浅谈油田110kV电力电缆上塔的分析应用

浅谈油田110kV电力电缆上塔的分析应用

王永浩

（中石化石油工程设计有限公司山东东营257000）

摘要：随着油田的滚动开发及城乡的规划发展，油田110kV电力线路采用电缆的情况逐年增多，本文对上塔电缆的选择及安装方式作了分析，认为将电缆直接安装在铁塔上，配电装置占地面积最小，并根据工程实际特点，提出优化布置方案。

关键词：油田；110kV电力电缆；铁塔；安装

1概述

随着油田的滚动开发，油田的电力线路逐渐形成了点多线长面广、运行环境复杂、缺乏统一的系统规划等特点，而油田电力线路的这一系列特点必将与城乡的规划发展形成矛盾，为了缓和这一矛盾，电力线路的架设有必要调整为电缆线路敷设。随着110kV电缆线路逐渐应用于油田，电缆直接安装在铁塔上的连接方案也得到了应用。

2电缆的选择

油田110kV电力网络为油田电网的主体，需采用具有高可靠性回路的电力电缆，同时针对油田的特殊环境，110kV电缆通常采用单芯铜芯交联聚乙烯绝缘皱纹铝套聚乙烯外护套纵向阻水电力电缆，型号为YJLW03-Z64/110kV。此电缆的适用范围为室内、隧道、电缆沟内或直埋地下，可在潮湿环境及地下水位较高的地方使用，能够承受一定的机械外力和一定的拉力。具体内容构造见图1。

图1单芯铜芯交联聚乙烯绝缘皱纹铝套聚乙烯外护套纵向阻水电力电缆内部构造

3电缆敷设及其附件的布置安装

3.1电缆敷设

目前国内110kV电缆的敷设方式较多，如直埋敷设、穿管敷设、电缆沟内敷设及隧道内敷设等，针对油田电力线路的特点，油田110kV电缆的敷设方式采用现浇电缆沟内敷设。电缆沿电缆沟内采用蛇形敷设，电缆沟内电缆呈品字型布置在沙枕上，沟底用砂袋托垫，间隔为三米，每隔五米用品字型铝合金电缆夹具固定，电缆固定方式有刚性固定和挠性固定，电缆固定夹一般由电缆厂成套供货。

3.2电缆终端的布置安装

电缆终端的布置，应满足安装维修所需的间距。当工作电流超过1500A时，终端支架构造宜具有防止横向磁路闭合等附加发热措施[1]。在110kV电力电缆的终端与电缆连接部位，宜有伸缩节，伸缩节应大于电缆容许弯曲半径，并满足金属护层的应变不超出容许值。为设置伸缩节的接头，应予刚性固定或在适当长度内电缆实施蛇形敷设。在油田110kV电缆线路设计中，110kV电缆终端应采用干式电缆终端，电缆敷设全程采用蛇形敷设。

3.3避雷器的选型及安装

根据文献[2]及工程实际情况，在高压单芯电缆与铁塔相连处一般均装设避雷器。

3.3.1避雷器型式的选择及性能特点

为适应塔上安装，避雷器选用线路型，倒装。油田工程避雷器选用线路用复合外套无间隙金属氧化物避雷器（YH10WX-108/309），主要性能特点有：体积小，质量轻，不易破损，运行、安装方便，平时不需维护，密封可靠。

3.3.2避雷器的塔上布置

（1）软连接安装方式

避雷器与铁塔的连接采用U型环等悬挂连接方式。其主要特点是可以在电动力或风的吹动下发生晃动。其安装方式与复合绝缘式悬垂绝缘子的安装方式十分类似。这种方式对铁塔的型式要求不高，一般的l1OkV终端铁塔采用。利用铁塔的非线路侧安装避雷器，另一侧挂导线。

（2）固定安装方式

这种固定方式是将避雷器的底座直接与铁塔固定相连，其主要特点是铁塔需要为避雷器的安装提供钢结构埋件等。这种设计对铁塔的结构不利，主要反应在避雷器侧向风压要求增强铁塔的强度，可以通过对新建铁塔的重新设计，提高铁塔抗侧向风压的强度，达到安装的目的。

在油田线路工程设计中采用了软连接安装方式，并将电缆头安装在靠近线路的一侧。

4电缆上塔的固定方式

采用干式电缆终端后，电缆终端的布置可以由靠近地面，改为沿铁塔敷设至线路耐张绝缘子附近。靠近地面使得铁塔上不得不布置支柱式绝缘子，选用轻型绝缘子需要密集布置，选用瓷柱式绝缘子的质量又太大，对施工及铁塔型式有较多要求，沿铁塔敷设，可以大大简化铁塔上电力设施的布置，利用电缆的弯曲半径，可以弯曲后到达适当的导线连接点[3]。另外铁塔分双回路终端塔和单回路终端塔，其中电缆上双回路塔的方案中，存在室外配电装置安全净距的问题。根据《3~110kV高压配电装置设计规范》GB50060-2008中的规定，“平行的不同时停电检修的无遮栏带电部分之间”应采用D值。

4.1上铁塔设备的荷重

电缆上铁塔的设备荷重，包括电缆及其附件质量和避雷器及其连接附件质量。在工程设计中，容易忽视上铁塔设备的重量。另外，还需要考虑所有塔上设备的侧向风压，以及检修荷重对铁塔的影响。

4.2110kV电缆上塔的主要控制条件

高压电缆和高压电缆终端的选型，以及电缆的载流量，对11OkV电缆上铁塔的设计影响巨大。在具体工程设计中，采用交联聚乙烯电缆、干式电缆终端，电缆载流量小于1000A，110kV电缆上铁塔的设计方案才能实现。主要原因在于干式电缆和干式电缆终端的运行维护工作量较小，1000A以下的载流量损耗小。对于高压充油电缆及其终端，为防止绝缘变质，需要大量的防漏、补油、防潮等运行维护工作，工作量大量增加。此时，采用电缆终端安装在铁塔上的方案，运行维护十分不便。因此，电缆终端安装在铁塔上应采用干式电缆和干式电缆终端。在油田110kV电缆线路的设计中，电缆采用YJLW03-Z64/110kV1x400，载流量在600~700A，电缆终端采用干式，电缆上塔的设计方案达到要求。

5结论

（1）110kV高压电缆上铁塔，避雷器可以采用软连接或固定连接两种方式。其中软连接方式对铁塔的整体设计影响较小，采用固定连接方式则影响相对较大。

（2）在工程设计中应考虑电缆上铁塔的设备荷重，包括电缆及其附件质量和避雷器及其连接附件质量，同时提交给相关专业对铁塔基础进行设计。

（3）采用电缆沿铁塔敷设的方式，可以简化塔上电力设施的布置，并满足双回路塔的D值。

（4）由于干式电缆和干式电缆头的运行维护量较小，才使110kV电缆上铁塔的安装方式成为可能。为适应这种安装方式，线路型避雷器，采用倒装的安装方式。

参考文献

[1]《电力工程电缆设计规范》，GB50217-2010.

[2]《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T620-1997.

[3]《110kV电缆与铁塔线路连接及应用》东北电力设计院张树森，张宝海吉林电力第五期，2004年.