±800 kV换流站新型防沙电缆沟设计

赵 捷，张玉明，常 伟

(中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司，西安 710075)



工程应用

±800 kV换流站新型防沙电缆沟设计

赵 捷，张玉明，常 伟

(中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司，西安 710075)

针对新疆、甘肃等戈壁风沙较大地区建设的变电站或换流站，已有封闭防沙电缆沟盖板的模板架立与拆除、电缆支架焊接和电缆敷设困难、操作空间小、施工慢等问题，结合哈密南±800 kV换流站工程，提出了一种新型埋入地下并可检修的防沙电缆沟,并与已有封闭型防沙电缆沟进行技术经济比较，结果表明：新型防沙电缆沟，施工方便，节省工期，节约工程量，具有良好的经济和社会效益。

换流站；防沙电缆沟；技术经济分析

随着特高压直流输电示范工程的投运，我国特高压直流输电工程技术日臻成熟，其工程建设也从示范阶段进入全面建设阶段[1]。哈密南-郑州±800 kV特高压直流输电工程西起新疆哈密，东至河南郑州。该工程的正式投运，标志着“疆电外送”首个特高压高速通道就此打开，其中的哈密南±800 kV换流站为该工程送端换流站[2]。

在新疆、河西走廊等戈壁滩风沙较大的地区，风沙天气对变电站电气设备、构支架、建筑物等均有较大影响，威胁着工程的安全运行[3-4]。目前已经建设投运的变电站或换流站，为防止沙土进入电缆沟，均设计成封闭电缆沟，即将电缆沟盖板与电缆沟底板侧壁分两次浇筑成整体，电缆沟长度方向每隔6～8 m设计一个可开启的花纹钢盖板便于检修。该种型式电缆沟断面小，其中的操作空间小，浇筑盖板的模板架立与拆除、电缆支架焊接和电缆敷设都比较困难，不利于加快施工进度且电缆敷设降效费用较高。在哈密南±800 kV换流站，通过技术经济对比，设计了一种新型埋入地下并可检修的防沙电缆沟，回避了浇筑盖板的模板架立和拆除，电缆沟在敞口状态下电缆支架焊接和电缆敷设方便，减小了施工难度，加快了施工进度，节省了工程造价。

1 哈密南换流站气象条件

哈密南±800 kV换流站位于我国新疆东部的哈密市西南部,站址为荒漠戈壁滩，远离海洋，无植被，属温带大陆性极干旱气候，主要气候特征是：夏季燥热，冬季寒冷，降雨量少，风沙大。据哈密气象站多年常规气象统计可知：近10年年平均风速2.8 m/s，最大风速26 m/s，年平均沙尘暴日数6天，年最多沙尘暴日数达43天，年平均大风日数13天，年平均最多大风日数49天。

2 已有封闭防沙电缆沟

该种类型电缆沟的盖板仍高出场地设计标高100 mm，电缆沟兼做巡视走道。与常规电缆沟区别在于：为了防止沙土从盖板缝进入电缆沟，电缆沟盖板与电缆沟底板侧壁分两次支模浇筑，形成一个封闭的矩形空间；同时，沿电缆沟长度方向每隔6～8 m设计一个可开启的花纹钢盖板，便于检修。与常规电缆沟相同，此种电缆沟沟底纵向设计有排水坡度，因此电缆沟在深度上是变断面的。

施工顺序及工艺为：电缆沟基坑开挖→打垫层→电缆沟支模板及绑扎钢筋→电缆沟底板及侧壁混凝土浇筑与养护→沟顶焊接角钢或扁钢框安装→电缆沟顶支模板→电缆沟盖板浇筑及养护。

该种封闭防沙电缆沟已经成功应用于交直流合建的银川东±660 kV换流变电站、格尔木±400 kV换流变电站等工程中。

3 新型地下防沙电缆沟

此种类型电缆沟设计与普通电缆沟几乎相同，不同的是将电缆沟埋入地下，电缆沟顶部有覆土，覆土厚度不小于100 mm，电缆沟断面保持不变，电缆沟底部纵向排水坡度通过沟顶覆土厚度匹配调节，即覆土厚度的变化坡度与沟底排水坡度一致，电缆沟深度等断面。电缆沟盖板为非包角钢或扁钢框的普通钢筋混凝土盖板，盖板现场预制，待支架焊接、电缆敷设完毕后再盖上盖板，板缝用水泥砂浆勾缝，然后覆土并对场地进行硬化处理(见图1)。另外，为了便于检修，沿电缆沟长度方向每隔6～8 m设置一个升到地面的检修人孔，检修人孔高出设计地面100 mm，人孔大小800 mm×800 mm。

施工顺序及工艺为：电缆沟基坑开挖→打垫层→电缆沟支模板及绑扎钢筋→焊接电缆支架及敷设电缆→预制盖板及扣盖板→盖板勾缝及人孔留设施工→电缆沟顶覆土→场地硬化处理。

图1 新型地下防沙电缆沟设计图

4 两种防沙电缆沟技术经济比较

4.1 技术性对比分析

4.1.1 已有封闭防沙电缆沟优缺点

优点：电缆沟高出场地设计标高100 mm，电缆沟埋深较浅，土方开挖工程量较小；电缆沟可兼做巡视走道。

缺点：电缆沟高出场地设计标高100 mm，阻挡了场地排水；采用(镀锌)包角钢边框做盖板侧模板费用高；盖板与电缆沟分两次整体浇筑，盖板模板架立与拆除、电缆支架焊接和电缆敷设都比较困难，降低了电缆敷设效率；变断面电缆沟需要变高度模板。

4.1.2 新型地下防沙电缆沟优缺点

优点：电缆沟埋入地面以下，电缆沟不会阻挡场地排水，这一点在南方雨量较大地区及湿陷性、盐渍土、膨胀土等特殊土地区尤显重要；电缆沟盖板采用普通钢筋混凝土盖板造价低；电缆盖板采用预制，减少了现场支护电缆盖板模板及浇筑的工序时间，加快了施工进度；先施工电缆沟，然后焊接电缆支架、敷设电缆，再加盖电缆盖板，免除了盖板现浇后空间狭小带来的土建、安装施工不便；均为活动盖板，扩建必要时可以开启，对未来的扩建带来了极大的便利；电缆敷设按正常方式，不需另外增加敷设费用。

缺点：电缆沟埋入地下，开挖深度较已有封闭防沙电缆沟深。

4.2 经济性分析

中国土地广阔，物质资源丰富，许多地区生产石榴。随着科技进步，信息的广泛传播，人们知道了各石榴产地。并且当今社会交通便捷，使得新鲜水果的跨地区销售成为了可能。许多石榴产区采取集约化或者提高技术来降低成本，使得外地石榴与当地的石榴在价格上同样具有竞争优势。因此不仅是国内，包括国外的石榴产区也成为了怀远石榴的竞争对手。

大型变电工程站区以1 000 mm×1 000 mm、1 200 mm×1 200 mm电缆沟数量居多，一般约占85%以上。下面对1 000 mm×1 000 mm、1 200 mm×1 200 mm两种电缆沟进行经济比较。

4.2.1 土建方面

套用预算定额，1 000 mm×1 000 mm(两种不同埋深)和1 200 mm×1 200 mm(两种不同埋深)的电缆沟每延米经济比较见表1、表2。在同一地区，电缆沟地基处理(如有的话)、垫层、配筋等基本相同，因此表中比较未包含地基处理、垫层及电缆沟钢筋。

从经济性比较可见，埋入地下电缆沟较已有封闭电缆沟每延米节省土建费用分别为74.69元、76.70元。

表1 1 000 mm×1 000 mm电缆沟每延米经济比较

表2 1 200 mm×1 200 mm电缆沟每延米经济比较

4.2.2 电气安装方面

对于已有封闭防沙电缆沟，电缆沟浇筑成封闭结构，电缆沟断面较小操作空间小，模板架立与拆除、电缆支架焊接和电缆敷设都存在明显的施工降效。对此，电气施工单位提出合同变更要求并增加了电缆敷设降效费用，参照投运工程的实际情况，结算时确定的降效费率见表3。

表3 已有封闭防沙电缆沟断面及对应的降效费率

从表3可以看出，封闭防沙电缆沟断面越小其增加的降效费用越高，1 400 mm×1 400 mm及以上的封闭防沙电缆沟断面不增加降效费用。本文就1 000 mm×1 000 mm及1 200 mm×1 200 mm断面对电缆敷设降效增加的费用进行初步估算，以往工程已经结算的1 000 mm×1 000 mm、1 200 mm×1 200 mm非封闭且出露地面的常规电缆沟电缆敷设费用约19.33元/m，则1 000 mm×1 000 mm、1 200 mm×1 200 mm已有封闭防沙电缆沟每延米增加电缆敷设费用分别约11.6元、5.8元。

通过以上土建、安装两方面经济比较，1 000 mm×1 000 mm、1 200 mm×1 200 mm新型埋入地下的防沙电缆沟较已有封闭防沙电缆沟降低费用分别约86.29元/m、82.50元/m。

5 结语

通过以上技术经济比较，埋入地下的新型防沙电缆沟在施工方便、节省工期及费用等方面都比已有封闭防沙电缆沟优越。埋入地下的新型防沙电缆沟已经在哈密南±800 kV换流站成功应用，不仅方便施工，缩短了施工工期，而且在经济上取得了较好的效果。

[1] 张玉明，应捷，常伟，等．哈密南±800 kV换流站换流区域建构筑物结构设计[J]．中国电力，2014，47 (10)：7-14．

[2] 西北电力设计院．哈密南—郑州±800 kV特高压直流输电换流站工程(预)初步设计[R]．西安：西北电力设计院，2011．

[3] 康鹏，张益田，崔军立．沙尘对变电站安全运行影响分析及应对措施[J]．青海电力，2011，30 (7)：60-63．

[4] 吕文娟，陈乐，陈正时．青藏±400 kV格尔木换流站建筑节能及防风沙研究[J]．电网与清洁能源，2012，28 (2)：40-43．

(编辑 吴 娜)

Design of New Type Sand Control Cable Trench in ±800 kV Converter Station

For substations or converter station constructed in Gobi sand larger areas such as Xinjiang, Gansu,closed sediment control cable conduit are used.But there are some problems, such as the erect and dismantle of the template cover plate , cable bracket welding and cable laying are difficult, operating space is small, construction is slow.In the ±800 kV converter station in Hami south, we put forward a new kind of sand prevention cable trench that is buried and can be maintenanced. Technical and economic comparison are made between the two types of sand control cable trench,results show that the new type sand control cable trench can be constructed conveniently, save time, save quantities and has good economic and social benefits.

converter station; sand control cable trench; technical and economic analysis

2015-05-25

赵 捷(1978)，女，高级工程师，主要从事变电土建设计工作。

TM757.3

B

1009-5306(2015)05-0033-03