电缆T接方案的应用研究

2014-10-21 11:04王振峰吕建军冯炳李攀峰
建筑工程技术与设计 2014年32期
关键词:应用实例研究分析指导

王振峰 吕建军 冯炳 李攀峰

【摘要】本文针对电缆线路中存在的T接(或T接预留),通过研究分析不同T接产品在具体电缆T接中的应用实例,以期能给出在各种条件下电缆线路T接的最合理方案,指导T接工程的实际应用。

【关键词】电缆T接;应用实例;研究分析;指导

0 引言

随着城镇化进程的加快,为节约线路廊道用地,电缆线路不断增加。在电网规划网架的形成过程中,經常需要结合个体的输变电工程对现有线路进行开接或T接。因此,寻求更趋于合理的电缆线路T接方式,探索针对电缆线路T接的方案设计和应用研究,对优化电缆线路设计、促进电网工程顺利实施、保障电网供电的可靠性具有现实意义。

本文针对不同地理环境下110kV电缆线路的T接,从优化电网网架结构、确保电缆线路安全运营、控制工程投资角度出发,对各种T接方案在应用工程中的建设成本、使用环境、实施条件等进行全面的数据采集分析,形成相应的结论,以利于指导电缆T接的方案设计和促进新技术在T接工程中的应用。

1 电缆T接方案应用现状

根据目前电力系统的界限,电缆线路的T接方式主要有两大类,一类是电缆与架空线的T接,另一类是电缆与电缆的T接。

对于电缆T接,目前传统的解决方案通常采用变电所内增设电缆套筒(或电缆终端头支架),或建立电缆终端站,以及在架空铁塔设置多回电缆终端头支架等方式,T接点的位置存在局限性,引起增加T接电缆线路的路径资源和投资。

目前国内对于110kV电缆T接应用较为先进的是采用专用电缆分支接头,按照绝缘主体的组分,可分为充气式电缆分支接头和干式电缆分支接头两大类。

2 电缆的T接方案

2.1 电缆与架空线的T接

对于110kV输电线路电缆与架空线的T接,有如下三种方式:电缆终端头安装在终端塔塔头处、电缆终端头安装在终端塔塔身平台上、电缆终端头安装在地面立柱上。

(1)电缆终端头安装在终端塔塔头处

电缆沿着杆塔塔身直接上塔,通过电缆夹具敷设至杆塔导线横担处,在杆塔导线横担侧安装电缆终端头和避雷器(必要时可加装一些支架),与架空导线直接搭接,形成线路T接。

该T接方式具有灵活的接线方式,导线跨接线简单,电气距离控制容易,方便登杆进行常规的带电检修工作;大大地减少杆上工作量,作业时间明显缩短;施工期间对周边环境影响较小;节约了土地资源,节省了工程投资。

缺点:由于电缆终端头及避雷器安装在终端杆塔横担侧,必要时需要电缆运行人员进行登杆(塔)作业,给电缆运行维护带来一定的难度。

在绍兴110kV西周输电线、湖州110kV云雀输电线等线路都是采用这种方式。

图1 2004年投入运行的绍兴110kV西周变电缆T接塔

图2 湖州地区110kV云雀输电线电缆T接方式

(2)电缆终端头安装在终端塔塔身平台上

这种方式一般在架空线路终端杆塔塔身距离地面的9米高处搭建一个平台,电缆从下往上,在平台上设置电缆终端头和避雷器,导线经跨接线与架空线搭接,形成线路T接。

该T接方式可以用于单、双回路的钢管杆和铁塔;施工期间对周边环境影响较小;节约了土地资源。但缺点是导线跨接线比较繁杂,电气距离较难控制;在线路运行中,无法进行登塔进行常规的检修;架线引下导线长期受风力作用摆动容易造成连接电缆终端头的设备线夹疲劳损坏。

绍兴110kV立新输电线、嵊州110kV中爱T接线等线路都是采用这种方式。

图3 2001年投入运行中的绍兴110kV立新T接电缆终端塔

图4 2002年投入运行中的嵊州110kV中爱T接电缆终端塔

(3)电缆终端头安装在地面立柱上

在架空线路终端杆塔地面设置混凝土立柱,将电缆终端头、避雷器安装在土立柱上,用钢芯铝绞线压接架空导线,引下线接至电缆终端头上进行转接,形成T接。

该T接方式连接简单,且电缆终端头、避雷器电气距离容易满足要求,电缆运行人员无需登塔作业,运行检修方便。但此T接方式的缺点亦相对明显,其占地面积大;架空引下导线过长容易导致风偏时电气间隙不够;架空引下导线长期受风力作用摆动容易造成连接电缆终端头的铜铝过渡设备线夹疲劳损坏[1]。

由于该T接方式缺点相对明显,在实际工程中运用较少。

2.2 电缆与电缆的T接

对于110kV输电线路电缆与电缆的T接,主要为电缆终端开放式T接方式和采用电缆分支接头T接方式。

(1)电缆终端开放式T接

而对于电缆线路之间的T接,电缆终端头是较为传统的、普遍的电缆T接方式,它是通过建造电缆终端站,完成电缆线路的T接。

电缆终端开放式T接是将三个方向的电缆分别引入T接房内,T接房内设置分别来自三个方向的终端头,电缆由终端头引上后,通过软导线相互搭接,完成T接方案。电缆T接房长13.5米、宽7.5米、高7.2米,使用电缆终端头18只,完成电缆线路的双回路T接。

图5 T接房平面图

图6 宁波110kV常洪输电线T接房实图

(2)采用电缆分支接头T接方式

目前国内能够成熟生产和应用的电缆分支接头分为SF6充气式和干式两种。

①、充气式分支接头:

目前国内生产的充气式电缆分支接头[3]适用于额定电压64/110kV、标称截面为240-1600mm2的单芯铜导体电缆,有立式和卧式两种类型,为不锈钢密封充气罐式结构,采用插拔式结构,不锈钢箱体,内充SF6气体;电缆插拔头与SF6气体完全隔离,插拔时无需充、放气体。插拔头部分为全干式结构。

图7 充气式分支接头实物图

充气式电缆分支接头目前广泛应用于户内、电缆沟以及隧道内的电缆T接,在实际应用中,具有以下特点:(1)充气式分支接头为不锈钢密封罐式结构,具有全绝缘、全密封、防水性能优的特点;(2)易于安装、便于维护;(3)插拨头为干式结构,无需添加任何绝缘浇注剂,故避免预制应力锥浸泡在绝缘浇注剂中的老化问题,提高应力锥的使用寿命;并杜絕了漏油等缺陷。

图8 立式充气式分支接头在工程中的应用

图9 卧式充气式分支接头在工程中的应用

②、干式Y形电缆分支接头

干式Y形电缆分支接头由外壳、绝缘主体、插拔头(含应力锥)、连接金具等零部件组成。整个接头为全干式结构,其分支接头主绝缘为高性能绝缘树脂,采用真空浇注成型工艺与金属保护壳整体成型,最外层可配玻璃钢外保护盒,内浇注绝缘密封胶,或配不锈钢保护壳,连接金具采用插拔式免压接结构[5]。

图10 干式Y形分支接头实物图

应用中体现的特点为:(1)整体为全干式结构,杜绝泄露事故,防水、防潮,耐机械损伤和耐腐蚀性能;(2)可实现二分支连接,也可以先对接两分支电缆,另一接口安装塞止头;(3)产品结构紧凑,体积小巧,所需安装空间小,在电缆井、电缆沟和电缆隧道内均可安装,且采用插拔式免压接连接金具,安装方便。安装时可采用直埋式安装和支架固定安装[2]。

应用实例一:在湖州110千伏云雀线路上改下工程中,电缆T接是采用了在电缆沟中设置干式Y形分支接头,实现了“一进两出”的电缆T接。

图11 干式Y形分支接头在湖州110kV云雀线路工程中的应用

3 电缆的T接预留和改接

电网接线是一个不断变化和调整的系统,对110kV电力系统来说,一般存在下面两种系统改接方式,方式一:目前为T接,远景为开口;方式二:目前为直通接头,远景需预留T接线路。

对于需要T接改开口的电缆线路,可以根据实际情况直接安装干式分支接头或充气式分支接头,当电缆线路改接时,拆除分支接头的一组插拔座,完成系统改接后,插拔座用塞止头堵上,做好防水密封以及接地处理。

对于需要预留T接的电缆线路,可以根据实际情况直接安装干式分支接头或充气式分支接头,分支接头的其中两组插拔座作为接线端,另外一个插拔座用塞止头堵上,做好防水密封以及接地处理。

4 工程应用方案的综合比较

(1)电缆与架空线的T接

综合而言,在电缆与架空线的T接应用中,推荐采用电缆终端头安装在终端塔塔头处的T接方式,该T接方式技术先进,运行安全可靠,节约了土地资源,节省了投资,降低了工程难度,美化了城市景观 [1]。

(2)电缆与电缆的T接

根据各种结构的电缆分支接头的特点,从产品的价格、性能、使用的环境等因素综合考虑,对110kV电缆T接方案进行分析,如下表所示:

在电缆之间的T接,电缆终端开放式T接方案优点在于运行经验较充分,但建造T接房的土建工程较大。而分支接头相比于传统电缆终端T接方式安装更加简便快捷,占地面积更小,大大缩短了施工周期,且对周围的环境和基础设施影响很小,社会效益显著。

5 总结

综上所述,在选择电缆T接方式时,对高压架空线路引下转接电缆的T接,基本采用电缆终端头的方式进行,具体转接方式可根据实际情况确定;而电缆之间的T接或者预留T接(或开口)推荐使用建造电缆终端T接房、充气式分支接头或者干式分支接头;而地面下构筑物没有排水条件、或沿海高水位地区,T接头可采用外加分体式结构防水保护壳的干式分支接头[2]。但制定具体的电缆T接方案时,应该综合考虑电缆所处地理环境、社会效益、运行条件、维护周期等因素,并可借助本文作为参考。

参考文献:

[1] ll0kV高压架空线引下转接电缆的几种方式分析. 李文斌

[2] 防水型高压电缆分支接头的研究与应用. 丁小蔚

[3] 64/110kV XLPE电缆T接头技术文件. 长园电力技术有限公司

[4] 电缆分支接头在城市高压电缆工程中的应用. 马耀家,高海洋

[5] 64/110kV XLPE绝缘电力电缆干式Y形分支接头技术文件. 长缆电工科技股份有限公司

[6] GB 50217-2007.电力工程电缆设计规范

[7] DL/T 5221-2005.城市电力电缆线路设计设计规定

[8] 电力工程高压送电线路设计手册(第二版).中国电力出版社

[9] 电力电缆施工手册. 中国电力出版社

作者简介

王振峰 ( 1980-),男,从事输电线路设计工作;

吕建军 ( 1966-),男,从事输电线路设计工作;

冯炳 ( 1982-),男,从事输电线路设计工作;

李攀峰 ( 1983-),男,从事输电线路设计工作。

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