大鸣门吊桥上架设高压电力交联电缆 日本住友电气工业公司 陶坊资
187kV2000mm²的高压、大截面面且包括几个接头的桥上架设电缆还是第一次.
一、序言
在一般情况下，跨江跨海送电首先考虑架空大畸超，由于跨距太大等理由，架设架空线 有困难时才考虑海底电缆.但是，能把电力电缆敷设在桥梁上就可以节约不少投资，因为众所周知，海底电缆的制造、施工和保护是非常复杂的.
为了完成此项任务并要保证运行的可靠性，住友做了不少开发研究工作.例如桥梁 的伸长、收缩、振动、受风等的影响、CV电缆接头的现场施工工艺、气象条件恶劣地区的施工工具、投运后的长期观察和监视设备等等，在克服了种种困难之后，终于完成了吊桥上架设电缆的大工程.
日本最近完成了在大鸣门吊桥上架设187kV交联聚乙烯（CV）电力电缆工程.这 座大鸣门吊桥通车已达一年之久，桥梁和电缆运行情况均好.日本另外一座吊桥上架设500kV充油电缆工程正在顺利进行，该“本州四国连络桥”工程不久将通车和供电.
三、线路概要
该电力线路叫做“鸣门淡路线路”是四国电力公司鸣门变电所和关西电力公司西淡变电所之间的连络线，全长27km，其中5.3km为电缆，桥上部分为1.8km.如表1所示.
中国的电力是四个现代化“七五”计划的重点，今后要大力发展，我想，可以把日本这方面的经验作为参考介绍给国内同行.下面以大鸣门吊桥工程为例作一介绍.
表1 工程概要名称 双川路鸣门波路线路电压 187V360MW送电容量 187V1×2000mm错护套CV电线（交联聚电缆规范 乙烯电缆）大请门桥上架设部分1.批m 共计电缆长度 管 道 路 都分0.m 部分2.8m 5.3km普通 15相头 耐污移气中终墙接头 直线换头 绝缘 24相 6相
二、概 况
关西淡路岛的电力原来是靠原有的跨海峡187kV架空一回线路（1961年建成）从四国供电的.随着负荷急增和提高供电可靠性的强烈要求，有必要再增加一回线路.但是，鸣门地处风景优美的国立公园，海峡流速很快，流向急 变，而且风速、气象条件等都很恶劣.因此乘新建吊桥之机，关西电力公司决定采用既容易维护又可协调环境美观的桥上架设电缆方案.住友电气工业公司承包了这一工程.
选择了CV电缆，因为，最近在154~275kV级 经过住友公司与关西电力公司共同研究，交联电缆线路上已有率富的运行经验.但是，
四、大鸣门桥的结构和形变
1.结构
图 1
大鸣门桥全长1629m是公路和铁道共用所组成.如图1所示. 桥，由876m的中央档距和330m的两边侧档距
测值来估计车辆走行产生的振动大约为10~30Hz，最大300gal.铁道行车时的报动，根据模似计算为8Hz、800gal.
2.形变
大鸣门吊桥的伸增和提角位
表2
由于风、温度及车辆的走行，在桥上发生伸缩、提角（桁模由提度引起的端部转动角）和振动等情况，因此，必须把这些情况调查清楚才能进行电缆的设计施工.主塔附近的形变 如图2所示，表示主塔附近的最大变动值如表2所示.由表可知，主塔部分的最大伸缩达1447mm，挠角达2.6度.因此，除电缆自己的伸长以外，必须考虑桥梁衔架伸缩的影响.
位 2P 3P 4P SA大件绵量（mm） 414 1447 1438 |343最大提角量 垂直 1.5 2.6 2 6 11.5（度） 水平 0.2 2.1 2.110.1
五、电缆结构
（交联聚乙烯电力电缆）的结构.在散热条件 如表3所示，此次采用的187kVCV电缆恶劣的管道内也能确保360MW容量.屏蔽采
为320gal（1gal=1cm/s），由地震产生 大桥的设计风速为73m/s，设计地震力1Hz以下的振动.另外，根据其他公路桥的实
图2
在半导电层的外面再辨绕一层钢线混想的半导 用铝皮波纹护套，每个夹具的握力为500kg.电带，以保证半导电层和铝护套之间的电气接触.半导电层的外面附加了纵凸线以便吸收90°C时达2.3mm的直径膨胀.
六、桥上架设技术
1.桁粱端部的数设
如前所述，在桁梁端部要发生1447mm的伸缩及2.6度的挠角，因此，在敷设电缆时必须考虑吸收这些变形的装置.
2个限制条件. 为研究吸收桥梁伸缩变形，特规定了如下
（1）电缆最小弯曲半径应大于30d（d为电缆铝护套的外径）
（2）经过30年，铝皮仍不得由于反复应力面发生疲劳破坏.
在铝皮上的应力和铝皮的疲劳破坏分别出Baues式和Mines式进行计算和评价，如下式所示.
表3187kV铝护套、CV电缆结构表
6 数 1公称新面积mm 4个扇形拼压成图面 2000导 fk 形 外 状 径mm内都字导电层厚（约） mm 53 8 2.0交联聚乙烯地缘体厚 mm 23.0绝缘体 外 径 mm 103.8有突出部的外部字等电层厚（约）mm 2.0半导电性带链绕厚（约） mm 0.5钢线混织半导电性带殖绕厚（约）mm 0.7设纹绍 内 度 径（约）mm mm 114 2.9护. 套 波 高（约）m 5.8PVC防蚀层厚 mm 6.0总 外 径 （约）mm 146概算 重量 kg/km 34000
式中：R~-电缆弯曲半径
L-直长F迁回宽n;- 一30年内的交变弯曲次数△--由伸缩引起的铝护套应力N-由△e变形的铝护套交变弯曲藏 劳破断次数
m.-伸缩量
K，K，K，--常数
K =0 0319 K=3.84 K =1 1
的发生频率. 表4表示由此公式算出的伸缩量和30年间
由以上计算可知，为了吸收桥梁的伸缩，必须作19m长、6m宽的旁置迁回路.在这种大型迁回路中，为了避免应力集中或应力不均装置.它由3套电缆架构所组成，架构之间由 匀，设置了如图3所示的水平移动式大型迁回销子饺接，架构可以在轨道上移动.在装置内有5个地方把电缆固定在架构上，因此，电缆上不会出现应力不均匀或应力集中的现象.该装置通过模似试验以及实物的伸缩试验确认其 特性之后再使用到实际工程中.
至于挠角问题，在电缆的架构接头处采用了万向接头，保证了垂直和水平方向自由转动，如图4所示.
作情况的示意图，在吊桥上安装了5套这样的 图5为吸收伸缩和挠角的一套装置及其动装置.
(1)
（2)
（3)
（4)
图3
4桥的伸缩量和次数（在3P处的值）
要 因 伸维量（mm） 30年内的次数汽 车 最 常 大 时 567/2 567/4 2.2×10 1.6×10*道 246 1.6×104白天温度变化 211 1.1×104年间最大 1447
图 4
2.桁操标准部分（直段部分）的数设
直段部分占全桥的90%，我们进行了风洞试验，考虑到耐风稳定性，最后决定电缆的架构采用3.1m宽（双回路）0.4m高的扁平长方形截面，电缆架构的位置设在列车轨道的旁边.
缩，直段部分的电缆架构每10米一段，一端固 为了吸收由温度变化和车辆通行产生的伸
图5
定在橱梁上，另一端为自由端，电缆本身按波浪形敷设可吸收桥身和电缆的伸缩变形，如图6所示.10米一段的波浪状电缆的最大伸缩量可由下列公式算出：
=14.20-1.05.20.30=33.5mm
（中央档距，暴风时）
式中：M. 10米电缆的热伸缩量
（导线温度变化-10*C~M -10米桥桁的热伸缩量 66°C.暴风时~61°C)（桥桁温度变化-10*C~50*C.暴风时35*C）M.由活荷重、风压荷重引起的桥桁伸缩量.
图6
计算所需要的各种常数由实测来求，如表5所示.为了证明计算结果是否合理，进行了实际规模的试验，如图7所示，主要模拟桥桁聚的伸缩情况，对10米长、200毫米宽的波浪状布置的电缆进行105°C的热循环试验，同果，如图7（b）（c）所示，实测值和计算值很 时，施加35mm的压缩和11mm的伸长.试验结接近，而计算值更为安全.因此，最后决定在
表5电缆热机械参数弹性系数 E 3000kg/mm 16 5×10°C线那账系数 （设计时采用20×10/*C）弯曲刚度 EI 4.4×16*kg.mm芯和铝护套之间 的率携系数 1.7~8.5 (206~.s-
图7
直段部分采用10m长200mm宽的波浪状电缆布置.
对固定电缆的夹子也进行了90*C的热循环试验，确认了夹子握力，结果如下.
1个夹子的握力在700kg以上；5个夹子披紧力为450kg-cm）. 连结使用时的握力在2500kg以上（夹子螺栓的
对非直段部分，例如桁梁端部、电缆接头、大地错等等，根据实际情况分别采用了不
