电力隧道内220kV大截面电缆蛇形敷设计算与分析

电力隧道内220kV大截面电缆蛇形敷设计算与分析
摘要：近年来，随着城镇化的快速发展，为大幅节约空间资源、土地资源和提
高城市电网抵御冰雪、洪水、台风等自然灾害能力，城市电网大量采用地下电力
电缆输电系统。

特别是超高压、大容量输电线路，更是采用了电力隧道等方式。

建设专用电力隧道，能够有效解决线路走廊，供电半径、供电可靠性以及公共安全、电磁干扰等问题。

关键词：电力隧道；大截面电缆；蛇形敷设；计算；分析
引言
根据各种运行数据表明，电缆在运行过程中会产生热胀冷缩的自然物理现象，而伴随这种现象的是电缆会产生较大的机械应力，电缆越长，截面越大，负荷电
流越高，所产生的机械应力也越大，其产生的机械应力会危害电缆及其附件设施，造成线路故障；同时线芯和金属护套还会因热胀冷缩的多次循环而产生蠕变，会
造成运行电缆位移、滑落、甚至损坏电缆及附件。

为消除这种因负荷变化而产生
的电缆热胀冷缩量，结合国内外实际运行经验和相关标准，电缆隧道内采用蛇形
敷设电缆线路能够有效的吸收因负荷变化而产生的电缆线路长度的热胀冷缩变化量。

但是，蛇形敷设的弧幅和蛇形长度同时需占据隧道内宝贵的空间，特别是在
隧道内规划线路回数较多时，显得更为紧凑，因此在国内应用的实例并不多见，
一般直埋、排管敷设电缆时，至多在电缆接头处采用波浪形布置以吸收电缆热伸
缩机械应力。

但是在国外，特别是在日本，电缆的蛇形布置确较为普遍，表1是
国内外应用电缆蛇形布置的一些实例。

表1电缆蛇形布置实例
图5温升t=65℃、不同B时蛇形弧半节距L与幅向滑移量n的关系
由图3、4计算结果可知：①导体温升在一定的条件下，蛇形弧长度越长，
轴向伸缩应力越大；②在确定蛇形弧长度后，增加弧幅可降低轴向伸缩应力；
③蛇形弧长度越长，电缆支架间距越大，使用电缆支架数量较少，同时占用电缆隧道空间相应增加。

由图5结算结果可知：①导体温升在一定的条件下，蛇形弧长度越长，蛇形弧幅向滑移量越大；②在确定蛇形弧长度后，增加弧幅可适当减小幅向滑移量；
在进行蛇形弧设计时，应充分注意以下几点：
（1）根据隧道方面的条件，设定蛇形弧节距应为电缆支架间距的倍数。

（2）为了减小电缆各段蛇形弧轴向伸缩应力的不平衡，应设定蛇形弧的公差，一般情况下考虑施工误差为±10%。

因为在进行轴力计算时，如果左右的蛇形
形状对称，变形转折点上的合力为零，但是由于现场的施工误差，导致两侧出现
不平衡轴力差，会引起电缆不均匀蠕动。

（3）当蛇形弧节距一定，在选取蛇形弧幅宽时，不能仅考虑减小轴向伸缩
应力而无限制增大蛇形弧幅，同时应考虑电缆在支架端部部分的弯曲半径是否过
小（或电缆的面压超出容许值），致使金属护套的变形超出容许值，损伤电缆。

蛇形形状，由于电缆的尺寸及敷设时现场的状况等的不同而有所不同，为减
少蛇形数量达到作业的快速化及减少电缆支撑件，对蛇形节距及弧幅的取值范围
进行了谈论，如表3所示。

表3推荐蛇形节距及弧幅
3、结束语
综上可见，大容量、大截面电缆在隧道内采用垂直蛇形敷设，能有效利用隧道内空间资源，吸收因负荷变化而引起的电缆热伸缩量，防止损伤电缆及附件。

合理选择蛇形节距及弧幅不仅能减少隧道内电缆支架数量，降低投资成本，还能将电缆的轴向热伸缩应力控制在一定范围内。

参考文献
[1]隧道内电缆蛇形敷设特性徐伟;郑志源广东电力2014-12.
[2]电力电缆隧道内的技术创新和应用姚炜峻;王振伟上海电力2007-01.
[3]220kV浦建站大截面电缆敷设的特点王志刚上海电力2008-09.。