Page 48 - 电力与能源2022年第三期

2 3 8 蔡龙晟: 适用于公里级高温超导电缆的电力工井设计

( 见图3 ), 履带式输送机的长度约1.2m , 因此, 在 ×20m , 在顶板开设人孔, 底板设置集水坑。此
考虑一定施工安装空间的条件下, 建议超导电缆 外, 为保证超导电缆钢管形接头能够吊装至接头
所利用的转角工井直线段需大于 2m , 即图 4 中 井内, 相较于常规工井, 额外增设可开启吊物孔,
L 标注的长度建议大于 2m 。 吊物孔采用电缆沟盖板形式。超导电缆中间接头
工井吊物孔设置示意如图 6 所示。

图 6 超导电缆中间接头工井吊物孔设置俯视示意图

2 超导电缆工井支架材料选择
图 3 履带式输送机外形尺寸
电缆横担主要用于支撑超导电缆, 是支架系
统中唯一与电缆直接接触的部件。一般而言, 电
缆横担所选用的材料必须能克服以下 3 个主要不
利因素。
2.1 电缆支架感应涡流
电缆支架感应涡流是指在电缆工程中若采用
图 4 转角工井内电缆布置俯视示意图( 单位: m )
普通钢材电缆支架, 对于交流单芯电缆, 电缆中的
1.4 对接头工井的改造
大电流会在支撑电缆的金属横担上产生感应涡流,
电缆的冷缩会使得电缆附件受到拉伸, 严重
从而使金属横担升温, 间接导致电缆外护套表面温
时将损坏电缆接头的绝缘性能, 造成超导电缆损
度升高, 周围媒质热阻增大, 影响电缆的输送容量。
坏。参考常规电缆接头, 其敷设时需通过接头抱
在高温超导电缆屏蔽层两端互联的情况下,
箍将接头固定于电缆支架, 接头两端电缆均采用
屏蔽通过电流与导体电流量值相同, 相位相反, 超
刚性固定形式, 随后设置弧形以吸收电缆热伸缩,
导电缆的屏蔽层外部无磁场。因此电缆周边不产
防止接头损坏。超导电缆也可采用与之类似的固
生涡流。
定方案: 采用抱箍或托架形式支撑固定中间接头,
2.2 环境腐蚀
接头两侧采用 1~2 个夹具进行刚性固定。
电力工井本体结构处于地下, 而示范工程所
接头两侧电缆使用夹具固定, 夹具后侧设置
在的上海地区地质条件普遍较差, 地下水位常年
一定的伸缩弧, 用以吸收电缆一部分的热伸缩量。
处于较高水平; 加之工井本体裂缝情况目前尚无
伸缩弧弯曲半径为 4.2m 时的一种布置方案( 见
有效办法完全杜绝。上海已建电力工井电缆工作
图5 ), 伸缩弧节点长约6.2m , 可通过加大接头区
环境普遍较为潮湿, 部分线路段甚至常年处于积
域尺寸来增加伸缩弧尺寸, 从而进一步增加可吸
水状态。电缆支架需要具有较高的耐久性要求。
收的热伸缩量。
经热浸镀锌处理的镀锌钢材、 复合材料、 工程塑料
及 0Cr18Ni9 不锈钢均具有较好的耐腐蚀性能。
2.3 电缆自重荷载及热机械力荷载
本工程所敷设超导电缆单位 质量约 40k g ·
-1
m , 因而每根支架承受的电缆自重荷载较大。
图 5 超导电缆接头布置俯视示意图( 单位: m ) 同时, 由于随着负荷电流变化及环境温度变
施工实施阶段, 电缆接头井应充分考虑电缆 化, 电力电缆会发生热胀冷缩, 产生电缆内部的热
接头组装用机具的尺寸, 以及电缆接头施工安装 机械力, 超导电缆输送电流越大, 所产生的热机械
空间等要素。因此, 为保证安装的作业空间, 示范 力也越大。

工程新建接头工井的尺寸拟定为 3.0m×1.9m ( 下转第 255 页)