淺析電纜排管的性能及應用

【摘要】隨著城市的發展，城市的用電密度增高，用電量增大。只靠架空線路供電已不能滿足城市用電的需求，由此引發了進入市區的輸、配電線路入地的需求。輸送電能有架空導線和電力電纜兩種方式，兩者的主要區別是架空導線一般靠空氣自然絕緣和隔離，而電力電纜通過絕緣層和保護層隔離。架空導線主要以鋁為導體，具有施工方便、造價相對低廉等優點。而電力電纜線路一般有三種敷設方式，一是直埋敷設，二是電纜隧道敷設，三是穿管敷設，這幾種敷設方式占地面積和空間少，受氣候和環境影響較小，安全性高，市容美觀。

【關鍵詞】電力電纜；直埋敷設；隧道敷設；穿管敷設；排管性能

1、電力電纜敷設的方式

電力電纜工程敷設方式的選擇，應視工程條件、環境特點，且滿足運行可靠、便于維護的要求和技術經濟合理的原則來選擇。

（1）直埋敷設。直埋電纜是按照規范的要求，挖完直埋電纜溝后，在溝底鋪砂墊層，并清除溝內雜物，再敷設電纜，電纜敷設完畢后，要馬上再填砂，還要在電纜上面蓋一層磚或者混凝土板來保護電纜，然后回填的一種電纜敷設方式。直埋電纜敷設的特點是散熱好，施工簡便，投資少，但檢修不方便，易發生機械損傷。

直埋敷設方式常用于同一條路少于6根35KV及以下電力電纜的路段，在較偏遠地區等不易有經常性開挖的地段以及在城市道路中較易翻修或道路的邊緣。但是在有化學腐蝕的土壤范圍以及有頻繁開挖的地方，不得采用直埋。隨著城市化進程的加快，對路面的大規模開挖會不斷增多，因此在城市中直埋方式已逐步退出市場。

（2）電纜隧道敷設。對于城市路段，地下管網較多，難以合理布局，必須建設較大空間的地下通道。電纜隧道內環境溫度恒定，運行條件較好，敷設方便，但占用地下空間大，造價高。由于電纜隧道占地較多，施工周期較長，受施工環境影響較大，投資較大，因而多用于35KV及以上高電壓等級的電纜敷設。

（3）穿管敷設。近年來，城市配網工程中大量使用穿管敷設，排管敷設電纜成本低，施工簡單，工期短，可提前預埋，避免其他管線對電纜本身的影響，在電纜運行安全和維護方面，較直埋敷設有優勢。采用排管敷設能發揮出一次施工，長期使用的附加功能，利用一次施工預留的備用管道，可以在突發施工搶修中為提早恢復供電爭取時間；其不足之處是電纜散熱條件下降，降低了載流量。

目前，在城市范圍內，10KV等級的電力配電網，有爆炸危險場所明敷的電纜，地下電纜與公路、鐵道交叉時以及地下管網較密的工廠區將排管敷設作為主要敷設方式。電纜排管在電網建設和改造中的使用量也與日俱增，因此電纜排管的選擇尤為重要。

2、電纜排管材料的選擇

電纜排管的種類主要有以下幾類：有機高分子材料類，如碳素波紋管，PVC管等。金屬材料類，如涂塑鋼管、鍍鋅鋼管等。樹脂基纖維增強復合材料類，如玻璃鋼管等。水泥基纖維增強復合材料類，如低摩擦纖維水泥管、維綸水泥管等。

（1）碳素波紋管

碳素波紋管是以高密度聚乙烯和改性碳素為主要材料，采用撤出成型工藝生產的螺紋管材，具有較高的強度和耐老化、可彎曲、無接縫、防水性好等特點，密度較小，一般小于1.0g/cm3。由于重量較輕，且具有波紋狀結構，可使波紋管的拼接無接縫，防水性能好。

碳素波紋管的熱膨脹系數較高，一般是混凝土膨脹系數的10倍左右，按100m計算，當管內溫度升高10℃時，自由狀態的碳素波紋管可伸長0.00015x100x10=0.15m。碳素波紋管的熱變形溫度一般在60℃～80℃，耐熱溫度較低，在較高的工作溫度條件下承壓荷載低，容易老化。碳素波紋管的氧指數較低，對電纜的防水不利。

（2）PVC管

PVC管是一種擠出成型管材，它以聚氯乙烯為主要原料，并填加各種不同的填料改性而成，從結構上分為雙壁波紋管及普通管。P V C 管外壁光滑，內壁摩擦系數小，穿管敷設時不損傷電纜，且具有重量輕、強度高、便于運輸、投資省、施工方便等特點。

PVC管的線膨脹系數為0.00008 K-1，包封混凝土的熱阻系數較高，電纜運行時產生的熱量不容易散發出去，對提高電纜的載流量不利。PVC管的熱變形溫度在75～85 ℃，其耐熱性能隨填料的增加而提高，但卻可以緩慢燃燒，防火性能差。

（3）涂塑鋼管

涂塑鋼管是以鋼管為基體，通過特殊工藝在內壁熔融噴涂或吸附食品級環氧粉末涂料或PE原料經高溫固化而成的新型復合材料，具有鋼管所具備的優良機械性能和良好的耐熱、防火和散熱性能，克服了鋼管不耐腐蝕的缺點。涂塑鋼管造價較高，適宜于在淺土過路埋設、超重荷載等特殊要求的情況下使用，不能用作單芯電纜的穿管。

（4）玻璃鋼管

玻璃鋼管也稱玻璃纖維纏繞夾砂管，主要以玻璃纖維及其制品為增強材料，以高分子成分的不飽和聚脂樹脂、環氧樹脂等為基體材料，以石英砂及碳酸鈣等無機非金屬顆粒材料為填料作為主要原料。管的標準有效長度為6m和12m，其制作方法有定長纏繞工藝、離心澆鑄工藝以及連續纏繞工藝三種。可根據產品的工藝方法、壓力等級和剛度等級進行分級分類。

由于所使用的樹脂品種不同，因此有聚酯玻璃鋼、環氧玻璃鋼、酚醛玻璃鋼之稱。玻璃具有硬而易碎，具有很好的透明性以及耐高溫、耐腐蝕等性能；同時鋼鐵很硬并且不易碎，也具有耐高溫的特點。玻璃鋼管的性能取決于使用的原材料，如果原材料選擇合適，玻璃纖維電纜管具有有機材料和無機材料的一切優點，若選擇不合適，采用高堿玻璃纖維則同時具有有機材料和無機材料的一切缺點，化學性能和力學穩定性極差，老化速度非常快，用于電纜敷設，將給工程質量留下極大隱患。

（5）低摩擦纖維水泥管

低摩擦纖維水泥管采用無機水硬性水泥材料為基材，用抄取工藝加壓卷制，并在管子內壁表面涂覆一層薄膜層而成的一種保護管。由于管子的主要成分是水泥，水泥水化后同纖維形成堅硬的水泥石，埋在地下土壤中散熱效果好，不受自然風化的侵蝕，適用于酸、堿、鹽、有機物等各類環境中敷設。管子具有較高的強度和較低的價格，適用于包封、直埋、過路等多種施工方式，施工比較簡單、方便。低摩擦纖維水泥管具有較好的剛性，管子間的連接方便，敷設的管路平直，內壁摩擦系數小，有利于電纜穿管通暢并免受外力的破壞。由于低摩擦纖維水泥管是一種剛性材料，抗張強度明顯低于抗壓強度，且重量較重，運輸裝卸不方便。

3、電纜排管敷設方式

電纜排管布置在人行道下， 還是慢車道下， 要根據地面、地下管線和交通情況而定。從施工角度來看， 電纜排管宜設置在慢車道上，因為與建筑物間有人行道相隔，溝槽開挖后對建筑物的影響較小，對地面以上的管線（電力、電車、電話等架空線）也較易處理，如作臨時加固等。慢車道下面雨水、污水支管的深度一般要比人行道深，雖然電纜排管覆蓋層要求比人行道厚一些， 但施工中遷移的管線還是比人行道少。但如在交通繁忙的主干道路時，一般只能選擇人行道走向，以減少施工中對交通的影響。

電纜排管有二排式、三排式、一般不超過四排式 （超過四排后下層電纜散熱情況較差） 。至于采用什么形式好， 也要根據走廊和地下管線情況而定。在排管組中敷設電纜時， 一般是把電力電纜敷設在外圍孔中，中間各孔散熱較差，只能敷設導引電纜。110千伏及以上的電纜，一般不應與35千伏電纜敷設在一個排管組內， 因為2 20千伏、1 10千伏充油電纜的線芯溫度可達75O℃，由于熱影響，35千伏電纜的輸送容量降低較大。如電纜根數較多，可分為二個排管組，二組之間相隔1米，分道而行，互不影響。

4、結束語

隨著現代化城市的發展，電力負荷的迅速增長、日益密集，排管敷設電纜的這種工程方式成為一種必然趨勢。我國已開始這一方面的嘗試，且已被一些大中城市的電網改造選用。埋地式PVC——C高壓電力電纜排管所具有的特殊屬性使其越來越受到重視，它在電力工程中的大量廣泛使用也必然會成為一種趨勢。