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交联聚乙烯绝缘高压电缆在敷设过程中的一些分析
发布日期:2011-12-15  中国电力营销网   来源:中国电力营销网

引言

目前,我国XLPE电缆的用量及电压等级正在逐年上升,但因有的电缆敷设现场环境极其恶劣,加上电缆线路的敷设是一项十分复杂的工作,路径复杂,点多线长,在敷设过程中人为或某些客观原因容易造成电缆绝缘护套破损现象。而电缆护套一旦破损,一方面会使电缆金属套(或金属屏蔽层)形成接地回路,产生环流,从而使电缆金属套发热,降低电缆输送容量;另一方面由于破损处空气及水分的侵入,会加速电缆金属套腐蚀,而腐蚀处产生的电场集中,易于产生局部放电和引发电树枝,对电缆的长期运行安全造成威胁;此外破损处水分的侵入还会使主绝缘产生水树老化的几率增加,严重影响电缆寿命。因此对电缆敷设过程中外护套以及绝缘层的保护尤为重要。虽然交联聚乙烯电缆敷设具有不受外界影响、不占地面和空间、不影响市容观瞻、使用安全可靠等优点,在现代化建设过程中也得到了充分的使用,随着时间的延长其使用量也正逐渐增加。但是城市现代化建设的同时也带来了不少的问题,由于城镇人口稠密区、大型工厂、发电厂、煤矿、交通拥挤区、电网交叉区使得供电面积过小,使得多数供电需要利用电缆才能实现。而电力电缆工程具有很大的隐蔽性,当电缆出现故障后就给故障的诊断排除带来了很大的困难,不仅消耗时间长,而且并不能准确的找出问题,因而研究高压电力电缆施工质量的好坏在电网安全中极为重要。因此,本人结合自己实际敷设交联聚乙烯电力电缆的工作经验,对交联聚乙烯高压电缆施工中应注意的几个问题谈几点看法。

1交联聚乙烯绝缘电缆敷设时在路经上的选择

电缆线路的选择,主要应该从安全运行、经济和便于施工三方面来考虑。由于电缆工程投资较大,工程隐蔽,建成后要运行几十年,如果路径选择不当,将会给电缆运行带来一些不利影响,甚至会增加电缆故障次数,因此选择一条在经济上和技术上均为最佳、最合理的线路路径方案不仅要满足近期工程的需要,而且要满足城市和电力远景发展的需要。因此,电缆线路路径的选择极为重要,故电缆敷设路径的选择,在整个施工过程中是一个重要环节。

2交联聚乙烯电缆敷设前的准备

交联聚乙烯电缆的电缆工程施工应严格按照电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》操作,在施工前应注意以下几点。

①交联聚乙烯电缆敷设前应检查核对电缆的型号、规格是否符合设计要求,检查电缆线盘及其保护层是否完好,电缆两端有无受潮。②检查电缆沟的深浅,与各种管道交叉、平行的距离是否满足有关规程的要求,障碍物是否消除等。③确定电缆敷设方式及电缆线盘的位置。

3交联聚乙烯绝缘电缆的几种敷设方式

电缆敷设的现场管理工作比较复杂,涉及面广,需要各方面协调配合,而工作人员在敷设电缆工程时应结合实际的工程条件、环境因素、电缆类型、数量大小等多方面进行判断,在敷设过程要将安全、维护、经济等要素考虑在内,还要努力提高敷设工程的机械化程度,降低劳动强度和实现文明施工,这样对于电缆敷设的质量得到保证,也给用后的日常维护提供上了方便。各种敷设方都有其优缺点,取用何种敷设方式,由具体情况决定,一般要考虑城市及企业的发展规划,现有建筑物的密度,电缆线路长度,敷设电缆的条件及周围环境的影响等。

3.1直埋敷设

将电缆线路直接埋设在地下的敷设方式称之直埋敷设,其优点在于施工操作简单,投资少、施工方便和散热条件好,是目前最经济而广泛的一种敷设方式。其主要运用于市区人行道、绿地及建筑物边缘地带,但运用在市区敷设时应该注意以下几个方面:

①牵引电缆时首先检查线盘规格型号是否与设计相符合,并测量绝缘电阻良好;牵线时注意电缆弧度不小于电缆直径的20倍;电缆不可沿地面拖动滑行,防止拖伤外护层,一般可根据电缆型号规格合理安排人员进行拖动前行,转角处应用滑轮弯好弧度。

②将沟底电缆表面与地面之间的距离控制在0.7-1.0m,清除缆沟底部的杂质,向沟底铺设软土或细砂,厚度为100mm。当电缆敷设在沟中结束后需要适当地松弛,将松弛长度控制在全长的O.5~1%,周围应铺以100mm软土或细砂,同时在上方加盖水泥保护板,其宽度应超出电缆直径两侧各50mm。当缆沟回填至沟深接近一半时需要设置相应的电缆标志带,回填土过程中要注意分层夯实。当这些敷设工作结束后需在转弯处、接头处和直线部分每隔50~1OOm处埋设电缆标桩一个,标明电缆具体位置并且在电缆平面图上标明标准位置和编号,以便运行维护。

③电缆敷设中如果需通过公路,必须设置保护管,管的内径不小于电缆外径的1.5倍,且不得小于100 mm。管长除跨越公路宽度外,一般应两端各伸出2m,需保持管口光滑,将两端制成喇叭口状,若表面没有采取防腐措施需要涂刷防锈漆以起到保护作用。

④地下并列敷设的电缆,将两者的牵引头部隔离开来,这样可以避免与别的接头相碰,造成接头意外事故。解决这一问题需要在电缆接头头处砌电缆井,把接头错开放置在托架上。所以我们应对运行效果作为敷设的重点,这样才可以有效减少重复投资和反复开挖的次数,给技术人员的维修工作带来方便,也能减少不必要的资金开支。

3.2排管敷设

排管敷设在当前城市建设过程中是运用最为常见的一种方式,其特点在于电缆通道狭窄、城市建设频率高,能够对各个地方的地形具有很强的适应性。其缺点在于当电缆的散热条件不够充分时,能够减小载流量,且建设过程中需要消耗较多的资金。

①当电缆出线数量大,直埋敷设阻碍较大,修沟难以进行时需要运用排管敷设方式。将排管的内径控制在电缆外径的1.5倍以上,且不得小于1OO mm其深埋程度应到达地下0.5m。电缆跟别的管线、建筑需要平行或交叉敷设时需要根据工程施工的具体需要执行。②为了避免电缆在敷设过程中受到划伤,应该将排管的管口处理成光滑,相邻衬管只能向一个方向转弯,不允许有“S”型的转弯。同时建议在工井入口处应用波纹聚乙烯(PE)管保护电缆,管口要用喇叭口保护,并且将管内的赃物清理干净。若考虑到电缆的检查与维修,则应该在恰当的位置设置工作井,间隔为150~200m。③在制作穿管时通常选择耐用的管材料,排管应使用对金属护套没有化学作用的材料做成。主要使用陶瓷、石棉水泥、纸柏或硬塑料等。但对塑料管材料选择过程中应该充分考虑到材料的抗冲击性、承压能力,有一定的机械强度,内壁光滑无毛刺,遇电弧不延燃,一般不需要使用热阻系数过大的管材,建材市场上出现的波纹PVC管性能很好,因而可以选用。④电缆敷设后,工井内电缆要用夹具固定在支架上,并以塑料护套做衬垫,从排管口到支架间的电缆,必须安排适当的伸缩弧,以有效地吸收由于温度变化引起电缆的伸缩。排管口要用不锈钢封堵件封堵。

3.3隧道敷设

将电缆线路敷设于已建成的电缆隧道中的安装方式称为隧道敷设,其容纳电缆数量多,有供安装和巡视的通道,检修维护方便,电缆不易受外界的各种外力损伤,但它一次性投资很大,在施工时应考虑以下几点:

①电缆隧道一般为钢筋混凝土结构,一般隧道高度为1.9-2.0m,宽度为1.8-2.2m。

②高压电缆应架设在隧道两侧用于固定电缆的支架上,技术要求蛇形敷设,并应按设计节距用专用金具固定,每1m用尼龙绳绑扎。

③在电缆隧道内设置适当数量的积水坑,一般每隔50m左右设积水坑一个,使水及时排出。

④隧道内应有良好的电气照明、通风、排水、消防等设施,以便于施工。

4交联聚乙烯绝缘电缆在敷设中引起的机械性损伤问题

由于交联聚乙烯电缆外径较大,运输、敷设较为困难,电力电缆对转弯半径的要求也比较严格。电力电缆在安装施工中总要受到弯曲,弯曲时,电缆外侧被拉伸,内侧被挤压,由于电缆材料和结构特性的原因,电缆承受弯曲有一定的限度,过度的弯曲,将会造成绝缘层和护套的损伤,甚至使改段电缆完全破坏,由此可见,电缆施工过程中,要尽可能减少电缆受到的机械力,在电缆转弯和预留电缆时,让电缆处于自然弯曲,杜绝内部机械损伤现象。所以在敷设过程中应注意以下问题:

(1)交联聚乙烯电缆敷设时,电缆应从盘的端引出,不应使电缆在支架上及地面摩擦拖拉。电缆线上不得有铠装压扁、电缆绞拧、护层折裂等未消除的机械损伤(2)敷设中直埋电缆人工敷设时,注意敷设速度,防止弯曲半径过小损伤电缆。敷设在电缆沟或隧道的电缆支架上时,应提前安排好电缆在支架上的位置和各种电缆敷设的先后次序,避免电缆交叉穿越,注意留有伸缩余地。(3)机械牵引时防止电缆与沟底转角处摩擦挤压损伤电缆机械敷设电缆的速度不宜超过15m/min。在较复杂路径上敷设时,其速度应适当放慢。(4)机械敷设电缆时,应在牵引头或钢丝网套与牵引钢缆之间装设防捻器。(5)交联聚乙烯电缆敷设时应排列整齐,不宜交叉,并加以固定,及时装设标志牌。(6)并列敷设的交联聚乙烯电缆,其相互问的净距离应符合设计要求。以下就是在敷设交联聚乙烯高压电缆时遇到特殊情况的一些好的处理方法。

①通常弯角在 120°以上的电缆路径上,可布置电缆导滑轮,周围放置沙包,避免电缆意外摩擦( 如图1所示),敷设时注意不能超过电缆的允许侧压力3 0 kN/m,电缆的弯曲半径为电缆直径的2 0倍以上。

 

图1 电缆拐弯牵引敷设方式示意图

由于现场环境千变万化,可能出现连续多个转弯处,虽然各个转弯处通过设置转弯井,电缆的弯曲半径也都能达到技术要求,但是实际上短距离内的连续弯曲,给电缆敷设带来极大困难,甚至有可能损伤电缆。这就要求我们自己结合实际情况运用不同的方法来解决。

②在跨越交叉路口时采用如图2所示的敷设机组合方式:分别在拐弯的两头设置敷设机,敷设机之间放置长型滑车使电缆悬空,减少摩擦,弯头的墙角放置沙包,保护电缆免于划伤。

 

图2 电缆敷设的敷设机组合法之一

③当电缆顶管穿越公路时,采用如图3所示的敷设方式,在孔洞两侧各水平布置一台敷设机,起到电缆帮力作用。在进电缆侧洞口加装喇叭口以保护电缆,敷设前彻底清理孔内杂物,并涂上电缆润滑剂,减少摩擦,保护电缆。

 

图3 电缆敷设的敷设机组合法之二

5大电流导致交联聚乙烯电缆的涡流问题

施工过程中的电缆常会采用钢支架的、钢质保护管的、电缆卡与架空敷设,无论是哪一种形式,只要是在电力电缆周围建立钢(铁)性闭合回路的都会出现涡流。尤其是对于电流较大的电力电缆系统,出现涡流的可能性更大。这说明了电力电缆施工过程中要积极制定措施防止出现电缆周围的钢(铁)性闭合回路,避免造成电缆引起涡流。

6交接试验

交联聚乙烯电缆在敷设后需要进行交接试验,以检查在运输、敷设过程中对电缆外护套和绝缘层的机械损伤。它作为电缆在运行前的一次预防性的试验。XLPE绝缘电力电缆如何进行敷设施工完毕后的竣工交接试验? 如何进行投入运行后的XLPE绝缘电力电缆预防性试验? 预防性试验是否能够等效工频电压试验? 是否能够真实地反映电力电缆运行状况或及时发现运行故障隐患? 这些现实问题一直是困扰电力电缆运行维护和运行管理技术水平发展和提高的主要障碍。不言而喻,只有发展电力电缆运行状态在线检测技术,最终实现状态检修是解决上述问题的最好方法,也是促进和提高电力电缆运行维护和运行管理技术水平的最好途径。

7结束语

总之,作为一个高压电缆施工作业人员,有责任也有义务在电缆施工过程中对电缆做好相应的防护措施,运用正确的施工技术展开电缆敷设,这样才能保证供电线路安全稳定运行。

参考文献:

【1】中国电力出版社.电工进网作业许可考试参考教材(特种类电缆专业),2007,12.

【2】进网作业电工操作手册,中国电力出版社.

【3】G8 5217—94.电力工程电缆设计规范

【4】李明旗.电力电缆的敷设.安装及试验.农村电气化,2005,06,16—17.

【5】李宗廷王佩龙 赵光庭.电力电缆施工手册.中国电力出版社,2002,05.

【6】娄尔康.现代电缆工程,1989,09.

 

作者介绍:

姓名:付志龙

职称:高压电缆施工班员

职业:从事高压电缆的敷设以及附件的安装

工作单位:广东威恒输变电工程有限公司


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