（百色电力有限责任公司 广西百色 533000）
摘要：本文以我公司2012年施工的110kV高压单芯电缆线路为例，对电缆线路与架空线路连接处的几种设计方案和护层保护的措施选择的几种方案进行了对比与核算，最终选取了最优的电缆沿铁塔与架空线路连接及金属护套直接接地方案，节约了施工成本，减少了维护工作量。
关键词：高压单芯电缆；护层保护；架空线路；直接接地
引言
近年来，随着改革开放经济快速增长，城市建设的加速，电网网架结构的不断更新完善，城市大工业的进驻，为了适应需要，我公司开始使用110kV电缆。110kV电缆具有受外界自然条件影响不大，日常维护工作量小，供电安全等级高，不影响城市景观等优点得到了肯定。但110kV电缆线路必需考虑其受力因数、敷设电缆现场特点、以及接地方式和护层保护的措施。由于接入新的负荷，原变电站需新增设2回110kV出线，但现场已无出线空间，为了能够开辟新的线路通道，考虑采用110kV电缆沿着变电站母线方向平行敷设，在110kV架空线路末端设置一座双回路终端塔，将电缆与线路耐张铁塔线连接。采用110kV电缆直接上双回路出线耐张铁塔方案。
1 双回路出线耐张铁塔的选择
该新增客户负荷为67.8MVA，根据供规范[4]规定，该客户属于一级负荷需提供两个电源供电，因此该工程考虑双回路供电。采用钢芯铝绞线LGJ-240 导线，额定电压为110kV，最大输送容量为116MW，允许持续运行电流为610A，环境温度40℃。终端铁塔选用的是18米高的110JGU3双回路转角塔，该塔允许架设LGJ-240导线，GJ-50的避雷线，设计档距为水平档距350米，垂直档距为500米，代表档距为233米，最大的使用应力为 11.2kg/mm²。
2 110kV高压单芯电缆的选择
2.1 电缆参数
一般的工程设计中，可直接参照电缆制造的厂家所提供的载流量来计算。该工程选用的是江苏上上电缆集团有限公司生产的交联聚乙烯绝缘皱纹铝套聚乙烯护套电力电缆（单芯），型号为YJLW03-110 1×240。额定电压为110kV，最大输送电流为562A，输送容量为103MW，环境温度为40℃，电缆沟中敷设三相垂直排列，允许短路电流31.5kA。
2.2 电缆护层接地方式的选择及其感应过电压的计算。
在电力系统中的高压单芯电缆正常的运行当中，在电缆的层上会产生相应的感应电动势，为避免感应电动势达到危及人身安全，在[1]规范中第4.1.9条中明确规定，电力电缆金属层必须一端或者两端直接接地。
2.2.1 电缆护层的工频感应电压的计算
电缆线路的正常感应电势最大值应满足下列规定：未采取能有效防止人员任意接触金属层的安全措施时，不得大于50V。本工程的电缆长度l=140m， 3根单芯电缆为垂直排列敷设，因此计算公式为：
三相电缆水平排列的电缆敷设间距S=300mm，电缆金属护层的平均几何半径r=45mm，正常运行电流I=360A；
A、C相的工频感应电压为7.41V，B相的感应电压为6.05V。满足了规程规定中的护层感应电压不大于50V的要求。
2.2.2 电缆护层接地方式的选择
在[1]规范中的第4.1.11条规定交流单芯电力电缆的金属层接地方式的选择。第一点说明了假如线路不长，且能满足第4.1.10条要求时，应采取在线路一端或中央部位单点直接接地。但是对于线路不长的概念没有一个明确的分界点，为此笔者查阅了大量的设计资料，有资料说是500m以下，有的说是200m以上500m以下，其主要原因就在于金属护套的感应电压计算值不能大于50V，因此我们按照能满足护层感应电压不大于50V的要求来选择电缆一端接地的接地方式。
2.2.3 工频短路时电缆金属护套感应过电压的计算
在[2]中的附录A中说明，由于三相和两相短路时短路电流不以大地为回路，其感应电压很低，故金属护套和电压限制器所受工频电压取决于单相接地故障。电缆金属护套不接地感应电压计算公式为：
2.2.4 关于电缆金属护套回流线的设置与选择。
本工程中系统短路时电缆金属层产生的工频感应电压在上文已经经过计算得出最大的感应电压为 ，小于电缆金属层的绝缘耐受强度及护层电压限制器的工频耐压，因此完全符合按照[1]规范中的规定。本工程电缆的附近也无弱电线路因此不设置电缆金属护套回流线。
3 110kV高压单芯电附件的选择、布置与安装
3.1 电缆的敷设方式
110kV电缆的路径末端为110JGU3(60～90°)耐张塔，经过研究决定自己加工固定件，采用电缆固定夹沿着塔脚固定，将电缆一直敷设至架空导线端。笔者自行设计及安排金具加工厂加工了电缆头与导线的固定铁件，如下图所示：
图1：电缆固定金具加工图
3.2 避雷器的安装方式
根据[3]规定电缆与导线连接部分应装设避雷器。为解决终端塔没有较好的避雷器安装环境的问题，决定采用倒置悬挂式YH10WX-108/281型110kV避雷器，其安装方式如图5所示。该避雷器安装方式对塔型无太多的要求，只要有足够的安装空间即可。安装方式与复合绝缘式悬垂绝缘子安装方式基本相同。
3.3 电缆终端的选择与安装
110kV电缆终端有瓷套式/复合套管终端，支柱型拔插式终端，预制式终端等几种电缆终端头。经综合比较预制式终端头适合该工程的实际施工情况，因此选用了型号为YJZWG4-110 1×240的预制式电缆头。杆塔端总装配图如图2所示。
4结论
110kV终端塔采用该种形式敷设110kV高压电缆加上干式预制式电缆头的应用，使得对铁塔的整体设计影响小，可以说几乎没什么影响，还可以使塔上的电力设备布置大大简化。该项目于2013年启运，运行至今无任何故障。该线路负荷量约为70MW，而另一回成为百色市右江区的电力主动脉，为百色市右江区城区提供了稳定的电源，在百色经济腾飞中起着举足轻重的作用，具有非常重要的经济价值及政治意义。
参考文献：
[1]GB50217-2007电力工程电缆设计规范
[2]DLT401-2002高压电缆选用导则规范
[3]GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》
[4]GB50052-95 供配电设计规范
论文作者:金豫杰,黄潇潇
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/26
标签：电缆论文; 护套论文; 电压论文; 感应论文; 终端论文; 金属论文; 线路论文; 《电力设备》2018年第29期论文;