10m 时则采用第二种方案，即不调整导线横担摆向，在导线横担下方增加2～3层小横担，顺线行方向在横担中部前后两侧及横担端部加装支撑绝缘子，通过横担绝缘子撑开导线，保证导线与主杆以及相导线之间满足规程规定的间隙距离。

图2 双回钢管杆杆上终端布置图

电缆终端塔：其引线仍以采用支撑绝缘子固定为主，可通过调整支撑绝缘子固定端，使得安装灵活。目前支撑绝缘子固定端主要采用螺栓连接，固定夹具采用板式夹具，见图3（A），间距角度主要为0°、45°以及90°，角度单一、可调空间有限、安装不灵活。优化方案：螺栓式支撑绝缘子改为底座式支撑绝缘子，同时电缆终端塔的引线推荐采用沿塔身加横梁安装支撑绝缘子的方式，调整横梁形式，见图3（B），这样有效解决安装不灵活问题，且引线流畅美观；同时保证相间距满足规定要求。