盖就，朱爱钠，陆软（上海电力设计院有限公司，上海200025）
摘要：上海长江大桥，随道内数设的电力电缆是目前国内在桥梁及市政随道内数设的最长220kV高压电缆，介绍了该工程电缆通道的设计，电增选型，在随道，桥梁这两种特殊敷设环境下，应对怖溶、桥握振动的措 班及对周国其他电缓的影响等方面内容，可供国内其他类似工程借鉴.
关健河：随通：大桥：高压电缆：佛缩：振动
中图分类号，TM757文献标识码：B文章端号：1006-6357（2009）03-4
The Design Philosophy of 220 kV Power Cable Laying in Shanghal Changjiang Bridge & Tunnel Projeet
MENGYa.ZHUAijwn.LU Xin(Shanghai Electric Power Design Institute CO. Lid. Shenghai 200025. Shanghai China)
Abstraet:The power cable laying in Shanghai changjiang bridge and tunnel projeet is the longest 220 kV eabledosd u a s aded a pq a pue su ed a u p u of the cnble channel design cable type selection and layout of the cable on the bridge and in the tannel as wellas the special technologies to deal with the extension vibration of the bridge and the impacts to other cables. Itpeovides the reference for other similar projects in the future
Key words;tunnels beidge; high voltage power cables extension vibration
为了保证隧道及大桥上电缆的阻燃性能，隧道及 大桥上电缆选用了阻燃PVC外护套及皱纹铝护套.
1工程概述
根据上海市电网规划，上海市票明岛上的堡镇电厂和长兴岛第二电厂将于2010年前退役，岛、崇明岛的电缆线路，为了充分利用正在建设 因此上海市电力公司需要建设2国上海至长兴中的市政隧道、大桥的可利用空间资源，同时降低设中的长江随道及大桥数设过长江段的220kV 工程造价，经过多方论证，最终确定了利用正在建电缆.这是目前国内最长的在桥梁及市政随道敷设的220kV高压电缆，其中在隧通敷设的长度约为7.7km，在桥梁上数设的长度约为9.2km. 在隧道内及大桥上行及下行段各数设一国双拼电缆.
3道部分的电缆设计
3.1就通通道
本工程电缆利用了铺东至长兴岛的长江隧道作为通道，此隧道的（盾构）直径15m.内径 13.7m，是世界上直径最大的海底随道，该随道由上行、下行两条平行随道组成，每条隧道内除设置了3条车行通道外，还在中央车道下预留了轨道交通子隧道位置，
3.2随道内电缆数设
220kV电缆设置在长江隧道内轨道交通子kV电缆外，另一侧还设置了随道本体照明、通 疑道旁边的管线隧道内，在该管线隧道内，除220风、通信等动力电缆及通信电缆，长江隧道电缆
2电缆选型
根据电网规划及电统载流量的计算结果，在随道，大桥的空气环境下，数设的电端截面选择了通道断面图如图1所示，双拼800mm²，电缆导体均采用5分裂结构，在进
人隧道、大桥的竖井处利用电缆接头进行过渡.形数设方式布置，由于电缆外部装有防护槽盒， 因隧道内空间有限，隧道内电缆采用了品字
图1长江随道电缆通通断面图（mm）
电缆的散热条件变差，载流量会有所降低，在对 电缆载流量进行核算后表明，电缆的载流量能够满足电网要求，且产生的热量能够通过道壁自然散发，即使在最严重的负荷条件下，随道内的温度也不会超过40℃，能够满足电缆及大桥的运行 需要.
为了应对由于温度变化引起的电缆本身热应形布置，由于电缆本身的数设空间有限，电缆采 力对电缆的影响，对随道内的电缆全线采用了蛇用了垂直蛇形敷设方式，且电缆蛇形的半波长为5~6m.电缆波幅约为300mm，
4大桥部分的电缆设计
4.1电缆数设方式
长16km，其中跨江段10km，与长江随道类似， 220kV电缆安装在长江大桥上，长江大桥全长江大桥分为上行、下行两座大桥，每座桥上各有3条汽车道及1条预留的轨道交通车道.长江大桥断面如图2所示.
从图2中可以看出，桥梁上方已没有足够的空间供220kV电缓敷设.因此电缆主要敷设在
桥梁箱梁内部及专门架设的管线桥架上，由于桥梁结构比较复杂，综合技术、经济等多方面因素，针对大桥不同的结构，考虑了不同的电续敷设方式，长江大桥的结构型式及电缆数设方式如表1 所列.
表1长江大桥的结构型式及电揽数设方式
桥型式 电线款设段 电编数设方式授土析 总长度/km 6.4 大部分为施梁内部数设，1 登合梁 0.70.7 局解管线桥架数设 采用单侧管线架数设科拉柜 款设在倒模需间的管线3 1.4 一1 次别模觉
在混凝土桥段，电缆数设在箱梁内部，采用了箱梁内电缆水平敷设方方式.混凝土箱梁内侧管线布置1/2断面图如图3所示.
图3组观土箱案内例管线布置1/2新面图（mm）
在叠合梁段，由于大桥叠合梁内部结构复杂，且需要密封除湿，因此在该段电缆未进人箱梁内 部，面采用了半幅管线桥架方式，电缆采用了水平布置方式.叠合梁段管线布置1/2断面图如图4所示.
图：长江大析断图（cm）
缆本体结构的损坏.电缓伸缩装置的工作原理如图6所示，
图4叠合梁段营线布置1/2新面图（mm）
在大桥斜拉桥段，由于该段电缆每隔13m需要穿越一道钢横梁，为减小电缆对附近钢板产生的锅流影响，高压电缆布置为品字形，用以平衡 产生的磁场，斜拉桥段管线布置断面图如图5所示.
图6电地护培装置的工作原理用
电缆伸缩装置设计时应考虑以下几点.
条件和桥梁上空间的制约，在确定大跨度电缆伸 1）由于考虑到大桥上电缆数设位置的特殊缩装置空间尺寸的同时，应充分考虑桥梁本身的各种条件，以使得电缓伸缩装置能够符合桥梁的 条件.
2）设计大跨度电缆伸缩装置时，应对不同原因的大桥伸缩量引起的电统金属护套的累计疲劳进行计算，用于计算电缆金属护套的累计疲劳的 伸缩量是由桥梁设计的最大伸缩量估算得到，同时需满足电缆弯由半径要求.
图5新拉析段管线布置斯面图（mm）
式，但局部地区由于受空间限制也采用了品字形 本工程电缆在大桥上主要采用了水平数设方意设的方式（主要在斜控桥区域）.经过核算表明，电缆的载流量能够满足工程需要，另外，为了线采用了水平蛇形敷设方式. 应对温度变化引起电缆的热伸缩，大桥上电缓全
4.3电线防振措施
桥梁的构造、形状、荷载的种类等因素来确定，虽 在桥梁上发生的振动，其振幅大小和频率由然对桥梁振动的预测很困难，但大致上可分为两种：一种是主要由桥榕的刚性和长度决定的桥梁 整体的固有振动：另一种是由活动荷载引起的桥梁各个构件间的振动，为减小桥梁振动对电缆的影响，考虑采用以下措施.
4.2电缆伸缩装置
如大风、温度变化、汽车、火车等，使大桥在级向上 由于大桥运行期间将受到多种负荷的作用，会发生一定的位移变化，因此，每隔一定距离，大桥上会设置一定的伸缩缝，在桥梁产生收缩时，拉伸时，将对电缆产生过大的张力，随着大桥的 电缆的极度弯曲将会造成电缆弯折；在桥梁产生伸缩，电缓被反复地弯折、拉伸，最终造成电缆金属护套断裂、绝缘击穿，从面达不到电缆的设计寿 命，因此，在大桥上数设电缆时，必须根据大桥的条件及电揽的结构采取措施来应对桥聚本身的伸缩.
大优于铅护套电缆，由于电缆数设在大桥振动强 1）铝护套电缆的耐探性能（S-N特性）要大烈的环境下，选用铝护套电缆可以大大提高电缆本身的抗振能力，因此在大桥敷设条件下推荐采 用铝护套电缆.
2）为了防止由于桥梁振动引起的电境和大桥之间的谐振，要合理设定电缆支撑的间距，并且应变. 保证铝护套上的应变小于最大允许的铝的振动
3）采用防振橡胶.在大桥的电缆通道中，电在电缆支座上，以减少桥梁振动面引起的电缆金 缆一般选用支架数设，并采用橡胶方型垫块固定属护套的疲劳，另外，电编夹头内采用一定厚度的橡胶层也有一定的防振效果，
本工程借鉴了国外大桥电缆过桥及东海大桥电缆过桥等项目的成功经验，在大桥伸编缝处设置专门的电缆伸缩装置.电缆在伸缩装置中通过设置较大半径的弧形来吸收大桥的伸娘，防止电
5隧道、大桥内电缆短路的影响及防范
5.1电力电缆对周围其他电缆的影响及防范
电缆对周围其能电缆会产生电磁干批甚至造成安全隐患，由于电力电缆三相间距很小，并且三相电压和电流平衡运行，因此电力电缆对通信线路的电磁干找比架空线路小很多，在正常工作 中可忽略不计，一且电力电缆短路发生短时故障，产生的电磁干扰对通信线路影响也是短时的，面且出现的概率极低，因此电力电缆对通信线路的电磁干扰影响很小，
在电力电缆发生单相接地短路故障时，与电力电缆长距离平行销设的其他电缆上的危险电压计算值较高（>1000V），因此应尽可能避免其他 电缆与220kV电缆长距离平行敷设，如不可避免，则应提高其他电缆的耐压等级，同时采取隔离变压器，配以放电管、或采用光纤等措施，建议使 用光观做通信线路，光缆的金属恺装应分段绝缘并单点接地.通过这些防范措施，以保证人身及终端通信设备的安全.
5.2对电缆短路的抑制措施
数设在隧道、大桥的电境长度均接近10km，为保证电嘎运行的安全，合理选择接地点是至关重要的.根据对220kV崇明岛沪崇电网工程的接地电流的计算，得到以下儿点结论，
1）通过对电缆各种故障形式的计算分析表明，电缆在单相短路条件下对外界的影响最大.在本工程中，无论在大桥上还是疑道内，单相短路 接地时地电位的升高均未超过450V.并且短路点附近的接触电压和跨步电压较小，符合相关标准要求，
2）在容易发生短路故障的电缆换位点或绝金属回流线，并且在桥梁或随道预留的热伸缩缝除之间应该使用金属做好连接，这样，能够使隧 道与大桥在整体上是良导体，可起到回流线的作用，
3）应合理选择电缆各大段内三小段的长度.通过计算表明，在一大段内三小段长度有差异时， 负载电流下接地护套中的环流较大，但感应电压较小，符合相关标准中感应电压小于300V的
要求，
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收码日期：2009年4月
1）上海长江大桥、隧道电缆数设工程是我国最长的220kV电境过市政隧道和大桥的工程.该工程充分利用了在建的市政隧道和大桥可利用提供了借鉴， 空间资源，降低了工程造价，为我国今后类似工程
2）本文对该工程数设的220kV电缆的设计构，提出了电缆通道设计、电缆选型，以及应对伸 要点进行分析，综合考虑了随道和大桥的复杂结缩、桥梁振动的措施，并针对随道、大桥内的电缆短路的影响，提出了具体的防范措施，对220kV长距离、高电压电缆在隧道、大桥这两种特殊数设 环境下的设计进行了有益的套试，
参考文献
[1] R D Marquez. 230 kV Self-Contained Oil-filled Ca-Maracsibo′ Ceneruela [J]. IEEE Trassactions on ble Line Installed Undermeath A Beidge Located inPower Apperatus and Systems.1981 100(7).[2] D. Manskuchi Installetion of 187 kV X1.PE Power Cable Along the Ohnaruto Suspensicn Bridge Powr-er Delivery[]. IEEE Transactions 1989 [3] S. Minemura Yuichi Maekewa 500 kV Oil-Filled Cable Installed on Bridge Power Delivery [J].[4]孟航.高压电缆蛇形布置的选择[门].上海电力， IEEE Transactioms 1990 5(2).2005.18(2).[5]郑鉴镇，王煌明，高压电缆线路[M].北京：水利电力 出版，1983 [6]李宗廷，王佩龙，赵光庭，等.电力电缆随工手册[7]胡其秀.电力电境线路手册[M].北京：中国水利水 [M].北京：，2002.电出版社，2005.
云城工程师，上海电力设计院有限公司选电室主任工程 、从事远电设计管理工作东爱物高级工程师，上海电力设计院有限公司送电室项目 经通、从事进电项日管理工作陆款工程师，上海电力设计院有限公司选电室项目经理.从事运电项日管理工作
