CN105024333A - 一种电缆终端塔引线硬化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用管形母线硬化电缆终端塔引线的方法。常规引上线采用与架空线同型号的软导线引下，引下线多，给登塔作业带来不便；而且采用软导线引至横担的连接方式，现场施工时多次遇到导线对横担、耐张绝缘子串电气距离不足的情况。本发明采用和导线载流量匹配的管形母线沿塔身走线，管形母线与铁塔间采用支撑绝缘子支撑管形母线；在塔身转接至电缆终端及导线端时，依靠管形母线的刚度控制电气距离，然后利用软导线转接至电缆终端及导线耐张线夹上，吸收导线及耐张绝缘子串传递的振动和偏移。本发明采用管母硬化电缆终端塔引线的方式，更能有效避免由于软导线连接布置不到位引起的电气距离不足的现象。

Description

一种电缆终端塔引线硬化方法

技术领域

本发明涉及电缆终端塔引线硬化技术，尤其是一种利用管形母线硬化电缆终端塔引线的方法。

背景技术

电缆终端角钢塔是将架空线与电缆终端支架合为一体的塔型，把电缆终端支架安装在终端塔上，电缆终端头、避雷器、接地箱等设备安装在电缆终端支架(即平台)上，平台上的电气设备按照配电装置的安全距离布置。上、中相导线通过在塔身侧面主材设置支柱绝缘子，利用塔身宽度优势，沿着主材前后侧引下至平台与终端头连接；下相一般与布置在平台中间的电缆头直接连接，当平台与下横担距离较大时，可在塔身两主材间设置支柱绝缘子引下。

常规引上线采用与架空线同型号的软导线引下，引下线多，给登塔作业带来不便，架空引下导线跨距较大，长期受风力作用摆动，容易造成连接电缆终端头的铜铝过渡设备线夹疲劳而损坏；而且采用软导线引至横担的连接方式，对支柱绝缘子的安装位置及导线引线路由要求较高，现场施工时多次遇到导线对横担、耐张绝缘子串电气距离不足的情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是解决常规铁塔软导线引下方式造成的施工安装困难以及电气隐患，提供一种电缆终端塔引线硬化方法，其通过对常规铁塔软导线引下方式进行改进，采用管形母线替代软导线从塔头引下至电缆终端头处，以解决现有使用软导线引下时电气距离难以控制的问题。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种电缆终端塔引线硬化方法，其特征在于，采用和导线载流量匹配的管形母线沿塔身走线，管形母线与铁塔间采用支撑绝缘子支撑管形母线；在塔身转接至电缆终端及导线端时，依靠管形母线的刚度控制电气距离，然后利用软导线转接至电缆终端及导线耐张线夹上，吸收导线及耐张绝缘子串传递的振动和偏移。

所述的管形母线(以下简称管母)为通用的管形母线，主要作用是代替原引下方案的软导线。管母既有通过电流的作用，又有支撑硬化的作用。管母引下的优点是充分利用软、硬导体的特性，控制电气距离，减少塔上支撑绝缘子使用量大的情况。所述的支撑绝缘子与常规支撑绝缘子相同，主要作用是支撑管母，使管形母线在工作时与塔身绝缘。

现有软导线引下方案利用较多的支撑绝缘子保持电气距离，而本发明利用管母自身的刚度，减少支撑绝缘子数量，降低安装复杂的情况。

进一步，电缆终端与管形母线采用软导线连接时，管形母线侧采用管形母线T型线夹与软导线连接，电缆终端侧采用铜铝过渡线夹与软导线连接。

进一步，管形母线与管形母线对接时，采用氩弧焊接或管形母线连接金具。

进一步，所述的管形母线连接金具包括本体，所述的本体中空形成可放置上管母的第一内腔和可放置下管母的第二内腔，下管母与上管母套接，第二内腔与第一内腔相通，所述第一内腔与第二内腔的连接处形成一圈台阶。管形母线连接金具实现了两根不同管径管母套接后的电气连接及机械连接，从而可任意调节管母与架空线对接的位置，有效解决了管母连接操作困难和支撑绝缘子增加的难题。

进一步，所述的本体由对称的两部分对接而成，采用螺丝连接固定。螺丝既起到连接本体两部分的作用，也在压紧本体的同时间接起到压紧管母的作用。

进一步，所述的管形母线采用管内增加阻尼线的方式防振。

本发明具有的有益效果如下：本发明采用管母硬化电缆终端塔引线的方式，与普通软导线引下方案相比，具有载流量大，电晕起始电压高，无线电干扰小，资源节约的特点，更能有效避免由于软导线连接布置不到位引起的电气距离不足的现象。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的右侧视图。

图3为图2中A处放大图。

图4-5为本发明管形母线连接金具的结构示意图(图1中未画螺丝及本体两部分的对接线，图1的左半部分进行了对剖，图2中画了螺丝)。

图6-7为本发明管形母线连接金具使用时的结构示意图。

图中，1-管形母线，2-电缆终端，3-软导线，4-支撑绝缘子，5-管形母线连接金具，6-型线夹，7-铜铝过渡线夹，8-铁塔，51-本体，52-上管母，53-第一内腔，54-下管母，55-第二内腔，56-台阶，57-螺丝。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1-3所示的电缆终端塔引线硬化方法，采用和导线载流量匹配的管形母线1沿塔身走线，管形母线1与铁塔8间采用支撑绝缘子4支撑管形母线。在塔身转接至电缆终端2及导线端时，依靠管形母线的刚度控制电气距离，然后利用软导线3转接至电缆终端2及导线耐张线夹上，吸收导线及耐张绝缘子串传递的振动和偏移。

电缆终端2与管形母线1采用软导线3连接时，管形母线侧采用T型线夹6与软导线3连接，电缆终端侧采用铜铝过渡线夹7与软导线3连接。管形母线与管形母线对接时，采用管形母线连接金具5，如图4所示，圆柱形的本体51由对称的两部分对接而成，采用螺丝57连接固定。本体51中空形成可放置上管母52的第一内腔53和可放置下管母54的第二内腔55，下管母54套在上管母52外，第二内腔55与第一内腔53相通，第一内腔53与第二内腔55的连接处形成一圈台阶56。管形母线采用管内增加阻尼线的方式防振。

应用例

一.本发明以某110kV线路LGJ-300/25软导线匹配的硬化实施方案为基础说明，理论计算过程为：

1.气象条件

根据工程概况，本工程基本气象组合为线条基本风速37m/s，覆冰厚度0mm。

2.管母载流量选择

根据系统要求，110kV送出线路极限输送容量为120MVA，此时每相导线的负荷电流为653A，本工程管母选型以与导线载流量相匹配的定型管母为首要选择原则。

表2-1导线和管母的允许载流量对比

注：管母按不涂漆条件计算。

由上表可知，LDRE-Ф50/45铝镁合金管母与本工程导线载流量匹配。

3.管母对接金具选择

电缆终端-管母采用LGJ-300/25软导线连接，管母侧采用MGP-50管母T接头(即T型线夹)，电缆终端侧采用SY-335C铜铝过渡线夹。

LDRE-Ф50/45管母与LDRE-Ф60/64管母对接时，采用MG-50/60管母连接金具。

4.管母受力计算

管母材料为LDRE型铝镁合金管，比重g＝2.712g/cm3，管母截面系数W＝4.22cm3；短路电流峰值取40KA。工程位于地震烈度小于6度地区，不考虑地震引起的弯矩和应力超限。

下相管母长度4.5米，嵌固点间距4.1米；

中相管母长度13.5米，嵌固点间距6.5米；

上相管母长度21.0米，嵌固点间距14.0米。

4.1最大风时管母最大弯矩及应力分析

最大风时考虑上相管母嵌固间距最大，取l＝14.0米

风压： $f_v=a_c\·k_v\·D\·\frac{v_{\max }}{16}=1\·1.2\·0.05\·{37}^2/16=5.134(\mathrm{kg}/m)$

弯矩：M_sf＝0.125·f_v·l² _js·9.8＝0.125·5.134·14²·9.8＝1232.7(N·m)

应力： ${\mathrm{\σ}}_{\max }=100\frac{M_{\max }}{W}=100\frac{1232.7}{4.22}=29210.9(N/{\mathrm{cm}}^2)$

根据《电力工程电气设计手册》表8-1数据，铝镁合金最大允许应力为17000N/cm²，故最大风速时管母承受的最大应力满足要求。

4.2短路状态时管母所受最大弯矩

短路点取在下相引线与两侧引线之间，此时L＝6.5米。

内过电压风速时水平弯矩及风压：

M_sd＝0.125·f_d·l² _js·9.8＝0.125·10.2·6.5²·9.8＝527.9(N·m)

短路时母线所受最大弯矩及应力：

M'_sf＝0.125·f'_v·l² _js·9.8＝0.125·1.35·6.5²·9.8＝69.87(N·m)

$f_v=1.76\frac{{i^2}_{\mathrm{ch}}}{a}\mathrm{\β}=1.76\·\frac{{40}^2}{160}0.58=10.2(\mathrm{kg}/m)$

$M_d=\sqrt{{(M_{\mathrm{sd}}+{M^{\′}}_{\mathrm{sf}})}^2}=\sqrt{{(527.9+369.87)}^2}=597.8(N\·m)$

${\mathrm{\σ}}_{\max }=100\frac{M_d}{W}=100\frac{597.8}{4.22}=14165.2(N/{\mathrm{cm}}^2)$

故短路时最大应力满足要求。

4.3管母防振

因工程较为简单，管母采用管内增加阻尼线的方式防振，阻尼线型号采用JLB20A-50。

4.4管母挠度计算

$Y=\frac{5\·{\mathrm{ql}}^4}{384\·\mathrm{EJ}}=\frac{5\·5.134\·{14}^4\·{10}^6}{384\·7.1\·{10}^6\·10.6}34.1\mathrm{cm}$

可见14米跨距挠度最大风速时满足工频过电压时电气距离要求(支撑绝缘子高度1.3m，1.3-0.341＝0.959>0.25m)。

虽然最大风速与短路时管母应力均满足要求，但为控制大跨距管母长期运行产生的应力疲劳，电气设计规程要求挠度变化Y<0.5D，故增加1支支撑绝缘子，跨距7米左右，此时挠度为：

$Y=\frac{5\&CenterDot;{\mathrm{ql}}^4}{384\&CenterDot;\mathrm{EJ}}=\frac{5\&CenterDot;5.134\&CenterDot;7^4\&CenterDot;{10}^6}{384\&CenterDot;7.1\&CenterDot;{10}^6\&CenterDot;10.6}2.13\mathrm{cm}$

2.13<5*5，挠度满足要求。

4.5管母发热位移计算

管母总长度为21.0米时发热变形为：

Δl＝a_xΔt·l＝23.8·10^-6·90·21.0＝4.49cm

下嵌固点6.5米时发热变形为：

Δl＝a_xΔt·l＝23.8·10^-6·90·6.5＝1.39cm

由上可见，单单管母在0-90度温度变化过程中，将产生4.49cm变形，故考虑管母顶部设上下调节范围为5cm的滑动固定金具。由最下方起2个嵌固点按6.5m一个配置承载管母的重量(21.0m为20.985kg)，此时发热变形1.39m，考虑利用支撑绝缘子端部位移吸收。

5.管母连接方式

本工程设想的管母的使用成标准化配置，下端连接的管母采用A1＝4.5m、A2＝6.0m共两个型号，上端套接管母采用B＝3.0米一个型号，形成下列组合(见下表管母连接组合表)。

(注：本工程塔头上中下相层间高差各为6.9米，电缆支架对地高度6.5米。)

由上表可见，由3种不同长度的管材可以有效形成不同对接长度的硬连接管母，使之形成1.5米级差增加的连接长度适应塔型呼高。

Claims (6)

1.一种电缆终端塔引线硬化方法，其特征在于，采用和导线载流量匹配的管形母线(1)沿塔身走线，管形母线(1)与铁塔(8)间采用支撑绝缘子(4)支撑管形母线；在塔身转接至电缆终端(2)及导线端时，依靠管形母线的刚度控制电气距离，然后利用软导线(3)转接至电缆终端(2)及导线耐张线夹上，吸收导线及耐张绝缘子串传递的振动和偏移。

2.根据权利要求1所述的电缆终端塔引线硬化方法，其特征在于，电缆终端(2)与管形母线(1)采用软导线(3)连接时，管形母线侧采用T型线夹(6)与软导线(3)连接，电缆终端侧采用铜铝过渡线夹(7)与软导线(3)连接。

3.根据权利要求1或2所述的电缆终端塔引线硬化方法，其特征在于，管形母线与管形母线对接时，采用氩弧焊接或管形母线连接金具(5)。

4.根据权利要求3所述的电缆终端塔引线硬化方法，其特征在于，所述的管形母线连接金具管(5)包括本体(51)，所述的本体(51)中空形成可放置上管母(52)的第一内腔(53)和可放置下管母(54)的第二内腔(55)，下管母(54)与上管母(52)套接，第二内腔(55)与第一内腔(53)相通，所述第一内腔(53)与第二内腔(55)的连接处形成一圈台阶(56)。

5.根据权利要求4所述的电缆终端塔引线硬化方法，其特征在于，所述的本体(2)由对称的两部分对接而成，采用螺丝(57)连接固定。

6.根据权利要求1所述的电缆终端塔引线硬化方法，其特征在于，所述的管形母线采用管内增加阻尼线的方式防振。