電力電纜布線時熱伸縮及其對策探討

2021-11-8 22:27:40

隨著負荷電流變化及環(huán)境溫度變化，電力電纜會發(fā)生熱伸縮，其中因線芯的熱脹冷縮而產(chǎn)生非常大的熱機械力，電纜線芯截面越大，所產(chǎn)生的熱機械力就越大;同時線芯和金屬護套還會因熱脹冷縮的多次循環(huán)，而產(chǎn)生蠕變。熱伸縮對電力電纜運行構(gòu)成很大的威脅，會造成運行電纜位移、滑落，甚至損壞電纜及附件。目前國內(nèi)己選用的最大電纜截面為7 X 1600 mm=,因此必須重視大截面電纜的熱伸縮問題。

現(xiàn)就各種敷設(shè)方式下電纜熱伸縮對安全運行帶來的威脅作一簡單分析：

（1〕直埋敷設(shè)時，電纜因受到周邊土壤的限制，整根電纜無法產(chǎn)生位移，于是線芯將在熱機械力的作用下在線路的兩個末端產(chǎn)生很大的推力，引起末端位移，從而對電纜附件的安全構(gòu)成極大威脅。

（2）徘管敷設(shè)時，電纜因不受到橫向約束，在熱機械力的作用下電纜將產(chǎn)生彎曲變形;電纜隨著電纜溫度的不斷變化，彎曲變形反復出現(xiàn)，使電纜金屬護套產(chǎn)生疲勞應(yīng)變

（3）隧道敷設(shè)時，電纜一般均放在支架上，不作剛性固定，故電纜的熱伸縮較大，在斜面敷設(shè)時易出現(xiàn)滑落現(xiàn)象;在電纜的彎曲處易出現(xiàn)嚴重位移;電纜隨著電纜溫度的不斷變化，還會反復出現(xiàn)彎曲變形，使電纜金屬護套產(chǎn)生疲勞應(yīng)變。

（4）豎井敷設(shè)時，電纜的自重及熱機械力有可能使金屬護套產(chǎn)生過分的應(yīng)變，從而縮短電纜的使用壽命。

（5）市政橋梁敷設(shè)時，若電纜敷設(shè)在橋內(nèi)排管中，則存在與排管敷設(shè)相同的問題;若電纜敷設(shè)在橋的箱梁中，則存在與隧道敷設(shè)相同的問題，除外敷設(shè)在橋梁上的電纜還會受到橋梁伸縮、振動的影響，從而加速電纜金屬護套的損壞。

對上述危害應(yīng)采取相應(yīng)的對策必須從電纜及附件的設(shè)計、生產(chǎn)，電纜線路設(shè)計，施工等幾方面著手。

(1)電纜及附件。為減少大截面電纜的熱伸縮，電纜線芯宜采用分裂導線，不僅能減小線芯的損耗，而且單位面積上產(chǎn)生的熱機械力亦比其他形式導線要小。電纜附件設(shè)計必須考慮能承受電纜的熱機械力而不損壞。

(2)電纜金屬護套目前有鋁護套和鋁合金護套兩種，它們的性能有較大區(qū)別:鋁護套與鋁合金護套相比可提高電纜的運行性能，故除防腐要求特別高的工程，一般電纜金屬護套以選擇鋁護套為宜。

(3)直埋敷設(shè)的電纜在臨近終端處，如變電站電纜層內(nèi)，可作蛇形敷設(shè)，以吸收變形，減小末端推力:在支架處應(yīng)作剛性固定，以防止終端因電纜位移而損壞。

(4)排管敷設(shè)大截面電纜時，為阻止電纜產(chǎn)生彎曲變形可向敷有電纜的排管內(nèi)填充膨潤土。在工井的排管出口處可作擾性固定，在電纜接頭的兩側(cè)需作剛性固定，以保護電纜接頭的安全。

(5)隧道內(nèi)電纜可蛇形敷設(shè)，以吸收由熱機械力帶來的變形，在斜面敷設(shè)時電纜需固定，接頭兩側(cè)電纜亦需作剛性固定，以保護電纜接頭的安全。

(6)豎井內(nèi)的大截面電纜可借助夾頭作蛇形敷設(shè)，并在豎井頂端做懸掛式固定，以吸收由熱機械力帶來的變形。

(7)市政橋梁敷設(shè)的電纜必須選用鋁護套，以降低橋梁振動對電纜金屬護套造成的疲勞應(yīng)變，敷設(shè)方式可參照排管或隧道，需要注意的是，在考慮電纜熱伸縮的同時，還需考慮橋梁的伸縮，在橋梁伸縮縫處、上下橋梁處必須采取撓性固定，或選用能使電纜伸縮自如的排架。