隨著負(fù)荷電流變化及環(huán)境溫度變化,電力礦用電纜會(huì)發(fā)生熱伸縮,其中因線芯的熱脹冷縮而產(chǎn)生非常大的熱機(jī)械力,電纜線芯截面越大,所產(chǎn)生的熱機(jī)械力就越大;同時(shí)線芯和金屬護(hù)套還會(huì)因熱脹冷縮的多次循環(huán),而產(chǎn)生蠕變。熱伸縮對(duì)電力電纜運(yùn)行構(gòu)成很大的威脅,會(huì)造成運(yùn)行電纜位移、滑落,甚至損壞電纜及附件。目前國內(nèi)己選用的*大電纜截面為7X1600mm=,因此必須重視大截面電纜的熱伸縮問題。
現(xiàn)就各種敷設(shè)方式下電纜熱伸縮對(duì)安全運(yùn)行帶來的威脅作一簡(jiǎn)單分析:
(1)直埋敷設(shè)時(shí),電纜因受到周邊土壤的限制,整根電纜無法產(chǎn)生位移,于是線芯將在熱機(jī)械力的作用下在線路的兩個(gè)末端產(chǎn)生很大的推力,引起末端位移,從而對(duì)電纜附件的安全構(gòu)成極大威脅。
(2)徘管敷設(shè)時(shí),電纜因不受到橫向約束,在熱機(jī)械力的作用下電纜將產(chǎn)生彎曲變形;電纜隨著電纜溫度的不斷變化,彎曲變形反復(fù)出現(xiàn),使電纜金屬護(hù)套產(chǎn)生疲勞應(yīng)變
(3)隧道敷設(shè)時(shí),電纜一般均放在支架上,不作剛性固定,故電纜的熱伸縮較大,在斜面敷設(shè)時(shí)易出現(xiàn)滑落現(xiàn)象;在電纜的彎曲處易出現(xiàn)嚴(yán)重位移;電纜隨著電纜溫度的不斷變化,還會(huì)反復(fù)出現(xiàn)彎曲變形,使電纜金屬護(hù)套產(chǎn)生疲勞應(yīng)變。
(4)豎井敷設(shè)時(shí),電纜的自重及熱機(jī)械力有可能使金屬護(hù)套產(chǎn)生過分的應(yīng)變,從而縮短電纜的使用壽命。
(5)市政橋梁敷設(shè)時(shí),若電纜敷設(shè)在橋內(nèi)排管中,則存在與排管敷設(shè)相同的問題;若電纜敷設(shè)在橋的箱梁中,則存在與隧道敷設(shè)相同的問題,除外敷設(shè)在橋梁上的電纜還會(huì)受到橋梁伸縮、振動(dòng)的影響,從而加速電纜金屬護(hù)套的損壞。
對(duì)上述危害應(yīng)采取相應(yīng)的對(duì)策必須從電纜及附件的設(shè)計(jì)、生產(chǎn),電纜線路設(shè)計(jì),施工等幾方面著手。
(1)電纜及附件。為減少大截面電纜的熱伸縮,電纜線芯宜采用分裂導(dǎo)線,不僅能減小線芯的損耗,而且單位面積上產(chǎn)生的熱機(jī)械力亦比其他形式導(dǎo)線要小。電纜附件設(shè)計(jì)必須考慮能承受電纜的熱機(jī)械力而不損壞。
(2)電纜金屬護(hù)套目前有鋁護(hù)套和鋁合金護(hù)套兩種,它們的性能有較大區(qū)別:鋁護(hù)套與鋁合金護(hù)套相比可提高電纜的運(yùn)行性能,故除防腐要求特別高的工程,一般電纜金屬護(hù)套以選擇鋁護(hù)套為宜。
(3)直埋敷設(shè)的電纜在臨近終端處,如變電站電纜層內(nèi),可作蛇形敷設(shè),以吸收變形,減小末端推力:在支架處應(yīng)作剛性固定,以防止終端因電纜位移而損壞。
(4)排管敷設(shè)大截面電纜時(shí),為阻止電纜產(chǎn)生彎曲變形可向敷有電纜的排管內(nèi)填充膨潤(rùn)土。在工井的排管出口處可作擾性固定,在電纜接頭的兩側(cè)需作剛性固定,以保護(hù)電纜接頭的安全。
(5)隧道內(nèi)電纜可蛇形敷設(shè),以吸收由熱機(jī)械力帶來的變形,在斜面敷設(shè)時(shí)電纜需固定,接頭兩側(cè)電纜亦需作剛性固定,以保護(hù)電纜接頭的安全。
(6)豎井內(nèi)的大截面電纜可借助夾頭作蛇形敷設(shè),并在豎井頂端做懸掛式固定,以吸收由熱機(jī)械力帶來的變形。
(7)市政橋梁敷設(shè)的電纜必須選用鋁護(hù)套,以降低橋梁振動(dòng)對(duì)電纜金屬護(hù)套造成的疲勞應(yīng)變,敷設(shè)方式可參照排管或隧道,需要注意的是,在考慮電纜熱伸縮的同時(shí),還需考慮橋梁的伸縮,在橋梁伸縮縫處、上下橋梁處必須采取撓性固定,或選用能使電纜伸縮自如的排架。