范冲伟+陆陈健

[摘 要]随着我国经济的飞速发展，城市规模不断扩大，用电量与日俱增，但电网发展与土地资源紧缺的矛盾日益突出。与架空线路相比，电缆具有供电可靠性高，不受地面空间建筑物影响，对环境干扰小、运行维护费用较低等优点，在城市电网中得到推广。然而，电缆建设投资相对较大，对地下空间资源要求高，故障定位较困难，外加地形条件制约，电网建设中电缆仍未完全取代架空线路，高压电缆-架空线混合线路的应用越来越广泛。架空线路和电缆之间一般采用电缆终端站或电缆终端塔的形式进行转接，由于终端站占地面积较大，110kV及以上电压等级的架空线入地逐渐采用电缆终端塔过渡，结构形式也在不断地改进和完善。

[关键词]电缆终端塔；研究

中图分类号：TM751 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）02-0019-01

1.110kV及以上电缆终端塔应用情况分析

本文主要对110kV及以上常规电缆终端塔的布置形式进行介绍分析。

1.1 电缆终端安装在地面独立平台上

利用钢构式立柱基座，将其设置在离架空线路终端杆塔塔腿附近，电缆终端及其它设备安装立柱基座上，架空导线以T接的形式引下到电缆终端上，完成转接。考虑到安全性，在立柱基座四周设置围栏。

1.2 电缆终端安装在塔身自带平台上

此方式是在电缆终端塔塔身上安装一个平台，该平台可以采用角钢或者钢管作为材料，安装的高度大概距离地面6～10m的位置。电缆终端及其他设备安装在平台预留位置，架空线通过横担绝缘子引下到电缆头上，完成转接。如图1所示。

1.3 常规电缆终端塔存在的问题

电缆终端安装在地面支柱上进行转接，结构和连接方式简洁，电缆终端与避雷器、支柱绝缘子的电气距离较大，运行维护方便，不需要登塔，减少了安全隐患；但需设置围栏，占地面积稍大。该形式终端塔对于常规线路较为适用，若用于超高终端塔，因引下线距离较长，易造成风偏导致的电气间隙不够而放电的事故，且架空线与电缆终端的连接金具容易发生疲劳损坏。

电缆终端安装在塔身自带终端平台上进行转接，电气设备安装位置较高，可减少人或动物接触造成的安全问题，减少占地面积。由于引下线需要绕接，登塔运行维护较困难；若电缆平台与杆塔为独立基础，则因受力不同造成电缆平台和铁塔基础沉降不均匀，引起电缆平台倾斜，轻则影响设备的运行，严重则会拉断电缆终端头。

电缆终端头安装在塔头横担处进行转接，减少占地面积，整体视觉效果较美观，电缆终端和其他电气设备安装位置离地面较高，不利于运行维护。干式电缆终端头重量轻，安装灵活，但抗机械外力性能差，易老化，更换困难。

2 设计原则

2.1 杆塔设计优化原则

110kV电缆终端塔可采用了钢管塔、角钢塔和钢管杆三种型式，在空旷的场地可采用钢管塔和角钢塔型式，在场地受限时采用钢管杆型式。塔型规划时按0-90度终端杆塔考虑，并考虑合适的档距条件，所有杆塔呼称高度统一为3的倍数，级差按3m考虑。并对杆塔结构进行合理优化，以使其在具体工程中的杆塔利用系数尽量接近1.0。

钢管塔或角钢塔设计优化基本原则为：1）为了增加铁塔顺线路的刚度，所有铁塔采用方形断面。2）为了确保铁塔的抗扭刚度，隔面设置按不大于5倍平均宽和4个主材节间分段。3）杆件间夹角不宜小于30°。塔腿主材与斜材的夹角不宜小于18°。铁塔高宽比宜取4～7，塔头身部高宽比不宜大于10。

钢管杆设计优化基本原则为：1）钢管杆横担采用正6边形或正8边形截面，杆身采用正12边形或正16边形截面。2）为保证横担和杆身的传力可靠，钢管杆横担与杆身的连接、杆身各杆段的连接都采用法兰的形式。3）为保证抗倾覆稳定性，钢管杆的插入基础的深度应大于钢管杆最大直径的1.5倍。

2.2 电缆沟设置原则

架空线转电缆，必须由电缆终端支架引下，进入电缆沟转换为电缆排管。电缆进入电缆沟的方式可采用两种，分别是：（1）电缆沟顶板开设洞口，从电缆沟顶板直接进入电缆沟；（2）直埋一小段电缆，从电缆沟侧墙的开孔进入。

电缆沟宜采用钢筋混凝土结构。按线路走向要求，在电缆沟的端墙、侧墙或顶板开大方孔用于连接排管，电缆敷设工作完成后，需采用防水堵料封堵电缆与留孔的空隙部分。电缆沟内侧壁应设预埋件，以安装电缆支架。电缆沟盖板采用钢筋混凝土，并设置拉环，便于运行维护时开启。

电缆沟底板采用建筑找坡，纵坡坡度5‰，电缆沟的渗漏水沿纵坡汇集到集水井，在施工和维修前可通过提升泵抽水并就近排入市政排水系统。

3 设计思路

根据电缆平台形式的不同，可衍生多种110kV电缆终端塔，各方案的技术对比。由于超高电缆登塔在电气间隙、金具强度、抗风性能、基础稳定性和运行维护等方面的特殊要求，推薦采用设置独立电缆平台的超高登塔方案。总体设计思路和方案如下。

超高电缆登塔塔主要包括塔身主材、地线横担总成、上中下层横担总成、电缆终端平台及附件等四部分组成。

塔身主材用以支撑与各层横担连接的导线；由于杆塔较高，为避免引下线较长造成的风偏后电气间隙不够，塔身设置支撑绝缘子，对引下的导线进行固定，确保电气间隙要求，按端部弯曲荷载设置支撑绝缘子间距，而不是常规形式的导线直接引下。

为满足相同回路导线的相间距、导线对塔身的间距以及不同回路导线相间距要求，上相导线横担的末端（向后侧）和中相导线横担的隔面（向前侧），设置引下线用支架，支架末端设置耐张串挂点，经塔身横担绝缘子，与独立终端平台的电气设备连接。

根据上述介绍的设计思路和方案，本章将以110kV颗珠山降压站进线工程的大跨越电缆终端塔为例，借助三维模型从杆塔布置、电缆终端平台、杆塔荷载以及辅助设施四个方面开展研究。

4 结论及展望

本项目研究的超高电缆登塔方案成功解决了跨越江河、公路、铁路等地段架空线-电缆转接的问题，能满足在电气间隙、金具强度、抗风性能、基础稳定性和运行维护等方面的特殊要求，目前正在开展应用。待工程投运后，将结合运行情况进行后评价，针对可能存在的不足进行完善优化，力争实现其实用价值和推广意义。