110kV電力電纜過(guò)橋方案分析

引言

福州市軌道交通5號(hào)線(xiàn)項(xiàng)目是國(guó)家發(fā)改委批復(fù)的《福州市城市軌道交通第二期建設(shè)規(guī)劃》主干線(xiàn)建設(shè)項(xiàng)目,項(xiàng)目建成將完善福州城市軌道交通建設(shè)網(wǎng),促進(jìn)福州市新一輪發(fā)展,提升省會(huì)城市形象。軌道交通5號(hào)線(xiàn)全線(xiàn)設(shè)兩座主變電所,其中一主所設(shè)于金山片區(qū)。根據(jù)電網(wǎng)規(guī)劃,利用已建220kV先農(nóng)變、擬建220kV保福變向金華主變電站供電,以滿(mǎn)足福州市軌道交通5號(hào)線(xiàn)的用電需求,擬建220kV保福變作為金華主變電站一回供電電源。

110kV保福一金華電纜線(xiàn)路起自擬建220kV保福變電站,終止于擬建地鐵110kV金華主變電所,電纜路徑總長(zhǎng)度約8.5km,電纜截面為500mm2。線(xiàn)路建設(shè)地點(diǎn)位于福州市城區(qū),其中擬建220kV保福變電站位于鼓樓區(qū)保福路,擬建地鐵110kV金華主變電所位于倉(cāng)山區(qū)金洲北路,根據(jù)兩座變電站地理位置,新建輸電線(xiàn)路必須跨越閩江,通過(guò)前期對(duì)跨越閩江的各種方案進(jìn)行比較分析,推薦采用了電纜橋架的方式跨越閩江。

l電纜過(guò)江方案選擇及設(shè)想

l.l電纜過(guò)江方案選擇

根據(jù)電纜路徑方案,擬選在洪山橋位置跨越閩江,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況并結(jié)合國(guó)內(nèi)外過(guò)江案例,先后考慮了架空、電纜隧道、非開(kāi)挖拉管和電纜橋架等方案。

（1)架空:線(xiàn)路全線(xiàn)位于城市中心區(qū)域,考慮到城市的發(fā)

展,本段過(guò)江段架空線(xiàn)考慮利用目前35kV線(xiàn)路進(jìn)行升壓改造,但架空線(xiàn)檔中跨已建的7層住宅樓房,在建設(shè)過(guò)程中,考慮到居民對(duì)高壓架空線(xiàn)較為敏感,可能產(chǎn)生社會(huì)矛盾,經(jīng)與規(guī)劃局等相關(guān)部門(mén)溝通,不推薦采用架空方案。（2)非開(kāi)挖拉管:因線(xiàn)路附近江面大于400m,加上兩側(cè)入土段長(zhǎng)度,若采用非開(kāi)挖拉管方式,單段總長(zhǎng)度將達(dá)到500m,目前拉管施工工藝尚不能滿(mǎn)足要求,且不利于后期運(yùn)檢維護(hù),因此不建議采用非開(kāi)挖拉管方案。（3)電纜隧道:根據(jù)閩江上下游沖刷情況,初步確定始發(fā)井深度達(dá)35m以上,且兩岸沉井征地難,施工難度大,造價(jià)高,因此不推薦此方式。（4)電纜橋架:本線(xiàn)路過(guò)江段臨近在建洪山橋,根據(jù)擴(kuò)建洪山橋的設(shè)計(jì)方案,左幅橋北側(cè)還有通道沒(méi)被其他線(xiàn)纜占用,考慮到電纜上橋國(guó)內(nèi)也有較多案例（如平潭大橋、佛山東平大橋),且技術(shù)也比較成熟,是一種既經(jīng)濟(jì)又安全的過(guò)江方式,經(jīng)專(zhuān)家評(píng)審,該方案技術(shù)可行,經(jīng)濟(jì)合理。因此推薦利用該電纜過(guò)江方案。l.2電纜過(guò)江設(shè)想

按照目前已有的橋梁布置形式,電纜布置方案可按橋箱

涵內(nèi)布置與橋梁外壁外掛橋架布置兩種方式。

（1)橋箱涵內(nèi)布置:電纜不受日曬雨淋,水霧腐蝕等外部環(huán)境影響小,電纜使用壽命長(zhǎng),運(yùn)行維護(hù)檢修方便、安全,荷載小,但需設(shè)置橋箱涵內(nèi)部機(jī)械通風(fēng)、照明、消防等設(shè)施,電纜布置于橋箱涵內(nèi)時(shí),除了寬度尺寸應(yīng)滿(mǎn)足要求外,還要求內(nèi)部的凈高應(yīng)不小于1.9m,以滿(mǎn)足日常的安裝、運(yùn)行及維護(hù)需要;其次為方便安裝、巡視及檢修人員出入,且當(dāng)電纜線(xiàn)路發(fā)生故障時(shí),有可供人員就近迅速逃離的通道,應(yīng)縱向每隔一段距離（如75m左右)設(shè)安全逃生孔。該安全逃生孔既可利用橋梁檢修孔洞,也可依據(jù)實(shí)際需求另設(shè)安全出入孔。（2)橋梁外壁外掛橋架布置:不占用橋箱涵內(nèi)部空間,電纜溫升對(duì)橋梁無(wú)影響,但電纜及鋼結(jié)構(gòu)涵架暴露在外部空間,受水霧等外部環(huán)境影響較大,運(yùn)行維護(hù)空間相對(duì)較小,荷載較大。上述兩種方案各有優(yōu)缺點(diǎn),方案均可行,經(jīng)與橋梁設(shè)計(jì)單位充分溝通,本次電纜按橋梁外壁外掛橋架的方案設(shè)計(jì)。全鋼筋混凝土箱式結(jié)構(gòu),電纜布置于橋涵外壁橋架的布置方位如圖1所示。

洪山大橋在建右幅橋右側(cè)和待建左幅橋左側(cè)已規(guī)劃外掛橋架用于低壓電纜和通信光纜等管線(xiàn),在建右幅橋左側(cè)已規(guī)劃給水管和輸油管。因此,本工程電纜橋架外掛于洪山橋待建左幅橋的右側(cè),位于兩幅橋中間位置（對(duì)城市景觀幾乎無(wú)影響),橋架內(nèi)110kV電纜蛇形敷設(shè)并預(yù)留運(yùn)檢維修通道,電纜不受日曬雨淋的影響。橋架通過(guò)新建橋的3、4、5號(hào)橋墩,長(zhǎng)約260m。另外,在大橋兩側(cè)各新建一座電纜上下橋及運(yùn)檢維修的樓梯,并于樓梯口修砌圍欄。

本工程電纜離規(guī)劃的給水管最近距離約3.7m,離規(guī)劃的輸油管最近距離約5.4m,滿(mǎn)足《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50217)中"電纜與水管平行容許最小距離0.5m"和"電纜與油管平行容許最小距離1.0m"的規(guī)定。為加強(qiáng)安全保護(hù),電纜橋架外側(cè)鋪設(shè)不銹鋼鋼板,防止臨近水管及油管破裂引發(fā)災(zāi)害而影響電纜。同時(shí),建議針對(duì)外掛于在建右幅橋左側(cè)的輸油管加強(qiáng)保護(hù),避免輸油管出現(xiàn)故障引起火災(zāi),影響本工程電纜。電纜上下橋斷面示意圖如圖2所示。

1.3橋梁伸縮補(bǔ)償

電纜敷設(shè)于橋梁上還需解決的一個(gè)重大課題是橋梁伸縮。在電纜運(yùn)行過(guò)程中,除了電纜本身的熱伸縮外,還必須解決大橋本身的伸縮問(wèn)題,因溫度變化,橋梁本身會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的伸縮量,如果不采取措施,當(dāng)橋梁產(chǎn)生較大收縮量時(shí),容易造成電纜彎曲彎折:當(dāng)橋梁產(chǎn)生較大的拉伸時(shí),容易造成電纜的張力過(guò)大,造成電纜金屬護(hù)套斷裂、絕緣擊穿等現(xiàn)象,影響電纜的安全運(yùn)行。為避免上述情況的發(fā)生,建議在電纜設(shè)計(jì)時(shí)考慮采用電纜伸縮補(bǔ)償裝置,平蛇形敷設(shè)方式(圖3）,以減少因橋梁拉伸造成的電纜損傷。

2國(guó)內(nèi)外橋梁敷設(shè)高壓電纜現(xiàn)狀研究

利用橋梁敷設(shè)高壓電纜是最經(jīng)濟(jì)的一種敷設(shè)方式,如電纜需要從此岸敷設(shè)至彼岸,在國(guó)外不分電壓等級(jí)、電纜類(lèi)型,首先考慮利用交通橋梁敷設(shè),美、日、英、法等國(guó)均有應(yīng)用實(shí)例。我國(guó)上海、廣東等發(fā)達(dá)地區(qū)更有大量的高壓電纜過(guò)橋?qū)嵗?總結(jié)長(zhǎng)期的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),電纜過(guò)橋安全可靠,截至目前均未發(fā)現(xiàn)因電纜故障而引發(fā)的橋梁安全事故。高壓電纜過(guò)橋?qū)嵗绫?所示。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述,橋上敷設(shè)高壓電纜技術(shù)成熟,國(guó)外已有成功先例,我國(guó)在福建平潭跨海大橋、廣東佛山東平大橋、上海長(zhǎng)江大橋、上海洋山深水港也有敷設(shè)110kV和220kV電纜的先例。通過(guò)調(diào)研和借鑒、吸收國(guó)內(nèi)外成功經(jīng)驗(yàn),采用先進(jìn)的技術(shù),制定科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案,完全可以解決技術(shù)難點(diǎn),保證橋梁及電纜的安全。