电力电缆的敷设方法多种多样,根据电缆的类型、安装方式而不同,如直埋、穿管、排管、电缆沟(隧道)、竖井、架空桥架等。 电力电缆采用穿管敷设,在火力发电厂中运用得非常广泛。但采用该敷设方式时,应考虑其允许的最大管长,且应按不超过电缆允许拉力和侧压力进行计算。 虽然GB 50217 - 2018《电力工程电力设计标准》和DL / T 5221 - 2016《城市电力电缆线路设计技术规定》给出了电缆牵拉力的计算公式,但公式中涉及的参数较多,加上工程中情况多样,导致参数取值复杂,手工计算在工程中无法推广执行。目前大多按以往经验控制管长,1个、2个及3个直角弯时的最大允许管长一般分别按30 m、20 m、15 m左右控制,缺乏规范手册依据。
电力电缆的敷设方法多种多样,根据电缆的类型、安装方式而不同,如直埋、穿管、排管、电缆沟(隧道)、竖井、架空桥架等。
电力电缆采用穿管敷设,在火力发电厂中运用得非常广泛。但采用该敷设方式时,应考虑其允许的最大管长,且应按不超过电缆允许拉力和侧压力进行计算。
虽然GB 50217 - 2018《电力工程电力设计标准》和DL / T 5221 - 2016《城市电力电缆线路设计技术规定》给出了电缆牵拉力的计算公式,但公式中涉及的参数较多,加上工程中情况多样,导致参数取值复杂,手工计算在工程中无法推广执行。目前大多按以往经验控制管长,1个、2个及3个直角弯时的最大允许管长一般分别按30 m、20 m、15 m左右控制,缺乏规范手册依据。
电缆受力允许值
电缆最大允许牵引力原则上按电缆受力材料抗张强度的1 / 4计算,该强度乘以材料的截面积为最大牵引力。在以下各种材料时,单芯电缆相应的最大允许牵引力值为:
导体如采用空心结构,如单芯充油电缆,为了不使空心结构变形,导体截面积大于400 mm 2 ,其最大允许牵引力以小于27 kN为宜。
橡塑电缆的主绝缘外面通常都有一层聚氟乙烯外护套,虽然主绝缘的允许牵引强度比外护套小,但后者的截面积和主绝缘截面积相比,比例较大。此外橡塑材料不如金属材料容易发生永久变形,因此可以全部采用7N / mm 2 作为允许牵引强度。牵引力同时作用在电缆的不同材料时,允许值只计算其牵引强度较大的一种及其截面积。装有牵引端时允许拉力只计算导体允许张力。
另外DL / T 5221 - 2016给出了不同电缆敷设方法的最大牵引力,如表1所示。
最大允许侧压力分为滑动允许值和滚动允许值,前者适用于弯曲部分采用弧形板并涂抹润滑油或钢管电缆、排管电缆,后者用于角尺滚轮,最大侧压力允许值如表2所示。
在没有实测数据时,牵引力计算式中的摩擦系数可参照表3所列数值。
最大允许管长计算
GB 50217 - 2018中对电缆穿管的基本要求:① 每管宜只穿1根动力电缆;② 管的内径不宜小于电缆外径的1.5倍。
本文将针对不同截面的 0.6 / 1 kV XLPE三相铜芯电缆,结合ETAP软件,对敷设时经常遇到的1个、2个以及3个直角弯的拉力情况进行计算,并校验最大管长。火力发电厂及输变电工程一般采用镀锌钢管作为保护管,经咨询施工单位,0.6 / 1 kV XLPE电缆当截面小于95 mm 2 时,通常采用钢丝网套敷设方法;截面95 mm 2 及以上时,通常采用牵引头敷设方法。民用一般采用PVC管作为穿管敷设时的保护管,电缆截面一般不超过50 mm 2 。
1个直角弯敷设路径如图1所示。最大允许管长如表4所示。
2个直角弯敷设路径如图2所示。最大允许管长如表5所示。
3个直角弯敷设路径如图3所示。最大允许管长如表6所示。
1个、2个及3个直角弯敷设时的最大允许管长对比,如图4、图5所示。
总结及建议
当采用镀锌钢管和PVC管作为电缆保护管的穿管敷设方式时,结合ETAP软件,针对敷设时经常遇到的1个、2个及3个直角弯的拉力情况进行计算,并对最大允许管长进行校验,得出结论如下:
a.当只有1个直角弯时,随着导体截面的增加,由于导体的抗拉能力加强,最大允许管长加大。
b. 当有2个或3个直角弯时,随着导体截面的增加,虽然导体的抗拉能力加强,但直角弯对其影响凸显。最大允许管长可参考文中提供数据,也可结合计算确定。
c.随着直角弯数量的增加,最大允许管长逐渐变小。
d.采用牵引头敷设方法时,最大允许管长对直角弯数量更敏感。
另外,当电缆截面较大、需严格控制施工工程量时,建议结合计算来确定最大允许管长。