国内第一个长距离110kV电缆 过桥工程概述
周捷姜芸蒋晓娟
（上海电力公司电缆输配电公司，上海200072）
洋山110kV降压站电缆工程是国内第一个长距离110kV电缆过桥工程.该线路是上海电网中线路长度最长的110kV电缆线路，同时也是世界上桥梁敷设距离最长的110kV交联电缆线路之一，其电缆敷设长度与电缆接头数量均为近几年上海电网建设单项电缆工程之最.本文详细介绍了该电缆工程规模、电缆结构、施工概况、工程技术要点等内容.
本次工程需从220kV变电站敷设两回路110kV630平方毫米铜芯交联聚乙烯绝缘电力电缆至用户降压站，同路径还敷设继保通讯用非金属24芯光缆一根.总长38公里的110kV电缆线路除有11公里敷设在陆地或岛上，其余近27公里电缆全部敷设于跨海大桥上.工程需安装110kV电缆中线路投运送电，历时355天.通过本工程掌握了大桥电缆敷设、接头固定与防振、大小offset安装等施工技术要点，为今后同类过桥电缆敷设与接头提供了宝贵的经验.
0引言
桥梁敷设电缆在我国应用较少，世界上也仅有日本等少数发达国家具有相关实际经验，而在远距离跨海大桥上敷设高压电缆则更无先例.为了解决远距离桥梁敷设可能对电缆运行带来的危害，工程技术人员经过理论计算与试验研究，采取了相应措施较好地解决了长距离桥梁电缆敷设所带来的伸缩及桥梁振动等技术难题.本次工程的顺利实施为今后国内其他类似工程提供宝贵的经验.
1工程概述
全长约27公里的东海大桥不仅是洋山港区连接上海陆地的唯一交通要道，其箱梁内部还成为水、电、通信等管线的公共通道，为洋山深水港的发展提供了源源不断的能量.上海洋山深水港港址位于上海南汇嘴东南海域的大、小洋山岛屿之间，距市中心约86km，距南汇嘴约30km，是最靠近上海的深水区.平均水深达15米，可停靠世界上类型的大型集装箱货轮，建成后的集装箱年吞吐量可达到1500万标箱.
为了解决港区的电源供应，需在港区内建设110kV降压站一座，电源来自新建于南汇的220kV变电站，通过两回路110kV交联电缆进行供电.单回路110kV电缆长度约38公里，其中27公里需要在跨海桥梁上敷设，该工程为国内首次施工，线路长度及桥梁敷设形式世界少有.
1.1电缆线路敷设路径
电缆敷设路径为从新建的220kV变电站110kV开关室出线后，通过新建电力排管敷设至东海大桥竖井后经过一段管线桥进入大桥混凝土箱梁，穿过东海大桥钢结构箱梁后至大乌龟岛，通过大乌龟岛上新建排管敷设至另一段管线桥并进入颗珠山大桥敷设至小洋山岛竖井.（至此桥梁敷设结束，敷设长度约27公里）最后从小洋山岛竖井通过上新建电力排管及隧道进入上海洋山深水港区110kV降压站.同路径还敷设了继保通讯用非金属24芯光缆一根.
1.2电缆线路设备组成
1）电缆规格：工程选用了110kV1*630平方毫米交联聚乙烯绝缘电力电缆：其中在大桥箱梁内敷设的电缆采用铝护套；在排管内敷设的电缆采用防腐性能较好的铅护套.
2）电缆附件：110kV交联电缆中间接头与电缆终端总数两回路共计324相.
3）光缆及其附件：光缆规格GYFTY-24B1：24芯光缆中间接头6套；
4）特殊装置：为了吸收电缆及大桥的热伸缩，在电缆线路上采用了电缆伸缩弧（大小offset装置）77套.1
1.3线路特点
1）上海电网中线路长度最长的110kV电缆线路：2）世界上桥梁敷设距离最长的110kV交联电缆线路之一；3）电缆敷设长度与电缆接头数量均为上海电网建设单项电缆工程之最；
1.4采用的电缆与接头的结构
本次工程采用了两种规格电缆；其结构及尺寸参数如表1、2：[2][3][][B
表1电缆结构
八项目 尺寸导体线芯外径mm 30.3±0.3内屏蔽厚度mm 1.0绝缘厚度mm 17.0外屏蔽厚度mm1.0绝缘外径mm 67.9 (1.5 -1.0)金属护套外径mm 90.3±2.0（铝） 82.1±2.0（铅）外护套厚度mm 5.0（聚氯乙烯） 5.0（聚乙烯）电缆外径mm 100.3±2.0 93.3±2.0电缆自重kg/m 13.96 22.35
表2电缆参数
YJLW0264/1101*630sqmm YJQ0364/1101*630sqmm电缆允许牵引力（N/mm²） 68 68电缆允许侧压力（kN/m） 3 △电缆允许弯曲半径（m） >2.0 >2.0金属护套内/外径（mm） 86.1/90.3 79.6/84.6导体电阻（Ω/km） 0.0384 0.0384金属护套直流电阻（S/km） 0.0488 0.2471电缆水平间距（mm） 200 230
本次工程采用了已在上海电网广泛应用的110kV全预制式中间接头211D5，为了适应大桥敷设采取了如下措施：对电缆接头的壳体予以刚性固定并内衬防振垫，对接头两端的电缆同样进行了刚性固定内衬防振垫.619.
1.5电缆接地方式
本次电缆金属护套的接地采用了交叉互联接地方式，共分17个全换位段.两端终端直接接地，接地电阻小于0.5Q：运行时电缆护层最大感应电压小于100V：[[1]13]
2跨海电缆工程研究
2.1电缆线路敷设方式
电缆线路敷设形式多样，包括了电缆排管、电缆竖井、电缆隧道等上海电网常用敷设方式，而大部分电缆采用了桥梁敷设方式.
2.2电缆布置方式
桥上敷设部分总长约27公里，其中近89%的电缆是在混凝土箱梁内敷设.箱梁内电缆采用水平方式布置：在颗珠山斜拉桥，电缆敷设在预先安装的电缆平台上，以三角形方式布置.
2.3电缆热伸缩对策
2.3.1蛇形敷设
为了吸收负载变化造成的电缆热伸缩，同时吸收桥梁由于温度变化引起的桥梁伸缩，电缆采用了全程水平蛇形敷设方式，如图.19[13]
2.3.2大小offset装置
由于温度变化及负载变化，在混凝土箱梁之间会产生热胀冷缩.根据大桥提供的资料，伸缩量可达±480mm：上述伸缩现象会对敷设在桥梁上的电缆产生损害，由于伸缩量较大，仅
图1电缆蛇形敷设
采用电缆蛇形敷设方式无法完全吸收上述伸缩量.为了吸收上述热伸缩量，本次工程采用了专用伸缩机构即大小offset装置（电缆伸缩弧）[3来吸收混凝土箱梁和钢结构斜拉桥产生的热伸缩.
图2电缆蛇形敷设
2.4折角吸收装置
图3折角吸收装置
在桥梁的端部，当重型车辆行驶通过时，会在桥梁的水平、垂直方向产生很小的弯曲折角，为保证电缆不出现被动变形，本次工程中在大型offset处设置了水平方向和垂直方向均能自由旋转的折角吸收装置，电缆在其内仍应采取蛇形敷设方式.
2.5电缆防振措施
根据大桥提供的资料，与电缆有关大桥的振动主要是集装箱卡车等重型车辆行驶引起的，上述振动与车辆种类、通过数量有关，一般频率不超过30Hz，为此本次工程采用了以下防振措施：
1）选择耐振性能优良的铝护套电缆：
2）缩小电缆支架间距，防止由于桥梁振动引起的电缆和桥之间的谐振：
3）电缆支架下方采用橡胶垫，以减少桥梁振动而引起的电缆金属护套的疲劳；
4）在电缆夹具内采用橡胶垫，进一步加强防振效果[.
图4防振措施
3电缆竣工试验与接头局放测试
3.1竣工试验方式的选择
根据现有IEC60840标准、国家标准GB11017及上海市电力公司企业标准/QSDJ1011-2004[2[14][15，110kV交联电缆峻工试验可采用以下方式：1、直流耐压方式：192kV/15分；2、交流耐压方式：工频交流耐压30分钟或空载充电24小时.[[14][15]
根据国内外实际经验，如果交联电缆采用直流耐压方式不仅不能有效检出缺陷，还会对电缆绝缘造成一定的损害，因此各类标准均推荐交联电缆不宜采用直流耐压方式.如果采用交流耐压方式，需考虑到试验设备容量，试验场地条件等现场情况具体选择.由于本次电缆工程情况较为特殊（有27公里在大桥敷设），且电缆线路长度较长约38公里，电缆电容约为7.144uF.如采用工频交流耐压方式，低压侧须提供至少500A的电源，加上现场场地条件限制最终选择了以空载充电24小时
3.2接头局放测试
对于如此长度的交联电缆线路而言，中间接头是线路的薄弱环节，为了在线路投运初期了解电缆接头的安装质量，及早发现缺陷，本次工程在电缆线路投运约一个月后对电缆线路接头（桥梁敷设部分为主）进行了局放检测工作.接头局放测试时间为两周，共检测了37个点计222相，占总接头数的71.1%.图15为接线示意图及现场测试接线情况.
从现场测试结果反映，经过测试的接头均未发现异常局放现象，运行情况良好.上述试验数据有助于加强电缆运行部门对电缆接头绝缘水平的了解，对今后的运行具有借鉴意义.
图5接头现场局放测试
