桥梁敷设高压电缆技术与应用

前言随着国家海洋战略的实施及海洋经济的发展,海岛供电、跨海输电的需求逐渐增加,由于海缆登陆海岸资源及海缆路由资源日趋紧张,利用跨海大长度桥梁作为电力通道走廊敷设高压电缆,成为跨海电力联网工程中较为经济的选择方案之一。同时国内城市电力建设的快速推进,利用城市内跨江、跨湖及城市交通桥梁敷设的高压电缆线路数量也在不断增长。因此,敷设在桥梁上的高压电缆线路是重要的电能输送通道,其重要性不言而喻,其运行可靠性关乎整个电网的安全运行,并且一旦桥梁电缆出现故障、抢修等工作耗时费力。高压电缆敷设在桥梁通道内时,其敷设施工及运行环境均有别于陆地上敷设运行的电缆线路。高压电缆在桥梁上其结构层额外承受长期的机械力的作用,如果对机械振动及位移处理不当,将加速电缆绝缘损伤及劣化,甚至导致电缆线路发生故障。目前,国内缺少系统介绍桥梁电缆线路相关研究工作及技术经验的资料,对于如何在设计和运维阶段提高桥梁通道内电缆线路运行可靠性是解决当前桥梁电缆线路应用的关键,也是国内电网公司等企业开展桥梁电缆线路建设和运维工作的迫切需求。本书以桥梁环境敷设运行的电缆线路为对象,结合国内浙江舟岱大桥220kV电缆线路、平潭岛公铁大桥220kV电缆线路等主要的桥梁电缆工程的建设经验,组织参与桥梁电缆线路相关专业研究人员、工程建设人员共同编写了本书,介绍桥梁电缆线路设计、施工及运行过程中的技术关键点,分享成果和经验,希望能为今后桥梁电缆建设工程提供有益参考。本书的编写单位包括中国电力科学研究院有限公司、国网浙江省电力有限公司舟山供电公司、天津大学、国网浙江省电力有限公司、国网福建省电力有限公司电力科学研究院、湖北省电力规划设计研究院有限公司、国网江西省电力有限公司电力科学研究院、江苏亨通高压海缆有限公司、哈尔滨理工大学等。此外,对参与编写的单位及人员、对提供资料和参与评审的专家致以诚挚谢意,对电力工业电气设备质量检验测试中心为本书出版给予的支持致以谢意。由于编者水平有限,书中若有疏漏不当之处,还请广大读者提出宝贵意见。编 者2023年12月

随着城市电网建设规模的快速增长与沿海岛屿的经济开发建设,在城市内的跨海、跨江的桥梁通道上建设高压电缆的线路工程越来越多。本书以桥梁敷设高压电缆线路相关技术领域的研究成果为基础,结合浙江舟山舟岱大桥220kV电缆线路工程建设实践经验,系统介绍了高压电缆线路在桥梁上的设计、敷设施工及运行维护的关键技术问题。
本书共分为7章,内容包括桥梁敷设电缆工程概况、桥梁敷设高压电缆工程设计与实例、桥梁敷设电缆的伸缩补偿、桥梁电缆敷设施工、桥梁电缆线路的运行维护、桥梁电缆线路的带电检测与状态监测、桥梁电缆的机械特性与振动特性分析。
本书可供从事电力电缆线路设计、建设、施工、运维的相关技术人员阅读使用,也可供电力电缆专业广大师生阅读。

中国电力科学研究院教授级工程师，主持完成了多项国家电网公司科技项目和重大工程技术支撑工作，主持完成国家自然基金面上项目、中国电科院创新基金项目、国网公司科技项目等。主导多项电力电缆设计施工、在线监测等方向的国家、行业标准编制。获得国家电网公司及湖北省等科技进步奖；发表论文50余篇，其中SCI检索7篇，EI检索28篇；申请发明专利15项，参编著作2部。参编《500kV交联聚乙烯绝缘海底电缆工程技术》 中国电力出版社 2020年10月

目录
前言
第1章 桥梁敷设电缆工程概况 1
11 国内桥梁敷设高压电缆工程的发展 1
12 国外桥梁敷设高压电缆工程的发展 9
第2章 桥梁敷设高压电缆工程设计与实例 14
21 桥梁电缆线路设计要点 14
22 典型桥梁电缆工程实例 18
23 舟岱大桥220kV电缆线路工程设计 22
24 舟岱大桥电缆线路钢平台设计 27
25 舟岱大桥电缆线路过电压及其保护措施 32
26 舟岱大桥电缆形式选择 37
第3章 桥梁敷设电缆的伸缩补偿 48
31 电缆伸缩补偿 48
32 应对大桥伸缩的电缆敷设措施 50
33 伸缩补偿装置 (OFFSET)理论设计 51
34 舟岱大桥电缆OFFSET装置整体设计方案 55
第4章 桥梁电缆敷设施工 63
41 施工准备 63
42 桥上施工 72
43 典型工程施工案例 90
44 舟岱大桥电缆工程施工 96
第5章 桥梁电缆线路的运行维护 102
51 桥梁电缆运维总体要求 102
52 巡视与维护 111
53 状态评价及检修 117
第6章 桥梁电缆线路的带电检测与状态监测 122
61 带电检测 122
62 本体及附件在线监测 130
63 通道在线监测 137
64 舟岱大桥电缆线路监测方案 148
第7章 桥梁电缆的机械特性与振动特性分析 155
71 桥梁电缆本体的电—热—力多场耦合仿真分析 155
72 桥梁电缆的动态响应分析 160
73 桥梁电缆OFFSET机构耦合动力学分析与测试 162
74 桥梁电缆结构动力学模型仿真分析与测试 170
75 电缆—支架动力学结构分析与测试 172
76 桥梁电缆结构减振试制与测试研究 176
参考文献 187

随着城市电网建设规模的快速增长与沿海岛屿的经济开发建设,在城市内的跨海、跨江的桥梁通道上建设高压电缆的线路工程越来越多。本书以桥梁敷设高压电缆线路相关技术领域的研究成果为基础,结合浙江舟山舟岱大桥220kV电缆线路工程建设实践经验,系统介绍了高压电缆线路在桥梁上的设计、敷设施工及运行维护的关键技术问题。
本书共分为7章,内容包括桥梁敷设电缆工程概况、桥梁敷设高压电缆工程设计与实例、桥梁敷设电缆的伸缩补偿、桥梁电缆敷设施工、桥梁电缆线路的运行维护、桥梁电缆线路的带电检测与状态监测、桥梁电缆的机械特性与振动特性分析。
本书可供从事电力电缆线路设计、建设、施工、运维的相关技术人员阅读使用,也可供电力电缆专业广大师生阅读。

中国电力科学研究院教授级工程师，主持完成了多项国家电网公司科技项目和重大工程技术支撑工作，主持完成国家自然基金面上项目、中国电科院创新基金项目、国网公司科技项目等。主导多项电力电缆设计施工、在线监测等方向的国家、行业标准编制。获得国家电网公司及湖北省等科技进步奖；发表论文50余篇，其中SCI检索7篇，EI检索28篇；申请发明专利15项，参编著作2部。参编《500kV交联聚乙烯绝缘海底电缆工程技术》 中国电力出版社 2020年10月