王振峰 呂建軍 馮炳 李攀峰
【摘要】本文針對電纜線路中存在的T接(或T接預留),通過研究分析不同T接產(chǎn)品在具體電纜T接中的應用實例,以期能給出在各種條件下電纜線路T接的最合理方案,指導T接工程的實際應用。
【關(guān)鍵詞】電纜T接;應用實例;研究分析;指導
0 引言
隨著城鎮(zhèn)化進程的加快,為節(jié)約線路廊道用地,電纜線路不斷增加。在電網(wǎng)規(guī)劃網(wǎng)架的形成過程中,經(jīng)常需要結(jié)合個體的輸變電工程對現(xiàn)有線路進行開接或T接。因此,尋求更趨于合理的電纜線路T接方式,探索針對電纜線路T接的方案設(shè)計和應用研究,對優(yōu)化電纜線路設(shè)計、促進電網(wǎng)工程順利實施、保障電網(wǎng)供電的可靠性具有現(xiàn)實意義。
本文針對不同地理環(huán)境下110kV電纜線路的T接,從優(yōu)化電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、確保電纜線路安全運營、控制工程投資角度出發(fā),對各種T接方案在應用工程中的建設(shè)成本、使用環(huán)境、實施條件等進行全面的數(shù)據(jù)采集分析,形成相應的結(jié)論,以利于指導電纜T接的方案設(shè)計和促進新技術(shù)在T接工程中的應用。
1 電纜T接方案應用現(xiàn)狀
根據(jù)目前電力系統(tǒng)的界限,電纜線路的T接方式主要有兩大類,一類是電纜與架空線的T接,另一類是電纜與電纜的T接。
對于電纜T接,目前傳統(tǒng)的解決方案通常采用變電所內(nèi)增設(shè)電纜套筒(或電纜終端頭支架),或建立電纜終端站,以及在架空鐵塔設(shè)置多回電纜終端頭支架等方式,T接點的位置存在局限性,引起增加T接電纜線路的路徑資源和投資。
目前國內(nèi)對于110kV電纜T接應用較為先進的是采用專用電纜分支接頭,按照絕緣主體的組分,可分為充氣式電纜分支接頭和干式電纜分支接頭兩大類。
2 電纜的T接方案
2.1 電纜與架空線的T接
對于110kV輸電線路電纜與架空線的T接,有如下三種方式:電纜終端頭安裝在終端塔塔頭處、電纜終端頭安裝在終端塔塔身平臺上、電纜終端頭安裝在地面立柱上。
(1)電纜終端頭安裝在終端塔塔頭處
電纜沿著桿塔塔身直接上塔,通過電纜夾具敷設(shè)至桿塔導線橫擔處,在桿塔導線橫擔側(cè)安裝電纜終端頭和避雷器(必要時可加裝一些支架),與架空導線直接搭接,形成線路T接。
該T接方式具有靈活的接線方式,導線跨接線簡單,電氣距離控制容易,方便登桿進行常規(guī)的帶電檢修工作;大大地減少桿上工作量,作業(yè)時間明顯縮短;施工期間對周邊環(huán)境影響較??;節(jié)約了土地資源,節(jié)省了工程投資。
缺點:由于電纜終端頭及避雷器安裝在終端桿塔橫擔側(cè),必要時需要電纜運行人員進行登桿(塔)作業(yè),給電纜運行維護帶來一定的難度。
在紹興110kV西周輸電線、湖州110kV云雀輸電線等線路都是采用這種方式。
圖1 2004年投入運行的紹興110kV西周變電纜T接塔
圖2 湖州地區(qū)110kV云雀輸電線電纜T接方式
(2)電纜終端頭安裝在終端塔塔身平臺上
這種方式一般在架空線路終端桿塔塔身距離地面的9米高處搭建一個平臺,電纜從下往上,在平臺上設(shè)置電纜終端頭和避雷器,導線經(jīng)跨接線與架空線搭接,形成線路T接。
該T接方式可以用于單、雙回路的鋼管桿和鐵塔;施工期間對周邊環(huán)境影響較小;節(jié)約了土地資源。但缺點是導線跨接線比較繁雜,電氣距離較難控制;在線路運行中,無法進行登塔進行常規(guī)的檢修;架線引下導線長期受風力作用擺動容易造成連接電纜終端頭的設(shè)備線夾疲勞損壞。
紹興110kV立新輸電線、嵊州110kV中愛T接線等線路都是采用這種方式。
圖3 2001年投入運行中的紹興110kV立新T接電纜終端塔
圖4 2002年投入運行中的嵊州110kV中愛T接電纜終端塔
(3)電纜終端頭安裝在地面立柱上
在架空線路終端桿塔地面設(shè)置混凝土立柱,將電纜終端頭、避雷器安裝在土立柱上,用鋼芯鋁絞線壓接架空導線,引下線接至電纜終端頭上進行轉(zhuǎn)接,形成T接。
該T接方式連接簡單,且電纜終端頭、避雷器電氣距離容易滿足要求,電纜運行人員無需登塔作業(yè),運行檢修方便。但此T接方式的缺點亦相對明顯,其占地面積大;架空引下導線過長容易導致風偏時電氣間隙不夠;架空引下導線長期受風力作用擺動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[1]。
由于該T接方式缺點相對明顯,在實際工程中運用較少。
2.2 電纜與電纜的T接
對于110kV輸電線路電纜與電纜的T接,主要為電纜終端開放式T接方式和采用電纜分支接頭T接方式。
(1)電纜終端開放式T接
而對于電纜線路之間的T接,電纜終端頭是較為傳統(tǒng)的、普遍的電纜T接方式,它是通過建造電纜終端站,完成電纜線路的T接。
電纜終端開放式T接是將三個方向的電纜分別引入T接房內(nèi),T接房內(nèi)設(shè)置分別來自三個方向的終端頭,電纜由終端頭引上后,通過軟導線相互搭接,完成T接方案。電纜T接房長13.5米、寬7.5米、高7.2米,使用電纜終端頭18只,完成電纜線路的雙回路T接。
圖5 T接房平面圖
圖6 寧波110kV常洪輸電線T接房實圖
(2)采用電纜分支接頭T接方式
目前國內(nèi)能夠成熟生產(chǎn)和應用的電纜分支接頭分為SF6充氣式和干式兩種。
①、充氣式分支接頭:
目前國內(nèi)生產(chǎn)的充氣式電纜分支接頭[3]適用于額定電壓64/110kV、標稱截面為240-1600mm2的單芯銅導體電纜,有立式和臥式兩種類型,為不銹鋼密封充氣罐式結(jié)構(gòu),采用插拔式結(jié)構(gòu),不銹鋼箱體,內(nèi)充SF6氣體;電纜插拔頭與SF6氣體完全隔離,插拔時無需充、放氣體。插拔頭部分為全干式結(jié)構(gòu)。
圖7 充氣式分支接頭實物圖
充氣式電纜分支接頭目前廣泛應用于戶內(nèi)、電纜溝以及隧道內(nèi)的電纜T接,在實際應用中,具有以下特點:(1)充氣式分支接頭為不銹鋼密封罐式結(jié)構(gòu),具有全絕緣、全密封、防水性能優(yōu)的特點;(2)易于安裝、便于維護;(3)插撥頭為干式結(jié)構(gòu),無需添加任何絕緣澆注劑,故避免預制應力錐浸泡在絕緣澆注劑中的老化問題,提高應力錐的使用壽命;并杜絕了漏油等缺陷。
圖8 立式充氣式分支接頭在工程中的應用
圖9 臥式充氣式分支接頭在工程中的應用
②、干式Y(jié)形電纜分支接頭
干式Y(jié)形電纜分支接頭由外殼、絕緣主體、插拔頭(含應力錐)、連接金具等零部件組成。整個接頭為全干式結(jié)構(gòu),其分支接頭主絕緣為高性能絕緣樹脂,采用真空澆注成型工藝與金屬保護殼整體成型,最外層可配玻璃鋼外保護盒,內(nèi)澆注絕緣密封膠,或配不銹鋼保護殼,連接金具采用插拔式免壓接結(jié)構(gòu)[5]。
圖10 干式Y(jié)形分支接頭實物圖
應用中體現(xiàn)的特點為:(1)整體為全干式結(jié)構(gòu),杜絕泄露事故,防水、防潮,耐機械損傷和耐腐蝕性能;(2)可實現(xiàn)二分支連接,也可以先對接兩分支電纜,另一接口安裝塞止頭;(3)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊,體積小巧,所需安裝空間小,在電纜井、電纜溝和電纜隧道內(nèi)均可安裝,且采用插拔式免壓接連接金具,安裝方便。安裝時可采用直埋式安裝和支架固定安裝[2]。
應用實例一:在湖州110千伏云雀線路上改下工程中,電纜T接是采用了在電纜溝中設(shè)置干式Y(jié)形分支接頭,實現(xiàn)了“一進兩出”的電纜T接。
圖11 干式Y(jié)形分支接頭在湖州110kV云雀線路工程中的應用
3 電纜的T接預留和改接
電網(wǎng)接線是一個不斷變化和調(diào)整的系統(tǒng),對110kV電力系統(tǒng)來說,一般存在下面兩種系統(tǒng)改接方式,方式一:目前為T接,遠景為開口;方式二:目前為直通接頭,遠景需預留T接線路。
對于需要T接改開口的電纜線路,可以根據(jù)實際情況直接安裝干式分支接頭或充氣式分支接頭,當電纜線路改接時,拆除分支接頭的一組插拔座,完成系統(tǒng)改接后,插拔座用塞止頭堵上,做好防水密封以及接地處理。
對于需要預留T接的電纜線路,可以根據(jù)實際情況直接安裝干式分支接頭或充氣式分支接頭,分支接頭的其中兩組插拔座作為接線端,另外一個插拔座用塞止頭堵上,做好防水密封以及接地處理。
4 工程應用方案的綜合比較
(1)電纜與架空線的T接
綜合而言,在電纜與架空線的T接應用中,推薦采用電纜終端頭安裝在終端塔塔頭處的T接方式,該T接方式技術(shù)先進,運行安全可靠,節(jié)約了土地資源,節(jié)省了投資,降低了工程難度,美化了城市景觀 [1]。
(2)電纜與電纜的T接
根據(jù)各種結(jié)構(gòu)的電纜分支接頭的特點,從產(chǎn)品的價格、性能、使用的環(huán)境等因素綜合考慮,對110kV電纜T接方案進行分析,如下表所示:
在電纜之間的T接,電纜終端開放式T接方案優(yōu)點在于運行經(jīng)驗較充分,但建造T接房的土建工程較大。而分支接頭相比于傳統(tǒng)電纜終端T接方式安裝更加簡便快捷,占地面積更小,大大縮短了施工周期,且對周圍的環(huán)境和基礎(chǔ)設(shè)施影響很小,社會效益顯著。
5 總結(jié)
綜上所述,在選擇電纜T接方式時,對高壓架空線路引下轉(zhuǎn)接電纜的T接,基本采用電纜終端頭的方式進行,具體轉(zhuǎn)接方式可根據(jù)實際情況確定;而電纜之間的T接或者預留T接(或開口)推薦使用建造電纜終端T接房、充氣式分支接頭或者干式分支接頭;而地面下構(gòu)筑物沒有排水條件、或沿海高水位地區(qū),T接頭可采用外加分體式結(jié)構(gòu)防水保護殼的干式分支接頭[2]。但制定具體的電纜T接方案時,應該綜合考慮電纜所處地理環(huán)境、社會效益、運行條件、維護周期等因素,并可借助本文作為參考。
參考文獻:
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[2] 防水型高壓電纜分支接頭的研究與應用. 丁小蔚
[3] 64/110kV XLPE電纜T接頭技術(shù)文件. 長園電力技術(shù)有限公司
[4] 電纜分支接頭在城市高壓電纜工程中的應用. 馬耀家,高海洋
[5] 64/110kV XLPE絕緣電力電纜干式Y(jié)形分支接頭技術(shù)文件. 長纜電工科技股份有限公司
[6] GB 50217-2007.電力工程電纜設(shè)計規(guī)范
[7] DL/T 5221-2005.城市電力電纜線路設(shè)計設(shè)計規(guī)定
[8] 電力工程高壓送電線路設(shè)計手冊(第二版).中國電力出版社
[9] 電力電纜施工手冊. 中國電力出版社
作者簡介
王振峰 ( 1980-),男,從事輸電線路設(shè)計工作;
呂建軍 ( 1966-),男,從事輸電線路設(shè)計工作;
馮炳 ( 1982-),男,從事輸電線路設(shè)計工作;
李攀峰 ( 1983-),男,從事輸電線路設(shè)計工作。