
电缆穿管敷设施工工艺
1.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1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-YJQ0264/11X800mm2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,200mm;
VC穿管直径:180mm(内)200mm(外);
电缆敷设深度:1000mm;
土壤热阻:1.0Km/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〜
600A,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240N/mm2,允许的最大牵引强度为70N/mm2,因此作用在铜线芯上的牵引力不能超过按截面积的70N/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3kN/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=口WL水平弯曲牵引T2=WRsinh[口①+sinh-1(T1/WR)]侧压力计算公式P=T/R式中T—一牵引力(kg);
m——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);
Tl、T2——弯曲前的牵引力(kg);
R——电缆的弯曲半径(m);
P侧压力(kg/m)。
由上述牵引力及侧压力计算公式可以看出,牵引力的大小与电缆盘长及弯曲半径有关。如要求电缆牵引力与侧压力在一定值范围以内,其盘长亦受到限制。同时在设计电缆线路时,必须对牵引力及侧压力事先加以核算,以免敷设过程中牵引力或侧压力超过允许值而损伤电缆。
1.4盘长设计
穿管敷设的电缆盘长的确定除了考虑生产、运输等方面的问题,在工程实际中主要的影响因素有两个:一是前面提到的牵引力的因素;另一个是接头井室井距的因素。
与电缆隧道敷设设计中均分盘长有所不同的是,电缆在穿管敷设时盘长除了应满足牵引力及侧压力要求以外,还应根据井位而确定。即在确定盘长前应准备测量井距,根据接头井
距的实际情况来确定盘长。如出现一组交叉互联中盘长有较大差异,应计算其不均衡电流是否满足要求。
2.埋管设计
2.1埋管断面
考虑到一次性投资及电缆容量的比例,埋管断面可以设计成28孔左右,布置形式为4X7f200较为合理。这种断面的埋管在一次性建成后最多可敷设8或6路1电缆,及若干电缆。可以看出其电缆排列容量较隧道相差不大。
2.2接地装置
管井的接地装置的设置取决于电缆的接头位置。区别于隧道全线设置接地扁铁,在管井中,仅需在接头井处设置接地装置,并使其保证所需接地电阻值,一般不可超过0.5W。
每个接头小室宜根据其长短做若干组接地极相联,其余施工放线井可根据实际情况,在井的四周辅设闭合接地网。如考虑单个接头井地网无法满足要求,可在接头井之间设置接地电缆,此接地电缆地敷设可占用1根管孔。
2.3井室设置
管井工程中按功能分包括有两种井室,即接头井室及施工放线井。接头井室顾名思意,即设置于电缆线路接头处,用于电缆各种接头的制作安装及固定。接头井之间还应设置施工竖井,其功能是在接头井之间的若干个施工放线井内利用某种机械或人力敷设电缆,进行电缆线路的施工。井室断面可设计为2mX2m,其长度应按其功能的不同而各异。
接头井室的主要功能是制作及安装接头,并将接头固定其中,对于1单芯电缆,每路电缆的每组接头为三只,考虑到接头尺寸及安装方便,接头相间距为5m,如遇大截面电缆接头,还应适当加大。根据1电缆一般盘长,应考虑每300〜500m设一个接头井室。如按28Xf200断面计算,接头井室的长度应在30m左右。
接头井室内应配有适当的支架或吊架,以及固定接头所需预埋件。另外,管与井的衔接处应考虑封堵,井室内应进行防水。接头井应设接地装置,在井室内两侧均应有接地扁钢与接地网连接,使接头处的接地电缆便于安全可靠接地。
考虑到电缆所能承受的牵引力及放线机械的牵引能力,一般电缆直线段间距50m可放置一
个施工放线井。另外,在转角处应设置施工放线井。由于施工放线井仅用于敷设电缆,其长度可设计为6m左右。井室内应配有适当的支架或吊架等附件,用于固定电缆。
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