110kV跨海桥梁电缆的敷设
蒋晓娟'，王振伟”
摘要：介绍了上海洋山深水港降压站110kV进线所用长电缆的选型、安装等情况，重点介绍了敷设于东海大桥上长27km的跨海段电缆的安装过程、针对桥梁电缆敷设的特殊环境所采取的若干措施及引进桥梁伸缩 引吸装置的先进技术，为今后的桥梁电缆的安装提供了参考依据.
关键词：洋山深水港：长电缆：桥梁电缆
作者简介：蒋晓娟（1978-），女，工学硕士，从事深水港110kV降压站进线工程接头技术工作.中图分类号：TM247 文献标识码：B 文章编号：1001-9529(2006)04-0046-04
Installation of 110 kV cables on sea-crossing bridges
JIANG Xiao-juan' WANG Zhen-mei?
( 1. Shanghai Power Cable Engineering Co. Lud. Shanghai 200072 China; 2. Power Grid Construetion Company SMEPC Shanghai 200072 China)
Abstract;The long cable used as the 110 kV incming line of the step-down salsution fer Shamghi Yanghan DepWaster Port is remended in the aspects of type selection and installtion. The installtion of the 27 m-long sea-crasing section of cable on the Donghai Bridge the special measures taken for bridge cable installation and the ad- vanced expansion ahsorber OFFSET for bridges are presented emphatically providing reference for cable installationon bridges in the future
Key words Yangshan Deep Water Port ; long cable; bridge cable
为配合上海洋山深水港建设，洋山深水港110kV临港站110kVGIS室出线至港区的110kV小洋山站，电缆总长约38km，其中约27km跨海段为 敷设于东海大桥上，线路走向如图1所示.
还敷设了继保通讯用非金属24芯光缆2根.
在国外，委内瑞拉、马来西亚、日本等国都有利洋山深水港电缆工程（桥上电缆约27km）.（1-3） 用桥梁敷设电缆的实例（见表1），但长度远远不及
1施工难点
工程使用由沈阳古河电缆公司提供的1×630mm²XLPE电缆，全程分53个敷设段，双回路6根共计318盘电缆：接头324相（其中GIS终端12相、绝缘接头300相、直线接头12相），同路径
为保证“桥通电通”，整个电缆施工要与东海大桥的施工进度紧密配合，部分节点还要涉及海上作业.施工难点主要有：
表1国外利用跨海桥梁数设电缆的实例
国别 委内瑞拉 日本 马来西亚 日本 日本跨海地点 潮口拉法、乌尔德塔 马拉开波湖入海的 门海峡的大鸣门悬 四国至淡路岛跨鸥 马来半岛至滨城岛 的跨海大桥 四国香山县坂出至本 州冈山县几岛跨海濑 淡路岛至兵库县跨海 的明石海峡大桥大桥 索桥 8100（跨海12 300.含 户大桥桥长/m 2 230 LV 1 × 830 8 300 1629 3国132 kV 1 × 8906 3个岛 4 000电缆类型 mm²铝包自容式充 00Z1×1A81 mm² 波纹铝包 XLPE 1300mm²简易金属 2.500mm²滚纹银包自 先后2回500LV 1 × 009L 1 000 mm² XILPE 电建设时间 电电缆 电缆 防水层XLPE电缆 容式充油电缆 前1987 -1988，后 1997 8061 1984 1984 1985 1996 ~2000
为防护跨海环境盐雾腐蚀，电缆支架全部喷锌.现场实测，大桥段接地电阻在0.24Ω以下.
2.2电缆敷设
（1）电缆安装位置
洋山深水港电缆工程电缆线路的敷设形式多样，陆地部分包括了电缆排管、电缆竖井、电缆隧次使用，电缆敷设位置有混凝土箱梁内、管线桥上 道等常用敷设方式：桥上部分敷设方式是上海首及斜拉索桥钢箱粱3种（见图2）.
图1线路走向图
（1）施工配合要求高.施工进度、施工通道要与相关部门协调
（2）电缆单盘长度大，桥上段大多在850m左右，最大长度达到972m，对相关敷设技术和设 备要求高
（2）电缆敷设方式
东海大桥和颗珠山大桥上敷设电缆的箱梁主和东海大桥斜拉索段箱梁3种.考虑到感应电压 要是混凝土箱梁、颗珠山大桥斜拉索段的钢板梁不能超过规程要求、改善电缆散热条件及运行维护方便的因素，采用水平排列的电缆布置（见图3）：颗珠山大桥斜拉索段每隔4-4.5m有一道钢板梁，电缆需穿越钢板梁，若采用水平布置会在 钢板梁的磁闭合回路内产生环流损耗，因此改为三角布置（见图4）：东海大桥斜拉索段，箱梁为密闭空间，散热条件较差，因此除进口、出口以及穿用水平布置，以改善散热条件. 越钢板梁的地方采用三角形布置，其余部位均采
（3）桥梁伸缩缝处安装日本引起的OFFSET装置，是上海首次使用：桥上电缆全线采用水平蛇形敷设，需要引进和消化国外的蛇形敷设技术和专用施工工具及控制设备.
（4）施工设备和材料的尺寸均有限制.桥上部分的电缆施工需将材料和设备通过桥面上的若干人孔或侧壁上的检修孔送入大桥箱体内，不宜使用大型的施工设备和大尺寸的材料.
（5）支架数量多，形式多样，加工和安装工艺要求高.
2施工过程
和电缆接头3部分. 整个施工主体过程分为支架安装、电缆敷设
2.1支架安装
电缆支架总重量约20001，安装工作从2004年10月开始，到2005年8月全部完成，其中包括缩缝、东海大桥主通航孔、颗珠山钢箱梁平台、电 工井、混凝土箱梁、管线桥、接头区、进出箱梁、伸力隧道、站内等10余种形式.
图3混凝土箱梁内电境敷设的断面图
（3）蛇行敷设
缆内部的热机械力，防止电缆从支架上浮起产生 大桥段电缆全线采用蛇行敷设，用以吸收电不规则的热伸缩滑移现象
支架与预埋件、接地肩铁之间全部采用焊接，
根据经验，蛇形的波峰与波谷间距取1-1.5
图23种数设位置的电缆布置
图6接头区电数设示意
使桥梁在伸缩缝处出现折角或伸缩，如颗珠山斜 道路负荷、温度变化以及风力的持久影响会拉索桥纵向最大伸缩量为±480mm.为了克服由此引起的对电缆不利的影响，采用了从日本引起的伸缩吸收装置（OFFSET），原理图见图7.
图4颗珠山大桥钢板梁内电敷设的断面图
D之间（D为电缆外径），机械力吸收效果最好.洋山工程中桥上采用YJLW电缆，外径D=100.3±2mm，最终采用蛇形的波峰与波谷间距125 mm，波形节距6m.
2.3电缆接头
对工程中所用电缆接头从材料、结构到工艺都进行了特殊考虑：接头预制件采用三元乙丙橡胶材料，具有优良的电气性能，且机械强度中的主扩径、全预制结构，缩小了接头尺寸，同时附件大 要指标也远高于常规采用的硅橡胶材料；采用大部分在工厂制造完成，减少附件现场安装工作量，降低了现场环境对制作接头质量的影响.
图7OFFSET 装置
整个工程中共使用小OFFSET73套，安装在混凝土箱梁伸缩缝处.装置一侧固定在桥体上，另一侧将电缆呈0形（见图6）归拢在伸缩装置上，伸缩装置主要部件是一块不锈钢滑板，上面有 三个可360°旋转的电缆夹具，当桥梁移动时，它可带动电缆随桥体纵向伸缩而自由变位.
（1）防振措施
工艺，在预制件外套上封闭的塑料袋，在其内部灌 为了有效防振，桥上接头中首次采用灌胶新胶，胶体凝固后包绕在预制件四周同时和挤塑铜管之间留有空间，这样既达到防振效果，又不会使挤塑铜管纵向移动时拉动接头，见图5.
工程中使用大OFFSET4套，分别安装在两OFFSET设置了可在水平方向和垂直方向均能自 座斜拉索桥两侧.与小OFFSET不同的是，大由旋转的万向节，以适应桥体沿垂直或水平方向变化时的折角影响.当伸缩力达到一定数值时，大OFFSET装置的滑动车轮沿轨道运动，Tellon垫片在不锈钢滑板上滑动，带动电缆随桥身纵向 伸缩而变位，达到保护电缆的目的.
图5电榄接头结构图
3特殊考虑
（2）防止热机械力的措施
响，在接头两侧安装可以吸收600kg轴向力的端 为减少两侧电缆的热机械力对接头区产生影末夹具，同时调整两侧支架高度，使接头区与两侧电缆保持300-500mm的坡度（见图6）.
（1）电缆金属护套材质的选用
日本对铝金属护套的孔蚀现象进行了研究，认为敷设环境的pH值对铝金属护套的腐蚀和孔蚀有影响（见表2）.
（3）防止绝缘回缩的措施
工程前期，技术人员对陆上段进行了水质检测，结果显示pH=7.49，容易生成孔蚀现象，同时 考虑到陆上部分长期受到海洋气候及盐雾的影响，最终决定采用耐腐蚀性较强的YJQ型铅护套电缆：桥上部分由于车辆频繁通过，振动比较严
应力，同时在屏蔽罩两端设计卡环，安装时使其嵌 接头前进行加热校直，吸收电缆内部一部分热入绝缘开槽处（见图5），能够有效防止绝缘回缩.
2.4桥梁伸缩吸收装置--OFFSET
重，选用YJLW型铝护套电缆，因为与铅相比，铝几乎是铅的5倍，客许应变大约是铅的2倍. 的螺变性和疲劳龟裂性要小的多，且其机械强度
橡胶垫块，同时在电缆与夹具之间放置一定厚度的橡胶皮，用以缓冲桥梁振动对电缆的影响.
（6）防火
表2电缆敷设环境pH值对铝护套的影响
考虑到高压电缆过桥的特定环境条件，难以预测随时可能发生的各种外来热源或火源引燃电缆的可能性，以及电缆自身着火时对桥梁、行人、车辆的安全考虑等等，电缆外护套采用具有延燃 特性的PVC材料，同时在部分箱梁间的连接口位置用防火泥进行封堵.
pH值 3 -5 6 8 >9腐蚀现象活性溶解会同时 表面皮膜形成和 不存在大面 全面腐蚀孔蚀现象容易产生孔性现象容易产生孔蚀不产生孔蚀现象 发生
（2）电缆金属护套交叉互联换位方式
采用金属护套交叉互联换位的方式以减少金属护套感应电压，全程共分17个换位段，每段约2.2km.根据规程要求，电缆金属护套感应电压 应小于50V，考虑到桥梁敷设的特殊环境，为提高电缆单段敷设长度，减少接头数量，在采取措施并满足安全要求的前提下，本工程电缆金属护套最高感应电压控制在100V以下.
4几点思考
考虑水、电、煤气等公共设施通道的预留以及在施 （1）建议未来在桥梁总体设计时，预先充分工过程中所需要的必要条件，减少后续问题
（2）建议在今后的工程中，用增加单段电缆敷设长度的方法，减少接头数量，为使此时金属护套感应电压满足规程要求，可以在适当距离内剖 开电缆金属外护套，使用假接头在金属护套上实现交叉互联换位.目前，国外已有单盘长度在2000m左右的敷设应用实例.
（3）电缆支撑间隔的确定
桥梁的特殊频率分布，因桥梁结构及跨度不同而有所差别，根据实测，跨距约800m的斜拉桥，振动频率在5-20Hx范围.桥梁支架上的实现电缆的支托，在电缆自重与重力加速度影响下， 会产生依赖与支撑间距L的某一频率/振动，为防止电缆与桥梁支架产生共振，将电缆支撑系统的固有频率要控制在5-20Hz外，支撑间距L计算公式如下：
电缆的周期试验、电缆线路的巡视检查、发生故障 （3）长距离跨海桥梁电缆的运行管理，诸如后的检修等，待探索完善.
（4）洋山深水港长距离跨海桥梁电缆的敷设，为今后桥梁上电缆的施工积累了宝贵的经验.另外，将电力设施与城市市政基础设施建设有机 结合，不仅可以降低成本，还可以提高资源的开发利用效率，其意义已不再局限于该工程本身.
(1)
式中1-电缆支撑间隔；
EI--电缆弯曲钢性；
-重力加速度：
参考文献：
x--电缆单位重量.
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m/s²，=13.9kg/m，f=20Hx依次代入公式 本工程桥上电缆EI=3000kg/m²，g=9.8（1）.算得L=1.95m.因此斜拉桥部分及与斜拉桥相连接的混凝土桥可采用2m以下的支撑间隔.
（4）电缆夹具
工程中采用铝合金夹具来约束电缆自身的伸缩，分段吸收电缆的热机械力.夹具设计成导角结构，用以适应电缆索行敷设的方向，同时分为中间夹具（主要用于电缆长路中，能吸收300kg轴向箱梁电缆的两端，能吸收600kg轴向力）2种. 力）和端末夹具（主要用于接头区、offset装置、进出
（5）防振
工程中在电缆支座与卧底槽钢之间放置氯丁
收稿日期：2006-01-10
