1 典型电缆终端杆塔及终端站形式
1.1 电缆终端杆
电缆终端杆在城市电网中的应用范围非常广泛,尤其在110 kV及以下线路中,根据调研结果整理了6种典型电缆终端杆。
1.2 电缆终端塔
电缆终端塔在城市电网中的应用也很广泛,尤其在110 kV及以上线路中,根据调研结果整理了4种典型电缆终端杆。
表1 电缆终端塔适用特点一览表
1.3 电缆终端站
电缆终端站在城市电网中的应用主要在220 kV及以上线路中,根据调研结果整理了6种典型电缆终端杆。
2 终端站(杆塔)的技术研究
2.1 选址原则
110 kV及以上电压等级的电缆终端站(杆塔)在选址时应根据电力系统规划设计的网络结构、呈现规划、征地拆迁等要求进行全面的综合考虑。另一方面,在选址时,要在满足功能性的基础上,充分考虑运行、维护的便利性,通过技术经济比较和效益分析,选择最佳的位置。
2.2 布置原则
电缆终端站(杆塔)的布置方案应与现状混合线路的整体建设方案及区域的规划相协调,结合运行、施工的需要,统筹规划合理布置。
终端杆塔宜设置平台,平台上应留有检修和运行空间,平台四周宜设置围栏,且应满足规程中相对地的要求。对于不设置平台的终端塔,应在塔身规划时考虑设备的安装和运行检修的措施。通过调研情况的分析,一般情况各地的110 kV电缆终端杆塔均不会做的很高,而且在平台设置、导线引下、电缆敷设等方面均和终端杆塔的高度有关,终端杆塔高度的增加对有些形式的终端杆塔会带来影响,且很不利于运维。很多城市电网均出现过户外终端因大风发生偏斜,仅靠电缆自重维持的情况,极不利于混合线路的安全运行。因此,110 kV终端塔高度不宜超过35 m,220 kV终端塔不宜超过45 m。
终端站内应设置道路满足运行、检修、施工的要求,终端站的主通道宜设置成环形,如条件困难时,应具备回车条件。站内道路和大门设置应与周边道路相结合,道路路面宜采用水泥混凝土或沥青路面。考虑到终端站一般应用在220 kV的线路中,220 kV线路作为城市电网的主干网往往重要性等级较高,终端站的防护围墙高度不应小于2.5 m的实体墙,围墙上是否装设电子围栏需根据当地运行习惯等要求确定。
2.3 设备布置
终端塔的电气设备的布置宜设置在塔身平台上,考虑到电缆敷设时转弯半径、刚性固定等的要求,平台高度宜离地大于6 m,但不建议平台设置的高度大于10 m,如果不能满足,需进行论证,保证电缆的轴向受力、户外终端上连接导线的风荷载对户外终端受力情况的影响,设备布置需满足电气安全性的要求。
终端站设备布置可参照紧凑式变电站布置,尽量减小空间,满足功能需要即可。
电缆终端头是设备布置中的重点,在和架空线连接中尽量考虑减少终端部分的受力,避免电缆终端头的故障,在条件允许时可以考虑用横担式绝缘子等方式减小导线的各类荷载。
2.4 电缆平台原则
电缆登塔和电缆登杆可采用两种平台布置形式:自带平台式,独立平台式[6]。
2.4.1 杆塔自带平台
电缆支架平台安装位置的确定首先需方便电缆终端头、避雷器的安装、运行及检修。同时还要考虑到电缆终端塔的结构布置、传力要求,本着尽量减少对原有终端塔的受力影响的原则。在电缆终端塔上安装电缆终端支架时,将支架上平面位置选定在对地6~10 m左右的横隔面处,即塔腿上部第一节塔身处。支架下平面斜撑点选定在该塔身段下平面处。
选择在这个位置安装电缆终端支架,对地距离适中,即可以保证终端支架和设备不被外力破坏,也可方便电缆终端头、避雷器的安装、运行及检修;同时,支架所受风荷载小,对铁塔受力影响小;支架对塔身传力处设有横隔面,满足了铁塔设计要求(在有荷载作用的截面、变截面处需设置横隔面)。
电缆终端头、避雷器的重量比较小,所以,支架所承受的荷载主要是支架自重,和安装、检修时的活荷。由于电气间隙的要求。支架的平面尺寸较大。同时,终端头、避雷器较高,且必须保持稳定,因此,在满足支架的强度和刚度的基础上,稳定性有较高的要求。为了节省材料和降低造价,支架平台宜采用等肢角钢。支架上安装终端头、避雷器采用在平台上安装底座的方式。
2.4.2独立平台
由于前一种型式,平台自身荷载加上终端头、避雷器等荷载,整体较重,会引起铁塔下部主材与斜材的整体规格上升,造成塔重上升。也可考虑平台与终端塔分离的型式。平台在地面处独立设置,每个平台上设置一个终端头或终端头加避雷器,这样可减小平台承受的荷载量,以达到节省钢材的目的。平台侧面设置爬梯,以方便检修与维护。
4 结语
目前国内终端杆塔及终端站的设计没有专门技术规范,工程中主要参照电缆、架空线及配电装置等技术规范,结合地区运行单位要求进行设计。本文系统性的对国内终端杆塔及终端站常见形式进行调研分析,归纳了满足电网安全运行和工程建设需要的典型终端杆塔及终端站的设计技术,并通过工程案例的运用,为今后此方面标准化设计研究及工程设计建设提供了宝贵经验。
参考文献
[1]常江,盛金马,李鸿鹏,等.架空输电线路电缆引下方式对比研究[J].重庆科技学院学报(自然科学版),2016(2):104-106.
[2]赵比翼.110 kV双回电缆终端杆在工程中的应用[J].科技资讯,2008(5):76.
[3]罗文.电缆上塔方式的重要性探讨[J].电工技术,2017(10):134-135.