110 kV電纜戶外終端平臺(tái)的研制

甄志明 溫帶銀 鐘泳康 何錫忠

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局，廣東江門529000）

0 引言

近年來，電網(wǎng)建設(shè)投資不斷增加，城市化建設(shè)也同樣保持著突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在城市中輸電線路走廊的規(guī)劃以及城市建設(shè)與電力網(wǎng)絡(luò)之間的相互配合成為目前電力發(fā)展的重點(diǎn)。

本研究設(shè)計(jì)研制了一種既可采用濕式電纜終端頭，同時(shí)能將占地面積盡可能壓縮的終端頭安裝方式。

1 現(xiàn)況問題分析

根據(jù)目前的運(yùn)維情況，干式終端頭的安裝方式不合理是電纜線路存在的主要問題之一。電纜終端頭安裝質(zhì)量不良，且長期在彎曲變形的狀態(tài)下運(yùn)行，終端頭應(yīng)力錐部分電場會(huì)出現(xiàn)畸變，局部位置場強(qiáng)過大，最終會(huì)導(dǎo)致?lián)舸┙^緣，發(fā)生故障。

對電纜終端頭的優(yōu)缺點(diǎn)和安裝方式有如下總結(jié)：（1）使用濕式終端頭占地面積大；（2）若使用桿塔上橫擔(dān)方式，則使用的干式終端頭抗外力性能低下，且橫擔(dān)位置小，不便于施工人員塔上操作。

因此，需要研制出一種既可以使用濕式終端頭，又不增加占地面積的電纜終端安裝方式。

2 電纜終端平臺(tái)的設(shè)計(jì)分析

本次設(shè)計(jì)的電纜終端平臺(tái)位于桿塔的下半部分，包括電纜終端平臺(tái)、電纜終端頭及電纜終端避雷器。電纜終端平臺(tái)通過角材支撐牢靠固定在鐵塔上，并承載著三相復(fù)合（瓷套）型終端頭等附件設(shè)備。電纜平臺(tái)上分別給電纜終端頭和避雷器留出安裝位置，電纜終端頭和避雷器分別前后一字排開、前后布置，避雷器處于平臺(tái)最外側(cè)，相應(yīng)的電纜頭在靠內(nèi)側(cè)方向，再往內(nèi)側(cè)就是留給工作人員站立的地方，這樣就為檢修人員提供了可站立的空間條件，如圖1所示。

圖1 平臺(tái)平面結(jié)構(gòu)布置圖

每相架空導(dǎo)線從垂直于主桿和橫擔(dān)所在平面的方向接至各個(gè)橫擔(dān)之后，再轉(zhuǎn)向下以平行主桿的軸線方向延伸，通過橫擔(dān)絕緣子的支撐，保證裸導(dǎo)線與桿身以及每相裸導(dǎo)線之間滿足規(guī)定的間隙距離，再一直延伸接至電纜終端平臺(tái)上的對應(yīng)電纜終端頭，到這為止完成了架空導(dǎo)線與電纜的連接，實(shí)現(xiàn)了架空轉(zhuǎn)換電纜的過程。

3 裝配式鋼管桿電纜平臺(tái)結(jié)構(gòu)分析

本次電纜平臺(tái)主要是在鋼管桿塔的基礎(chǔ)上改造的，由于鋼管桿為純懸臂無多余約束的壓彎桿件，一般主桿應(yīng)力比達(dá)70%～90%，要在現(xiàn)有鋼管桿8.0～10.0 m高處設(shè)置平臺(tái)，如在主桿加焊連接件，施工難度較大，且現(xiàn)場焊接會(huì)對主桿結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。本設(shè)計(jì)考慮平臺(tái)結(jié)構(gòu)自承重，鋼管桿只為平臺(tái)結(jié)構(gòu)提供側(cè)向穩(wěn)定支撐點(diǎn)。平臺(tái)豎向荷載由鋼柱傳至原鋼管桿基礎(chǔ)。平臺(tái)主受力結(jié)構(gòu)采用格構(gòu)式鋼梁，除受力合理外，還能滿足電纜的固定要求。平臺(tái)柱沿鋼管桿每2.0～2.5 m、平臺(tái)底平面和面平面各設(shè)置一道抱箍，保證平臺(tái)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

以下以電纜終端頭和避雷器分開雙排布置進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析：平臺(tái)結(jié)構(gòu)立柱采用12.6槽鋼，沿柱高每2.0～2.5 m設(shè)置側(cè)向支撐點(diǎn)；平臺(tái)格構(gòu)梁構(gòu)件采用單角鋼，平臺(tái)面鋪4.0 mm花紋鋼板。

3.1 荷載取值

平臺(tái)自重（包括鋼梁、鋼板）：0.50 kN/m2；

電纜終端自重：1.50 kN/個(gè)；

避雷器自重：0.50 kN/個(gè)；

平臺(tái)檢修活載（考慮兩人及工具）：1.0 kN/m2。

3.2 結(jié)構(gòu)計(jì)算

結(jié)構(gòu)計(jì)算使用PKPM-STS鋼結(jié)構(gòu)軟件支架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，結(jié)果如圖2所示，計(jì)算不考慮風(fēng)載作用。

圖2 鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力比圖

由以上計(jì)算結(jié)果可得，由于平臺(tái)結(jié)構(gòu)荷載不大，鋼結(jié)構(gòu)主要由構(gòu)造長細(xì)比控制，結(jié)構(gòu)應(yīng)力比最大為0.57，壓桿最大長細(xì)比為144，均滿足結(jié)構(gòu)受力要求，證明該設(shè)計(jì)可應(yīng)用。

4 使用成效

在效率方面，之前電纜終端安裝橫擔(dān)時(shí)，每當(dāng)需要停電進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，為了保證進(jìn)度正常，至少需要兩名人員登塔操作，一名負(fù)責(zé)驗(yàn)電掛接地線，待掛接地線完成后另外一名則負(fù)責(zé)開接地箱進(jìn)行電纜測試。而全面改造為電纜平臺(tái)后，電纜終端固定在平臺(tái)上，而且平臺(tái)提供了更多位置供操作人員站立，操作變得更加便利，這樣的改變使得一人登塔操作成為了可能，節(jié)省的人力可以安排其他工作任務(wù)，優(yōu)化了線路運(yùn)行管理的人員配置；而且操作時(shí)間由原本的60 min完成變成40 min完成，工作效率提高200%。

原本效率：1÷60÷2＝1/120；

改進(jìn)后效率：1÷1÷40＝1/40；

效率提升：（1/40-1/120）÷1/120=2=200%。

在安全風(fēng)險(xiǎn)方面，新研制的電纜平臺(tái)與橫擔(dān)相比，提供了更多的站立面積，同時(shí)能避免操作人員登上更高的橫擔(dān)作業(yè)，這些都令登塔人員的安全更有保障。

在經(jīng)濟(jì)效益上，因?yàn)楝F(xiàn)在能利用濕式終端頭，這種終端頭性能穩(wěn)定可靠，能大大減少終端頭應(yīng)力錐部位受力彎曲變形而導(dǎo)致的問題，從而降低了問題出現(xiàn)后設(shè)備更換的費(fèi)用以及因事故停電所造成的社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失。

5 結(jié)語

本次研制的電纜平臺(tái)成功將濕式終端頭和占地面小的鋼管桿結(jié)合起來，解決了原本因?yàn)榘惭b方式而存在的干式終端頭容易發(fā)熱、損壞等問題，同時(shí)又不需要增加占地面積。其制作和運(yùn)行維護(hù)方便，適用于負(fù)荷日益密集的城區(qū)和開發(fā)區(qū)。該產(chǎn)品既可以節(jié)省用地面積，又能提高線路安全運(yùn)行的穩(wěn)定性，降低運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用及操作人員的安全風(fēng)險(xiǎn)，因而值得在電力行業(yè)推廣。

[1]宮瑞磊，王兆珉.高壓電纜終端結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的新進(jìn)展[J].電線電纜，2007（1）：12-16.

[2]李文麗，蘇春發(fā).110 kV電纜終端塔支架平臺(tái)設(shè)計(jì)改進(jìn)[J].廣東輸電與變電技術(shù)，2010，12（6）：58-59，63.