110kV電纜穿管的敷設(shè)

目前，國內(nèi)110 kV電纜敷設(shè)方式種類很多，如直埋敷設(shè)、穿管敷設(shè)、隧道敷設(shè)等，而在北京地區(qū)110 kV電纜主要采用隧道內(nèi)敷設(shè)的方式。電纜在隧道內(nèi)敷設(shè)其運(yùn)行條件較好，環(huán)境溫度基本恒定，施工便利，且便于管理維護(hù)。但是，地下電力隧道造價(jià)較高。如果在市區(qū)內(nèi)主干線網(wǎng)路徑上，有多路電纜敷設(shè)其中，隧道尚能體現(xiàn)其優(yōu)越性，且經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)也較合理。然而隨著市區(qū)內(nèi)主干網(wǎng)路徑上隧道已近飽和，而電纜網(wǎng)目前正迅速的向市區(qū)以外擴(kuò)展延伸，如三環(huán)、四環(huán)外，甚至五環(huán)外的許多經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)內(nèi)的電纜網(wǎng)系統(tǒng)，其總體規(guī)劃已近全面，如采用隧道敷設(shè)則一次性投資過多，且電纜總數(shù)也不多，這就不具有經(jīng)濟(jì)合理性，在一定程度上造成了投資方的浪費(fèi)。因此，我們很有必要在北京地區(qū)發(fā)展適合110 kV電纜的另一種可以推廣的敷設(shè)方式。這種新型敷設(shè)方式首先在造價(jià)方面應(yīng)較為經(jīng)濟(jì)，其次在施工、運(yùn)行、維護(hù)等方面具有其可行性，同時(shí)還應(yīng)具有可重復(fù)使用的特點(diǎn)，減少地面開挖的次數(shù)。 

經(jīng)過近年來配網(wǎng)工程中管井敷設(shè)電纜的大量實(shí)踐，尤其是在三環(huán)入地工程中大量新型管材的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)電纜的管井敷設(shè)在許多方面均具有較好的特性：管井本體的投資較為經(jīng)濟(jì)，一次建成后可敷設(shè)多路電纜，且可避免重復(fù)的地面開挖。目前國內(nèi)在上海、廣東等地區(qū)已有許多110 kV電纜工程采用穿管敷設(shè)方式，因此110 kV穿管敷設(shè)已具有較豐富的實(shí)施及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。 

1 110 kV電纜的穿管敷設(shè) 

1.1 載流量 

電纜的敷設(shè)方式會(huì)直接影響到電纜的載流量，其主要原因在于不同敷設(shè)方式下，電纜周圍媒質(zhì)的熱阻不同。就運(yùn)行中的電纜而言，要確定電纜的溫升，不僅應(yīng)知道電纜本身各組成部分的熱阻，而且還應(yīng)知道電纜周圍媒質(zhì)的熱阻，即單位熱流從電纜表面散發(fā)到電纜周圍媒質(zhì)中所產(chǎn)生的溫差。這一溫差往往成為限制電纜輸送容量的主要因素之一。 

我們可以以一個(gè)實(shí)際工程的例子來比較一下同一電纜線路穿管敷設(shè)與隧道（空氣）中敷設(shè)的載流量比較，本例是朝陽門—隆福寺110 kV電纜工程中山東電纜廠提供的在不同敷設(shè)條件下、不同環(huán)境溫度下電纜載流量的數(shù)據(jù)。 

表1～3是 ZR-YJQ02 64/110 kV 1×800 mm2電纜在不同情況下水平排列的載流量。 

敷設(shè)條件說明: 

·電纜相同間距：平行敷設(shè)，200 mm； 

·PVC穿管直徑：180 mm(內(nèi))200 mm(外)； 

·電纜敷設(shè)深度：1000 mm； 

·土壤熱阻：1.0 Km/W； 

·三根PVC管水平排列。 

從表1～3可看出電纜采用穿管敷設(shè)會(huì)比在空氣中敷設(shè)輸送容量降低500～600 A，約50%左右。 

1.2 電纜的熱機(jī)械性能 

電纜在運(yùn)行時(shí)，由于線芯溫度變化引起的熱脹冷縮所產(chǎn)生的機(jī)械力十分巨大。這一機(jī)械力對(duì)安全運(yùn)行是一個(gè)很大的威脅，因此必須在設(shè)計(jì)時(shí)加以考慮。 

電纜敷設(shè)于隧道中，我們多數(shù)采用蛇形敷設(shè)，從而降低線芯在膨脹時(shí)所產(chǎn)生的推力。然而電纜采用穿管敷設(shè)時(shí)，由于敷設(shè)空間受限制，無法采用全線蛇形敷設(shè)，因此只能采用在終端頭或接頭附近以及電纜的轉(zhuǎn)變處將電纜敷設(shè)成波浪形的方法留出一定裕度，從而減少線芯的熱脹冷縮對(duì)終端頭或接頭處的推力。 

1.3 電纜牽引力計(jì)算 

在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)時(shí)必須計(jì)算電纜的牽引力或允許牽引長度，目前一般各電纜生產(chǎn)廠家都提供電纜的允許牽引力。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)計(jì)算工程實(shí)際情況下的最大允許牽引長度。這一長度是決定電纜生產(chǎn)盤長的主要因素之一。雖然有些因素在設(shè)計(jì)時(shí)無法確定，但參照已有的數(shù)據(jù)，可以大致得出允許的牽引長度和合理的牽引方式、位置和牽引設(shè)備的容量，以防止在牽引時(shí)損壞電纜。 

對(duì)于交聯(lián)電纜而言，多數(shù)是以放線機(jī)牽引牽引頭來敷設(shè)電纜。牽引頭是安裝于電纜端部的一個(gè)密封套頭，是牽引電纜時(shí)將牽引力過渡到電纜導(dǎo)體的連接件。這種敷設(shè)方式下，牽引力作用在線芯上，銅線芯的抗張強(qiáng)度約為240 N/mm2，允許的最大牽引強(qiáng)度為70 N/mm2，因此作用在銅線芯上的牽引力不能超過按截面積的70 N/mm2。 

有拐彎的電纜線路，當(dāng)牽引力作用在電纜上時(shí)在彎曲部分的內(nèi)側(cè)，電纜受到牽引力的分力和反作用力的作用而受到壓力，這就是側(cè)壓力，如側(cè)壓力過大將會(huì)壓扁電纜。側(cè)壓力為牽引力和彎曲半徑之比。一般而言，交聯(lián)電纜在施工中最大側(cè)壓力為3 kN/m左右。因此在牽引時(shí)，在彎曲部分要避免出現(xiàn)過大的側(cè)壓力以免壓壞外護(hù)層而影響絕緣性能。 

計(jì)算電纜牽引力時(shí)，通常將路徑較復(fù)雜的電纜線路，分解為幾種最簡單的基本彎曲類型，分別加以計(jì)算，最后將各部分的牽引力相加后，即得整段電纜的牽引力。 

以下列出幾條常用的牽引力計(jì)算公式：水平垂直牽引 

T= μWL 

水平彎曲牽引 

T2 = WRsinh[μΦ + sinh-1（T1/WR)] 

側(cè)壓力計(jì)算公式 

P = T/R 

式中 T——牽引力（kg）； 

μ——摩擦系數(shù)； 

W——電纜每米重量（kg/m）； 

L——電纜長度(m)； 

q——彎曲部分的圓心角(rad)； 

T1、T2——彎曲前的牽引力(kg)； 

R——電纜的彎曲半徑(m);

P——側(cè)壓力(kg/m)。 

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