淺析電纜排管的性能及應(yīng)用

【摘要】隨著城市的發(fā)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(fā)了進(jìn)入市區(qū)的輸、配電線路入地的需求。輸送電能有架空導(dǎo)線和電力電纜兩種方式，兩者的主要區(qū)別是架空導(dǎo)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(hù)層隔離。架空導(dǎo)線主要以鋁為導(dǎo)體，具有施工方便、造價(jià)相對(duì)低廉等優(yōu)點(diǎn)。而電力電纜線路一般有三種敷設(shè)方式，一是直埋敷設(shè)，二是電纜隧道敷設(shè)，三是穿管敷設(shè)，這幾種敷設(shè)方式占地面積和空間少，受氣候和環(huán)境影響較小，安全性高，市容美觀。

【關(guān)鍵詞】電力電纜；直埋敷設(shè)；隧道敷設(shè)；穿管敷設(shè)；排管性能

1、電力電纜敷設(shè)的方式

電力電纜工程敷設(shè)方式的選擇，應(yīng)視工程條件、環(huán)境特點(diǎn)，且滿足運(yùn)行可靠、便于維護(hù)的要求和技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的原則來選擇。

（1）直埋敷設(shè)。直埋電纜是按照規(guī)范的要求，挖完直埋電纜溝后，在溝底鋪砂墊層，并清除溝內(nèi)雜物，再敷設(shè)電纜，電纜敷設(shè)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(hù)電纜，然后回填的一種電纜敷設(shè)方式。直埋電纜敷設(shè)的特點(diǎn)是散熱好，施工簡(jiǎn)便，投資少，但檢修不方便，易發(fā)生機(jī)械損傷。

直埋敷設(shè)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(yuǎn)地區(qū)等不易有經(jīng)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(xué)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(jìn)程的加快，對(duì)路面的大規(guī)模開挖會(huì)不斷增多，因此在城市中直埋方式已逐步退出市場(chǎng)。

（2）電纜隧道敷設(shè)。對(duì)于城市路段，地下管網(wǎng)較多，難以合理布局，必須建設(shè)較大空間的地下通道。電纜隧道內(nèi)環(huán)境溫度恒定，運(yùn)行條件較好，敷設(shè)方便，但占用地下空間大，造價(jià)高。由于電纜隧道占地較多，施工周期較長(zhǎng)，受施工環(huán)境影響較大，投資較大，因而多用于35KV及以上高電壓等級(jí)的電纜敷設(shè)。

（3）穿管敷設(shè)。近年來，城市配網(wǎng)工程中大量使用穿管敷設(shè)，排管敷設(shè)電纜成本低，施工簡(jiǎn)單，工期短，可提前預(yù)埋，避免其他管線對(duì)電纜本身的影響，在電纜運(yùn)行安全和維護(hù)方面，較直埋敷設(shè)有優(yōu)勢(shì)。采用排管敷設(shè)能發(fā)揮出一次施工，長(zhǎng)期使用的附加功能，利用一次施工預(yù)留的備用管道，可以在突發(fā)施工搶修中為提早恢復(fù)供電爭(zhēng)取時(shí)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(nèi)，10KV等級(jí)的電力配電網(wǎng)，有爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所明敷的電纜，地下電纜與公路、鐵道交叉時(shí)以及地下管網(wǎng)較密的工廠區(qū)將排管敷設(shè)作為主要敷設(shè)方式。電纜排管在電網(wǎng)建設(shè)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(jī)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(qiáng)復(fù)合材料類，如玻璃鋼管等。水泥基纖維增強(qiáng)復(fù)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(chǎn)的螺紋管材，具有較高的強(qiáng)度和耐老化、可彎曲、無(wú)接縫、防水性好等特點(diǎn)，密度較小，一般小于1.0g/cm3。由于重量較輕，且具有波紋狀結(jié)構(gòu)，可使波紋管的拼接無(wú)接縫，防水性能好。

碳素波紋管的熱膨脹系數(shù)較高，一般是混凝土膨脹系數(shù)的10倍左右，按100m計(jì)算，當(dāng)管內(nèi)溫度升高10℃時(shí)，自由狀態(tài)的碳素波紋管可伸長(zhǎng)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(shù)較低，對(duì)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(jié)構(gòu)上分為雙壁波紋管及普通管。P V C 管外壁光滑，內(nèi)壁摩擦系數(shù)小，穿管敷設(shè)時(shí)不損傷電纜，且具有重量輕、強(qiáng)度高、便于運(yùn)輸、投資省、施工方便等特點(diǎn)。

PVC管的線膨脹系數(shù)為0.00008 K-1，包封混凝土的熱阻系數(shù)較高，電纜運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量不容易散發(fā)出去，對(duì)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(nèi)壁熔融噴涂或吸附食品級(jí)環(huán)氧粉末涂料或PE原料經(jīng)高溫固化而成的新型復(fù)合材料，具有鋼管所具備的優(yōu)良機(jī)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(diǎn)。涂塑鋼管造價(jià)較高，適宜于在淺土過路埋設(shè)、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(qiáng)材料，以高分子成分的不飽和聚脂樹脂、環(huán)氧樹脂等為基體材料，以石英砂及碳酸鈣等無(wú)機(jī)非金屬顆粒材料為填料作為主要原料。管的標(biāo)準(zhǔn)有效長(zhǎng)度為6m和12m，其制作方法有定長(zhǎng)纏繞工藝、離心澆鑄工藝以及連續(xù)纏繞工藝三種。可根據(jù)產(chǎn)品的工藝方法、壓力等級(jí)和剛度等級(jí)進(jìn)行分級(jí)分類。

由于所使用的樹脂品種不同，因此有聚酯玻璃鋼、環(huán)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(shí)鋼鐵很硬并且不易碎，也具有耐高溫的特點(diǎn)。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(jī)材料和無(wú)機(jī)材料的一切優(yōu)點(diǎn)，若選擇不合適，采用高堿玻璃纖維則同時(shí)具有有機(jī)材料和無(wú)機(jī)材料的一切缺點(diǎn)，化學(xué)性能和力學(xué)穩(wěn)定性極差，老化速度非常快，用于電纜敷設(shè)，將給工程質(zhì)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(wú)機(jī)水硬性水泥材料為基材，用抄取工藝加壓卷制，并在管子內(nèi)壁表面涂覆一層薄膜層而成的一種保護(hù)管。由于管子的主要成分是水泥，水泥水化后同纖維形成堅(jiān)硬的水泥石，埋在地下土壤中散熱效果好，不受自然風(fēng)化的侵蝕，適用于酸、堿、鹽、有機(jī)物等各類環(huán)境中敷設(shè)。管子具有較高的強(qiáng)度和較低的價(jià)格，適用于包封、直埋、過路等多種施工方式，施工比較簡(jiǎn)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(shè)的管路平直，內(nèi)壁摩擦系數(shù)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(qiáng)度明顯低于抗壓強(qiáng)度，且重量較重，運(yùn)輸裝卸不方便。

3、電纜排管敷設(shè)方式

電纜排管布置在人行道下， 還是慢車道下， 要根據(jù)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(shè)置在慢車道上，因?yàn)榕c建筑物間有人行道相隔，溝槽開挖后對(duì)建筑物的影響較小，對(duì)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(shí)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(shí)，一般只能選擇人行道走向，以減少施工中對(duì)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(jù)走廊和地下管線情況而定。在排管組中敷設(shè)電纜時(shí)， 一般是把電力電纜敷設(shè)在外圍孔中，中間各孔散熱較差，只能敷設(shè)導(dǎo)引電纜。110千伏及以上的電纜，一般不應(yīng)與35千伏電纜敷設(shè)在一個(gè)排管組內(nèi)， 因?yàn)? 20千伏、1 10千伏充油電纜的線芯溫度可達(dá)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(shù)較多，可分為二個(gè)排管組，二組之間相隔1米，分道而行，互不影響。

4、結(jié)束語(yǔ)

隨著現(xiàn)代化城市的發(fā)展，電力負(fù)荷的迅速增長(zhǎng)、日益密集，排管敷設(shè)電纜的這種工程方式成為一種必然趨勢(shì)。我國(guó)已開始這一方面的嘗試，且已被一些大中城市的電網(wǎng)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(huì)成為一種趨勢(shì)。