110kV电缆穿管的敷设

目前，国内110 kV电缆敷设方式种类很多，如直埋敷设、穿管敷设、隧道敷设等，而在北京地区110 kV电缆主要采用隧道内敷设的方式。电缆在隧道内敷设其运行条件较好，环境温度基本恒定，施工便利，且便于管理维护。但是，地下电力隧道造价较高。如果在市区内主干线网路径上，有多路电缆敷设其中，隧道尚能体现其优越性，且经济技术指标也较合理。然而随着市区内主干网路径上隧道已近饱和，而电缆网目前正迅速的向市区以外扩展延伸，如三环、四环外，甚至五环外的许多经济开发区内的电缆网系统，其总体规划已近全面，如采用隧道敷设则一次性投资过多，且电缆总数也不多，这就不具有经济合理性，在一定程度上造成了投资方的浪费。因此，我们很有必要在北京地区发展适合110 kV电缆的另一种可以推广的敷设方式。这种新型敷设方式首先在造价方面应较为经济，其次在施工、运行、维护等方面具有其可行性，同时还应具有可重复使用的特点，减少地面开挖的次数。 

经过近年来配网工程中管井敷设电缆的大量实践，尤其是在三环入地工程中大量新型管材的应用，发现电缆的管井敷设在许多方面均具有较好的特性：管井本体的投资较为经济，一次建成后可敷设多路电缆，且可避免重复的地面开挖。目前国内在上海、广东等地区已有许多110 kV电缆工程采用穿管敷设方式，因此110 kV穿管敷设已具有较丰富的实施及运行经验可以借鉴。 

1 110 kV电缆的穿管敷设 

1.1 载流量 

电缆的敷设方式会直接影响到电缆的载流量，其主要原因在于不同敷设方式下，电缆周围媒质的热阻不同。就运行中的电缆而言，要确定电缆的温升，不仅应知道电缆本身各组成部分的热阻，而且还应知道电缆周围媒质的热阻，即单位热流从电缆表面散发到电缆周围媒质中所产生的温差。这一温差往往成为限制电缆输送容量的主要因素之一。 

我们可以以一个实际工程的例子来比较一下同一电缆线路穿管敷设与隧道（空气）中敷设的载流量比较，本例是朝阳门—隆福寺110 kV电缆工程中山东电缆厂提供的在不同敷设条件下、不同环境温度下电缆载流量的数据。 

表1～3是 ZR-YJQ02 64/110 kV 1×800 mm2电缆在不同情况下水平排列的载流量。 

敷设条件说明: 

·电缆相同间距：平行敷设，200 mm； 

·PVC穿管直径：180 mm(内)200 mm(外)； 

·电缆敷设深度：1000 mm； 

·土壤热阻：1.0 Km/W； 

·三根PVC管水平排列。 

从表1～3可看出电缆采用穿管敷设会比在空气中敷设输送容量降低500～600 A，约50%左右。 

1.2 电缆的热机械性能 

电缆在运行时，由于线芯温度变化引起的热胀冷缩所产生的机械力十分巨大。这一机械力对安全运行是一个很大的威胁，因此必须在设计时加以考虑。 

电缆敷设于隧道中，我们多数采用蛇形敷设，从而降低线芯在膨胀时所产生的推力。然而电缆采用穿管敷设时，由于敷设空间受限制，无法采用全线蛇形敷设，因此只能采用在终端头或接头附近以及电缆的转变处将电缆敷设成波浪形的方法留出一定裕度，从而减少线芯的热胀冷缩对终端头或接头处的推力。 

1.3 电缆牵引力计算 

在实际的工程设计时必须计算电缆的牵引力或允许牵引长度，目前一般各电缆生产厂家都提供电缆的允许牵引力。因此，设计人员应计算工程实际情况下的最大允许牵引长度。这一长度是决定电缆生产盘长的主要因素之一。虽然有些因素在设计时无法确定，但参照已有的数据，可以大致得出允许的牵引长度和合理的牵引方式、位置和牵引设备的容量，以防止在牵引时损坏电缆。 

对于交联电缆而言，多数是以放线机牵引牵引头来敷设电缆。牵引头是安装于电缆端部的一个密封套头，是牵引电缆时将牵引力过渡到电缆导体的连接件。这种敷设方式下，牵引力作用在线芯上，铜线芯的抗张强度约为240 N/mm2，允许的最大牵引强度为70 N/mm2，因此作用在铜线芯上的牵引力不能超过按截面积的70 N/mm2。 

有拐弯的电缆线路，当牵引力作用在电缆上时在弯曲部分的内侧，电缆受到牵引力的分力和反作用力的作用而受到压力，这就是侧压力，如侧压力过大将会压扁电缆。侧压力为牵引力和弯曲半径之比。一般而言，交联电缆在施工中最大侧压力为3 kN/m左右。因此在牵引时，在弯曲部分要避免出现过大的侧压力以免压坏外护层而影响绝缘性能。 

计算电缆牵引力时，通常将路径较复杂的电缆线路，分解为几种最简单的基本弯曲类型，分别加以计算，最后将各部分的牵引力相加后，即得整段电缆的牵引力。 

以下列出几条常用的牵引力计算公式：水平垂直牵引 

T= μWL 

水平弯曲牵引 

T2 = WRsinh[μΦ + sinh-1（T1/WR)] 

侧压力计算公式 

P = T/R 

式中 T——牵引力（kg）； 

μ——摩擦系数； 

W——电缆每米重量（kg/m）； 

L——电缆长度(m)； 

q——弯曲部分的圆心角(rad)； 

T1、T2——弯曲前的牵引力(kg)； 

R——电缆的弯曲半径(m);

P——侧压力(kg/m)。 

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