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有了新型电缆伸缩补偿装置 随桥敷设电缆更灵活更经济

北极星智能电网在线  来源:国家电网报  作者:黄琳  2023/1/17 16:44:23  我要投稿  

北极星智能电网在线讯:随着海底通道资源的日趋紧缺,高压电缆线路随跨海桥梁敷设的建设方式在海岛电网建设中使用得越来越多。但在长距离随桥电缆工程中,仅采用蛇形敷设的方式难以满足电缆因桥梁变形而伸缩变化的需求,电缆的使用寿命和长期运行可靠性会受到影响。为解决这项技术难题,国网浙江省电力有限公司所属浙江华云电力工程设计咨询有限公司自主研制了多尺寸紧凑型模块化电缆伸缩补偿装置,为保障随桥电缆安全可靠运行提供了技术支撑。

攻克随桥敷设高压电缆最大技术难点

电力是开发海洋资源、发展海洋经济的重要基础。在海岛输电工程中,跨海架空线路建设方案投资规模大、建设难度高,海缆线路建设方案输送容量较陆缆低,且易受船舶锚损等外力破坏影响。而高压电缆随跨海桥梁敷设的输电线路建设方案可将交通与电力通道合二为一,是一种经济高效的海岛供电方案,越来越受到相关地区政府部门和供电公司的认可,已逐步成为海岛电网建设的重点方向。

气候环境、桥面荷载等因素变化会引起桥面伸缩缝高频率、大尺度伸缩,带动敷设在该区段的电缆频繁伸长和压缩,可能导致电缆损坏甚至断裂。这是高压电缆随跨海桥梁敷设最大的技术难点。

跨海桥梁不同区段存在不同尺寸的伸缩缝,一般桥梁的伸缩缝宽度在240至640毫米之间,部分大跨度桥梁的伸缩缝宽度甚至会超过1米,必须配置能应对高频率、大位移工况的电缆伸缩补偿装置才能消除桥梁伸缩对电缆的影响。

此前,国际上主流的电缆伸缩补偿装置技术被少数国家垄断。国外电缆伸缩补偿装置不仅费用高昂,而且在工程实际应用中存在因装置尺寸较大导致的安装受限、适用的伸缩缝尺寸有限等问题,可能增加随桥电缆工程伸缩补偿装置的购置成本,甚至加大桥梁本体的建设难度。

国网浙江电力依托舟山鱼山大桥和舟岱大桥随桥电缆工程,根据桥梁结构特点,研发了一种多尺寸紧凑型模块化电缆伸缩补偿装置,解决了这一工程难题。

电缆伸缩补偿装置安装在桥梁伸缩缝区域的两端,一头为固定端,另一头为移动端。其工作原理是当移动桥面受温度变化等因素影响向固定桥面伸长时,固定在移动桥面上的固定架同时向固定桥面移动;位于伸缩缝处的装置模块受拉或受压后,推动位于同一移动支座上

的相邻模块移动,从而带动各个单拱模块上的不锈钢板及上面的电缆随钢板轨迹同步移动,最终实现电缆按设计轨迹均匀变形。

多尺寸紧凑型模块化电缆伸缩补偿装置具有多种优点

国网浙江电力研发的电缆伸缩补偿装置具有模块化、紧凑型、高防腐性等优点。

一般而言,在桥梁设计中,电缆通道往往位于两侧桥梁的狭窄涵洞内,敷设场地空间有限,桥梁本体的安全性和经济性又对涵洞的承载量有较多限制。这些因素决定了伸缩补偿装置的体积和重量都要控制在一定范围内。常规伸缩补偿装置是水平放置的,所占空间较大,自身重量较大,在布置和安装上也受到一定限制。

多尺寸紧凑型模块化电缆伸缩补偿装置可竖向布置,相比常规电缆伸缩补偿装置减少45%的占地面积,单体重量减少近26%,减少了桥梁附加承载量。该装置安装简便,与桥梁设计施工结合更紧密,扩大了可应用的范围。

以舟岱大桥为例,大桥跨海段全长约16千米,伸缩缝宽度在320至1600毫米之间,总计40余处。目前常用的电缆伸缩补偿装置规格单一,无法灵活适用于各种尺寸的伸缩缝。国网浙江电力提出模块化串联单元思路和多拱协调变形机制,研发的电缆伸缩补偿装置适用于80至1600毫米区间的大、中、小型各类桥梁伸缩缝,可以一揽子解决工程中各种伸缩缝补偿问题,实用性与可迁移性强。

跨海大桥所在的海洋环境腐蚀性强,易发生金属生锈、开裂现象。多尺寸紧凑型模块化电缆伸缩补偿装置主体结构采用稀土热镀锌与石墨烯改性重防腐配套涂装涂层,核心部件采用316L不锈钢,具有极强的抗腐蚀能力,将重腐蚀环境下电缆伸缩补偿装置的防护年限从25年延长至50年,减少了后期检修工作量,提升了设备的环境适应性。

采用该装置便利性经济性良好

多尺寸紧凑型模块化电缆伸缩补偿装置成功解决了海岛供电问题中的重要技术难点,降低了相关工程综合建设成本,打破了国外技术垄断。2022年10月,多尺寸紧凑型模块化电缆伸缩补偿装置获第五届浙江省工业大奖。

目前,该装置已经在鱼山大桥随桥电缆工程蓬莱—鱼东220千伏线路工程及舟岱大桥随桥电缆工程洛迦—鱼东220千伏线路工程中应用,累计使用70套。相比采用国外设备,采用该装置每套平均可减少费用上百万元,已累计节约投资上亿元。

按舟山群岛主要岛间10座规划桥梁测算,相关输电工程若采用随桥电缆方案,能减少海域占用面积约32平方千米,减少登陆点占用海岸线长度约5千米。使用该装置还避免了进口设备尺寸不一、组合复杂等问题。

基于当前城市廊道紧缺现状以及城市建设资源共享的理念,多尺寸紧凑型模块化电缆伸缩补偿装置还可应用在内陆城市大体量桥梁工程的随桥电缆建设中。随着装置生产、安装经验的逐步积累,该装置也可应用于“一带一路”电力工程建设中。

原标题:有了新型电缆伸缩补偿装置 随桥敷设电缆更灵活更经济

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