摘要：輸電線路與河流交叉時，尤其是大型通航河流，線路過河方式往往是工程設(shè)計中的重點，而電纜沿大型橋梁敷設(shè)擁有獨特的優(yōu)勢?，F(xiàn)通過比較3種不同的電纜跨越河流的方案可知，輸電電纜線路沿大型橋梁敷設(shè)是線路過河的最佳選擇，重點分析了電纜沿橋梁敷設(shè)的設(shè)計要點，為同類工程設(shè)計提供參考。

關(guān)鍵詞：輸電電纜線路;跨河大型橋梁;蛇形敷設(shè);offset裝置;電纜防火

0 引言

我國城市化進程持續(xù)加快，土地資源日漸稀缺，人們對城市景觀、環(huán)保方面的要求越來越高，導致電力線路走廊空間越來越緊張，城市內(nèi)的電力建設(shè)以電纜線路敷設(shè)為主。根據(jù)《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》（GB 50217—2016）的規(guī)定，電纜跨越河流宜利用城市交通橋梁。國內(nèi)外在交通橋梁上敷設(shè)高壓電纜的先例已有很多，至今沒有發(fā)生過影響橋梁結(jié)構(gòu)和人身安全的問題。2014年，廣東東莞長安新河橋沿人行道敷設(shè)了8回220 kV電纜線路;2019年，廣東東莞萬江銀龍橋沿人行道敷設(shè)了6回110 kV電纜線路。

1 電纜跨（穿）越河流的3種方案比較

城市中電纜線路過河有3種方式：電纜架空跨越河流、水下電纜穿越河流、電纜沿橋梁敷設(shè)跨越河流。

（1）電纜架空跨越河流的優(yōu)點是工程造價低。缺點在于：施工運維較為不便，需搭設(shè)跨越架，采用張力放線方式等，存在施工安全風險，影響通航河流的航道運維;架空線路跨越較大河流時一般采用“耐-直-直-耐”跨越方式，受河道管理限制，線路位于兩岸上，架設(shè)較長，占用城市地塊，影響城市景觀;架空與電纜轉(zhuǎn)換需設(shè)置電纜終端場，占地較大，浪費寶貴的土地資源。

（2）水下電纜穿越河流一般采用頂管方式，工程造價高，施工難度大，受河床地質(zhì)影響大，運維不便，線路安全性低，易發(fā)生船只拋錨刺穿電纜的事故，且發(fā)生安全事故后搶修難度極大，耗時長。

（3）電纜沿橋梁敷設(shè)跨越河流具有工程造價低、施工運維便利、不影響城市景觀、線路不重復增加交叉跨越等特點。電纜沿橋梁人行道或綠化帶敷設(shè)，可采用電纜槽盒型式設(shè)置活動蓋板，蓋板上可恢復普通路面，不影響橋梁結(jié)構(gòu)功能及景觀。電纜隨橋梁敷設(shè)，線路與河道的運維互不影響，且工程總造價低。

綜上所述，輸電電纜線路沿大型橋梁敷設(shè)是線路過河的最佳選擇，宜在橋梁建設(shè)前期設(shè)計輸電電纜的敷設(shè)空間、荷載等。

2 電纜沿橋梁敷設(shè)的相關(guān)規(guī)定

按照《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》（GB 50217—2016）的規(guī)定，利用交通橋梁敷設(shè)電纜應符合下列要求：（1）在橋梁上敷設(shè)的電纜和附件等重量應在橋梁設(shè)計允許承載值之內(nèi);（2）電纜和附件的安裝，不得有損于橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性;（3）在橋梁上敷設(shè)的電纜和附件，不得低于橋底距水面高度;（4）在橋梁上敷設(shè)的電纜和附件，不得有損于橋梁的外觀。

在長跨距的橋桁內(nèi)或橋梁人行道下敷設(shè)電纜，還應符合下列規(guī)定：（1）在電纜上采取適當?shù)姆阑鸫胧?，以防外界火源危及電纜;（2）在橋梁上敷設(shè)的電纜，應考慮橋梁因受風力和車輛行駛時的震動而導致電纜金屬護套出現(xiàn)疲勞的保護措施;（3）在橋梁上敷設(shè)的110 kV及以上的大截面電纜，宜作蛇形敷設(shè)，用以吸收電纜本身的熱伸縮量;（4）在橋梁的伸縮間隙部位的一端，應按橋桁最大伸縮長度設(shè)置電纜伸縮弧，用以吸收橋桁的熱伸縮;（5）在橋梁伸縮間隙處，宜把電纜放入能垂直、水平方向轉(zhuǎn)動的萬向鉸鏈架內(nèi)，用以吸收橋梁的撓角。

3 電纜沿橋梁敷設(shè)的設(shè)計要點

3.1? ? 電纜土建設(shè)計

電纜宜采用槽盒型式敷設(shè)過橋，為保證沿線道路美觀，電纜槽盒采用下沉式敷設(shè)，其上恢復人行道彩磚或綠化帶，為便于電纜線路的運維，槽盒每30 m設(shè)置1座檢修井。電纜槽盒每30 m應設(shè)置一條水平伸縮縫，并采取充填和防滲漏措施，在坡度較大地段，應采取硬固定方式以防電纜滑移。電纜槽盒每20 m設(shè)置1個？準100 mm的排水孔，與橋梁專用排水通道連通。電纜敷設(shè)完成后，沿線應按電網(wǎng)安健環(huán)規(guī)定設(shè)置標志牌等。

3.2? ? 電纜防震設(shè)計

（1）電纜采用蛇形敷設(shè)方式。電纜蛇形敷設(shè)能夠有效吸收電纜熱脹冷縮引起的電纜長度變化，防止電纜終端、中間接頭因受電纜拉力而損壞，避免電纜的伸長部分集中在電纜盤卷曲的缺陷處，造成電纜絕緣層和金屬護套斷裂，產(chǎn)生電纜浮起等異常現(xiàn)象。結(jié)合電纜土建情況，宜采用水平蛇形敷設(shè)設(shè)計，水平蛇形敷設(shè)一般按波長4～6 m、波幅100～200 mm設(shè)計，在每1/2節(jié)距處安裝電纜固定夾。

（2）有效解決橋面對接處縫隙變化對電纜的影響是沿橋敷設(shè)電纜工程的最大技術(shù)難點。在緊靠橋面板伸縮縫處設(shè)置能吸收橋梁伸縮量專用的伸縮弧（offset）裝置，通過電纜伸縮裝置形狀的變化來吸收橋梁伸縮量，消除因橋面移位、彎曲、錯位等對電纜產(chǎn)生的過大張力，防止電纜被破壞性拉斷或折斷，確保輸電線路的運行安全。

3.3? ? 電纜防火設(shè)計

電纜防火對于電纜線路的安全運維非常重要。引發(fā)火災的原因主要有過負荷、短路、接觸電阻過大以及絕緣損壞、高溫烘烤等。沿橋梁敷設(shè)的電纜防火主要考慮以下方面：

（1）電纜截面選擇合理。交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜在最大工作電流作用下的電纜導體溫度，不得超過規(guī)定的最高允許值90 ℃，對于計算選出的交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜導體的最小截面積，適當選大一點的電纜截面，在通過電力系統(tǒng)最大短路電流時，電纜導體溫度不得超過規(guī)定的最高允許值250 ℃。

（2）電纜的外護層材料主要有PE（聚乙烯）、PVC（聚氯乙烯）兩種。PE外護層的機械性能、電氣性能、防水性能較好，但阻燃性能不佳，適合于直埋、淺溝、穿管敷設(shè)。PVC是一種極性材料，具有阻燃性能，較適合明敷于電纜隧道和大通道中。受限于橋梁承重及造價經(jīng)濟性，電纜槽盒敷設(shè)過橋不可采用填砂防火措施。根據(jù)《關(guān)于印發(fā)廣東電網(wǎng)有限責任公司電纜及附件防火防爆工作指導意見的通知》（廣電生部〔2016〕57號）的規(guī)定：空氣中電纜應使用低煙、低毒阻燃電纜，阻燃性能應符合現(xiàn)行國家標準《電纜在火焰條件下的燃燒試驗》（GB/T 18380.3—2001）的B類阻燃等級及以上要求。電纜沿橋梁敷設(shè)對電纜的阻燃性能要求較高，建議選用PVC外護套，電纜型號為YJLW02。

（3）電纜線路的防火包括電纜防火和電纜附件防火防爆。在日常運維中，電纜本體故障率較低，大多數(shù)故障發(fā)生在電纜附件上，如電纜中間接頭制作不良，壓接頭不緊，接觸電阻過大，長期運行造成電纜頭過熱燒穿絕緣。電纜中間接頭的壓接質(zhì)量好壞，只能在運行中發(fā)現(xiàn)，運行時間越長越容易發(fā)生過熱燒穿事故，當發(fā)生故障時，接地電流大，引起發(fā)熱，造成火災，所以建議盡量避免在橋架段設(shè)置中間接頭，如無法避免，則電纜接頭應安裝防火防爆裝置（如防火隔板、防火盒等），每個電纜接頭兩側(cè)各3 m范圍內(nèi)的電纜應纏繞防火包帶;鄰近電纜接頭1 m空間范圍內(nèi)的所有電纜均應纏繞防火包帶。

（4）電纜進入電纜槽盒時，出入口應做防火封堵措施。防火封堵厚度不小于100 mm。根據(jù)有機防火堵料、無機防火堵料、阻火包、防火隔板等封堵材料的性質(zhì)，按需要單獨或組合使用;沿溝道宜設(shè)置阻火墻，阻火墻間距不宜大于200 m，阻火墻應保證在可能經(jīng)受積水浸泡或鼠害作用下仍具有穩(wěn)固性，可采用適合電纜線路條件的防火堵料、阻火模塊、防火封堵板材、耐火磚、砂袋等。

（5）重要線路設(shè)置光纖測溫監(jiān)測系統(tǒng)，每相電纜設(shè)置1根測溫光纖，實時監(jiān)測記錄電纜的全程不間斷運行溫度，通過對電纜表面溫度、環(huán)境溫度的監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)電纜運行過程中出現(xiàn)的問題以及運行電纜周圍環(huán)境的突變情況，系統(tǒng)具備最高溫度報警、溫升速率報警、平均溫度報警、系統(tǒng)故障報警、光纖斷裂報警等功能，并能顯示、記錄測溫數(shù)據(jù)、報警位置等信息。

4 結(jié)語

輸電電纜線路沿大型橋梁敷設(shè)是線路過河的優(yōu)選方案，設(shè)計人員宜在橋梁建設(shè)前期設(shè)計好輸電電纜的敷設(shè)空間、荷載等，同時，優(yōu)化電纜土建設(shè)計、電纜防震設(shè)計和電纜防火設(shè)計，確保電纜線路運行安全與橋梁結(jié)構(gòu)安全。

[參考文獻]

[1] 電力工程電纜設(shè)計規(guī)范：GB 50217—2016[S].

收稿日期：2020-06-23

作者簡介：張劍（1985—），男，湖南邵陽人，工程師，從事輸電線路電氣設(shè)計工作。