復(fù)雜地形光伏電站托索式電纜敷設(shè)研究

薛濤　何銀濤　劉佳尉　王靜

摘 要：隨著光伏項(xiàng)目建設(shè)地逐漸從單一的荒漠地區(qū)發(fā)展到山地、魚塘、灘涂和河道等地形復(fù)雜的地區(qū)，復(fù)雜地形的光伏電站由于地形、地質(zhì)、地貌情況多變，在項(xiàng)目建設(shè)時(shí)會(huì)遇到諸多困難，比如線纜敷設(shè)施工等。在線纜敷設(shè)施工方面，目前常用的敷設(shè)方式為地下直埋和電纜橋架。地下直埋適用于非巖石、非水上項(xiàng)目，使用有一定的局限性；而電纜橋架則存在敷設(shè)成本過高的缺點(diǎn)。為了克服上述2種敷設(shè)方式的缺點(diǎn)，對新型敷設(shè)方式——托索式電纜敷設(shè)方式進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜地形；光伏電站；托索式；電纜敷設(shè)

中圖分類號(hào)：TM615 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.19.107

國家能源局發(fā)布了《關(guān)于進(jìn)一步落實(shí)分布式光伏發(fā)電有關(guān)政策的通知》，提到“因地制宜利用廢棄土地、荒山荒坡、農(nóng)業(yè)大棚、灘涂、魚塘、湖泊等建設(shè)就地消納的分布式光伏電站。”根據(jù)文件指示，光伏項(xiàng)目建設(shè)地逐漸從單一的荒漠地區(qū)發(fā)展到荒山荒坡、灘涂、魚塘、湖泊等地形復(fù)雜的地區(qū)。

復(fù)雜地形的光伏電站由于地形、地質(zhì)、地貌情況多變，在項(xiàng)目建設(shè)時(shí)會(huì)遇到諸多困難，比如線纜敷設(shè)施工等。目前，在線纜敷設(shè)方面，常用的敷設(shè)方式有地下直埋和電纜橋架2種。前者適用于非巖石、非水上項(xiàng)目，使用時(shí)具有一定的局限性；而后者則處在敷設(shè)成本較高的缺點(diǎn)。

1 復(fù)雜地形下電纜敷設(shè)現(xiàn)狀

1.1 電纜直埋敷設(shè)

電纜直埋是將線纜敷設(shè)在直流電纜溝內(nèi)。按照規(guī)范要求，電纜溝深度不小于70 cm。敷設(shè)時(shí)，要在溝內(nèi)鋪沙，蓋混凝土板或磚等保護(hù)。

在山地項(xiàng)目中，如果地基土質(zhì)主要為碎石土等堅(jiān)硬地質(zhì)，采用地下直埋的敷設(shè)方式則會(huì)出現(xiàn)電纜溝施工困難、施工周期長、電纜溝尺寸不能滿足規(guī)范要求等狀況，且敷設(shè)電纜時(shí)容易對電纜的外絕緣造成損傷。圖1為山地項(xiàng)目的地質(zhì)、地貌。

1.2 電纜橋架敷設(shè)

電纜橋架敷設(shè)是將電纜放置在依附于支架上的電纜橋架內(nèi)的走線方式。目前，在光伏電站中常用的兩種橋架為：鋁合金電纜橋架和熱鍍鋅橋架。鋁合金橋架具有外觀漂亮、結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、施工方便等特點(diǎn)；熱鍍鋅電纜橋架具有承載力大。兩種電纜橋架缺點(diǎn)為：鋁合金電纜荷載能力適中，價(jià)格高；熱鍍鋅橋架重量大，安裝不方便、耐腐蝕壽命與環(huán)境有關(guān)，價(jià)格偏高。

為了降低在巖石地基項(xiàng)目、水上項(xiàng)目中敷設(shè)的成本和施工工期，現(xiàn)采用新方式——托索式電纜敷設(shè)。

2 托索式電纜敷設(shè)

在一個(gè)敷設(shè)區(qū)間內(nèi)，托索式電纜敷設(shè)主要由抱箍、鋼絞線、電纜掛鉤及其他金具，比如吊環(huán)螺栓、花籃螺栓等聯(lián)結(jié)構(gòu)成。圖2為托索式電纜敷設(shè)的結(jié)構(gòu)方案。

托索式電纜敷設(shè)的特點(diǎn)主要有以下3個(gè)：①結(jié)構(gòu)簡單，施工周期短；②利用光伏支架立柱，安裝固定、支撐鋼絞線的抱箍，無需增加額外的支架；③安裝位置靈活，便于電纜維護(hù)。

3 主要構(gòu)件模型受力分析和經(jīng)濟(jì)性分析

根據(jù)具體項(xiàng)目敷設(shè)數(shù)據(jù)，運(yùn)用ANSYS分析軟件對模型進(jìn)行了受力分析，分析結(jié)果如圖3和圖4所示。

由圖3和圖4可知，模型最大變形量為0.164 mm，最大主應(yīng)力為1.361×108 Pa，而根據(jù)規(guī)范要求，最大主應(yīng)力的允許值為4×1010 Pa，模型滿足要求。

根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目，對同一個(gè)方陣進(jìn)行托索式和鋁合金電纜橋架敷設(shè)價(jià)格對比，托索式電纜敷設(shè)的材料及施工費(fèi)平均約為33元/m，而采用鋁合金電纜橋架敷設(shè)的材料及施工費(fèi)平均約為65元/m，托索式電纜敷設(shè)比電纜橋架敷設(shè)每米節(jié)約32元，節(jié)約了49.2%.

4 結(jié)論

托索式電纜敷設(shè)由于其結(jié)構(gòu)簡單，成本低，施工周期短，在復(fù)雜地形的光伏電站中可以代替受地質(zhì)因素影響的電纜直埋敷設(shè)，也可代替材料成本較高的鋁合金電纜敷設(shè)。

參考文獻(xiàn)

[1]蔣建華.電力電纜敷設(shè)問題[J].技術(shù)與市場，2013（05）.

[2]張望，楊立芬.光伏發(fā)電場場內(nèi)電纜敷設(shè)問題[J].工程技術(shù)，2014（08）.

〔編輯：劉曉芳〕