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電力電纜布线时热伸缩及其解决措施

2016-09-27

      随着负荷电流变化及环境温度变化,電力電纜会发生热伸缩,其中因线芯的热胀冷缩而产生非常大的热机械力,电缆线芯截面越大,所产生的热机械力就越大;同时线芯和金属护套还会因热胀冷缩的多次循环,而产生蠕变。热伸缩对電力電纜运行构成很大的威胁,会造成运行电缆位移、滑落,甚至损坏电缆及附件。我们必须重视大截面电缆的热伸缩问题。
現就各種敷設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)直埋敷設時,電纜因受到周邊土壤的限制,整根電纜無法産生位移,于是線芯將在熱機械力的作用下在線路的兩個末端産生很大的推力,引起末端位移,從而對電纜附件的安全構成極大威脅。
(2)徘管敷設時,電纜因不受到橫向約束,在熱機械力的作用下電纜將産生彎曲變形;電纜隨著電纜溫度的不斷變化,彎曲變形反複出現,使電纜金屬護套産生疲勞應變。
(3)隧道敷設時,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,在斜面敷設時易出現滑落現象;在電纜的彎曲處易出現嚴重位移;電纜隨著電纜溫度的不斷變化,還會反複出現彎曲變形,使電纜金屬護套産生疲勞應變。
(4)豎井敷設時,電纜的自重及熱機械力有可能使金屬護套産生過分的應變,從而縮短電纜的使用壽命。
(5)市政橋梁敷設時,若電纜敷設在橋內排管中,則存在與排管敷設相同的問題;若電纜敷設在橋的箱梁中,則存在與隧道敷設相同的問題,除外敷設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。
對上述危害應采取相應的對策必須從電纜及附件的設計、生産,電纜線路設計,施工等幾方面著手:
(1)電纜及附件。爲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,而且單位面積上産生的熱機械力亦比其他形式導線要小。電纜附件設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爲宜。
(3)直埋敷設的電纜在臨近終端處,如變電站電纜層內,可作蛇形敷設,以吸收變形,減小末端推力:在支架處應作剛性固定,以防止終端因電纜位移而損壞。
(4)排管敷設大截面電纜時,爲阻止電纜産生彎曲變形可向敷有電纜的排管內填充膨潤土。在工井的排管出口處可作擾性固定,在電纜接頭的兩側需作剛性固定,以保護電纜接頭的安全。
(5)隧道內電纜可蛇形敷設,以吸收由熱機械力帶來的變形,在斜面敷設時電纜需固定,接頭兩側電纜亦需作剛性固定,以保護電纜接頭的安全。
(6)豎井內的大截面電纜可借助夾頭作蛇形敷設,並在豎井頂端做懸挂式固定,以吸收由熱機械力帶來的變形。
(7)市政橋梁敷設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變,敷設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。