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在敷設礦用電纜時常見的問題以及解決方法

2022-10-19

隨著負荷電流的變化以及環境溫度的變化,礦用電纜也會發生熱伸縮,其中因線芯的熱脹冷縮從而產生的非常大的熱機械力,電纜線的芯截面積越大,其所產生的熱機械力也會越大;同時線芯和金屬護套還會因為熱脹冷縮的多次循環,從而產生蠕變。熱伸縮對電力電纜的運行會構成相當大的威脅,會造成運行電纜的位移、滑落乃至損壞電纜及其附件。目前國內己經選用的很大的電纜截面為7X1600mm,因此我們必需重視大截面電纜的熱伸縮問題了。

現在礦用電纜廠家將會對各種敷設方式下的電纜熱伸縮對安全運行帶來的威脅作一些簡單的分析:

(1)在直埋敷設的時候,電纜會受到周邊土壤的限制,整根電纜根本無法產生位移,于是線芯將會在熱機械力的作用下在線路的兩個末端產生非常大的推力,引起末端的位移,從而對電纜附件的安全構成相當大的威脅。

(2)在徘管敷設的時候,電纜因為不會受到橫向的約束,在熱機械力的作用下電纜將會產生彎曲變形;電纜也隨著電纜溫度的不斷變化,彎曲變形的情況也會反復地出現,使電纜的金屬護套產生疲勞應變。

(3)在隧道敷設的時候,電纜一般會均放在支架上,不作剛性的固定,因此電纜的熱伸縮也會比較大,在斜面敷設的時候很容易出現滑落的現象;在電纜的彎曲處容易出現相當嚴重的位移;電纜也會隨著電纜溫度的不斷變化,反復的出現彎曲變形,使電纜的金屬護套產生疲勞應變。

(4)在豎井敷設的時候,電纜的自重以及熱機械力有可能使金屬的護套產生過分的應變反應,從而嚴重地縮短電纜的使用壽命。


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(5)在市政橋梁敷設的時候,若電纜敷設在橋內的排管中,則會存在與排管敷設相同的問題;若電纜敷設在橋的箱梁中,則會發生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和振動的影響,從而加速電纜的金屬護套的損壞。

對以上敘述的危害應該采取相應的對策才行,必需先從電纜和其附件的設計、生產環節,電纜線路的設計以及施工等幾個方面入手。

(1)礦用電纜及其附件。為了減少大截面電纜的熱伸縮,電纜線芯可以采用分裂導線,不僅能減小線芯本身的損耗,而且在單位面積上產生的熱機械力也比其他形式的導線要小很多。電纜附件的設計必需要考慮能承受電纜的熱機械力但是不會不損壞這一條件。

(2)電纜的金屬護套目前有鋁護套和鋁合金護套這兩種,它們的性能卻有很大區別:鋁護套和鋁合金護套相比更能提高電纜的運行性能,故除了一些對防腐要求特別高的工程,一般的電纜金屬護套應該選擇鋁護套為上上之策。

(3)直埋敷設的電纜在其臨近終端的位置,就像變電站的電纜層內,可作蛇形狀地敷設,可以起到吸收變形,減小末端推力的作用;在其支架處應該作剛性固定,用來防止終端因電纜的位移從而造成損壞的后果。

(4)排管敷設大截面的電纜時候,為了阻止電纜產生彎曲變形可以對敷有電纜的排管內部填入膨潤土。然后在工井的排管出口的位置可以作擾性地固定,在電纜接頭的兩側需要作剛性地固定,起到保護電纜接頭的安全的作用。

(5)隧道內的電纜可以作蛇形敷設,用來吸收由熱機械力帶來的變形效果,在斜面敷設的時候電纜需要固定,接頭兩側的電纜也需套作剛性固定,用來保護電纜接頭的安全。

(6)豎井內的大截面電纜可以借助夾頭作蛇形地敷設,在豎井的頂端作懸掛式固定,起到吸收熱機械力帶來的變形的效果。

(7)市政橋梁所要敷設的電纜必需選用鋁護套,用來降低橋梁振動對電纜的金屬護套造成的疲勞應變,敷設方式可以參照排管或者隧道,需注意的是,在我們考慮電纜熱伸縮的同時,還需要考慮橋梁的伸縮,在橋梁伸縮的夾縫處、上下橋梁的位置必需采取撓性固定或者選用可以讓電纜伸縮自如的排架。

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