電纜井保護(hù)裝置的研制

張宗剛　宋磊　萬焰

摘 要：目前電纜的選型越來越大，大型號電纜在管道內(nèi)敷設(shè)時，由于負(fù)荷拉力較大，加上牽引繩和電纜長時間與電纜管道、電纜井基礎(chǔ)摩擦，給電纜的敷設(shè)帶來極大的阻力，輕者損壞電纜井和電纜管道，重者損傷電纜，嚴(yán)重地影響了電纜的使用壽命。

關(guān)鍵詞：電纜；電纜井；牽引繩；保護(hù)裝置

中圖分類號：TM774 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）07-0054-02

研制一種電纜井保護(hù)裝置，利用滑輪組均衡電纜負(fù)荷拉力，利用滑輪架使滑車能夠適應(yīng)不同的電纜井作業(yè)，確保滑輪固定不松動。在電纜出管口過程中，有效地保護(hù)電纜不與電纜井基礎(chǔ)、管口和其他電纜摩擦，這樣既提高了生產(chǎn)效率，確保了電纜敷設(shè)質(zhì)量，又能保證電纜、電纜管道、電纜井基礎(chǔ)不被破壞。

1 電纜井保護(hù)裝置的構(gòu)思

電纜井保護(hù)裝置的構(gòu)思分以下三步：①調(diào)研電纜敷設(shè)時的施工環(huán)境，確定牽引繩和電纜在敷設(shè)過程中的自然走向、所需承受的拉力值。目前，電纜井多為四方體，電纜管道多為排管式，電纜井之間最大跨度為100 m。確定牽引繩和電纜的自然走向后，找出造成破壞的原因。控制牽引繩和電纜的走向，可以達(dá)到保護(hù)電纜、電纜管道、電纜井基礎(chǔ)的目的，進(jìn)而可以提升施工效率。②確定拉力值。確定牽引繩和電纜在敷設(shè)過程中所承受的拉力值后，就可以計算出電纜井保護(hù)裝置的用料尺寸。保護(hù)裝置以輕便、實用為目的。經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，只要在電纜預(yù)出管口時控制住電纜和牽引繩不與上管壁、井沿兒摩擦，就可以有效地控制電纜的走向，進(jìn)而達(dá)到保護(hù)電纜、電纜管道、電纜井基礎(chǔ)的目的。③測量電纜在敷設(shè)中所需承受的最大拉力值。經(jīng)過調(diào)查目前電纜敷設(shè)施工，電纜井最大跨度為100 m，電纜最大型號為3×400銅芯交聯(lián)電纜，電纜最大自重為12 t，電纜出井口位置所需最大拉力值為65 kN。

結(jié)合以上數(shù)據(jù)，有了以下構(gòu)思：在電纜井內(nèi)靠近電纜預(yù)出管口部位安裝一個滑輪，滑輪采用兩側(cè)受力，在兩側(cè)井壁上支撐、固定，滑輪安裝在電纜上部，壓制電纜，防止電纜和牽引繩與上管壁摩擦。控制電纜和牽引繩的抬起高度，把電纜排管承受的破壞力轉(zhuǎn)移到滑輪上，這樣就避免了拉力對電纜通道、牽引繩和電纜絕緣層的破壞。在電力電纜出井口的井沿部位安裝一套滑輪組，抬起電纜，通過兩件裝置的組合使用，改變電力電纜的運(yùn)行軌跡，使滑動摩擦轉(zhuǎn)變成滾動摩擦，避免了對電纜通道的損壞。

2 實驗產(chǎn)品的工作流程

實驗產(chǎn)品的工作流程為：安裝鋼材加工組件→緊固絲杠固定→確定電纜出口走向→安裝安全繩→安裝定向滑車→安裝完畢→施工→施工中組件二次緊固→施工完畢。

3 實驗材料和方法

3.1 實驗材料

實驗所需材料為：鋼材加工組件、緊固用絲杠、專用型定向滑車和安全繩。

3.2 實驗設(shè)備

實驗所所需設(shè)備：模擬電纜井口、拉力測試表、10 t手拉葫蘆、起重三角支架、絞磨機(jī)、大型號電纜1盤、吊車、電纜放線架和無扭鋼絲繩。

3.3 實驗流程I

用鋼材加工組件；緊固絲杠；定向滑輪固定在電纜井口；用起重三腳架、10 t手拉葫蘆固定拉力測試表，對井口內(nèi)固定組件進(jìn)行拉力測試。該流程的目的是測試井口內(nèi)固定組件的拉力承受能力，確定產(chǎn)品材料的最佳尺寸。

3.4 實驗流程II

用鋼材加工組件；緊固絲杠；定向滑車固定在電纜井口；用吊車或放線架起吊大型號電纜，用無扭鋼絲繩牽引電纜至模擬井口內(nèi)，對井口內(nèi)固定組件進(jìn)行抗拉力測試。該流程的目的是測試井口內(nèi)固定組件在實際工作中的抗拉承受能力，確定實驗材料的實際工作能力。

4 實驗操作要點

4.1 選料

禁止使用劣質(zhì)鋼材和由劣質(zhì)鋼材制作的絲杠。因為劣質(zhì)鋼材多由回收鋼材二次冶煉制造，內(nèi)部結(jié)構(gòu)粗糙，使用過程中容易斷裂，造成事故，降低施工效率，危及施工人員的安全。固定滑輪、鋼材加工組件盡量采用輕型材質(zhì)，降低產(chǎn)品重量，提高產(chǎn)品使用的便捷性。實驗所用設(shè)備和模擬電纜井，應(yīng)與襄陽本地的施工環(huán)境相符。

4.2 安裝

根據(jù)調(diào)研結(jié)論，安裝組件必須符合不同井口、各種因素下的安裝。固定組件必須緊固到位，以免造成滑車組件工作中脫落。

4.3 產(chǎn)品工作實驗

觀察產(chǎn)品的連續(xù)使用時間。產(chǎn)品組件固定到位后，觀察連續(xù)使用環(huán)境下組件松動的時間節(jié)點。以將放電纜的米數(shù)和所需要的時間相結(jié)合的辦法作為產(chǎn)品的使用最佳時間依據(jù)，確定需要二次緊固滑車組件的最佳時間段。

4.4 產(chǎn)品的尺寸實驗

在產(chǎn)品實驗中，利用從大尺寸到小尺寸依次遞減的方法，確定產(chǎn)品組件各部位的最佳尺寸。目的是讓施工人員在施工中最大程度地提高產(chǎn)品的使用便捷性。在確保使用安全的前提下，產(chǎn)品越是輕便，使用效率越高。

4.5 產(chǎn)品鋼材組件結(jié)構(gòu)的調(diào)整

根據(jù)事先預(yù)定的計劃，對三套不同的鋼材組件結(jié)構(gòu)進(jìn)行實驗，觀察每套設(shè)計方案的承受能力、使用便捷性，確定最佳設(shè)計方案。

5 產(chǎn)品的最終確定

產(chǎn)品最終應(yīng)符合以下條件：①在正常施工時間段內(nèi)，產(chǎn)品不脫落、不松動，且產(chǎn)品正常施工時間段應(yīng)與實際施工時間段相吻合；②在產(chǎn)品使用過程中，產(chǎn)品本身對電纜井內(nèi)基礎(chǔ)不造成任何影響其使用功能的損害；③在產(chǎn)品使用過程中，不能出現(xiàn)任何影響施工安全的情況。

6 分析和結(jié)果

6.1 產(chǎn)品鋼結(jié)構(gòu)組件構(gòu)造方案的分析結(jié)果

采用絲杠以外抽方式支撐、固定在井壁兩側(cè)，井壁兩側(cè)接觸面采用齒牙狀，這樣能有效提升防摩擦能力。在固定絲杠中間處加裝滾筒，在電力電纜出井口的井沿部位安裝一組滑輪組，抬起電纜，通過兩件裝置的組合使用，改變電力電纜的運(yùn)行軌跡，使滑動摩擦轉(zhuǎn)變成滾動摩擦。經(jīng)實驗證明，此結(jié)構(gòu)可有效防止電纜在敷設(shè)過程中對牽引繩、電纜、和電纜井的破壞。

6.2 產(chǎn)品材質(zhì)、用料尺寸的分析結(jié)果

不可采用劣質(zhì)鋼材。劣質(zhì)鋼材強(qiáng)度弱，容易造成產(chǎn)品斷裂。絲杠采用直徑42 mm的梯形螺桿加工而成，兩端的防摩擦面采用10號槽鋼，經(jīng)線切割加工而成。采用國標(biāo)優(yōu)質(zhì)鋼材，可大大減輕產(chǎn)品自重，提升安裝速度，改善使用效果，進(jìn)而達(dá)到提升施工效率的目的。

6.3 產(chǎn)品使用過程中的影響

由于在電纜敷設(shè)過程中，最大拉力為65 kN，因此，一旦牽引繩因摩擦而造成斷裂，會對現(xiàn)場施工人員的安全造成嚴(yán)重的威脅。如果牽引繩是在電纜施放中途斷裂，需要把電纜用牽引的方式拉回原地，否則將給電纜絕緣層帶來極大的損傷，嚴(yán)重時會使電纜報廢。滑動摩擦造成的對電纜井基礎(chǔ)和電纜PE管道的損害是不能修補(bǔ)的，會對以后的電纜運(yùn)行產(chǎn)生極大的不安全因素。

6.4 產(chǎn)品安全性的分析結(jié)果

經(jīng)實驗證明，在電纜敷設(shè)的最大工作值下，本裝置未出現(xiàn)松動現(xiàn)象，考慮到其主要是在井下使用，對于井上施工人員不會產(chǎn)生安全隱患。

6.5 觀察員的意見

經(jīng)三名以上且有五年以上電纜施工經(jīng)驗的一線施工人員見證，一致認(rèn)為本裝置安裝方便，實用效果突出，是電纜敷設(shè)過程中必不可少的一套產(chǎn)品，同時，也填補(bǔ)了國內(nèi)該領(lǐng)域的空白。

7 結(jié)論

經(jīng)過實驗證明，這套電纜井保護(hù)裝置在電纜敷設(shè)施工中，能起到有效保護(hù)電纜井基礎(chǔ)、電纜牽引繩、電纜絕緣層的目的，避免了因牽引繩摩擦斷裂引起的返工、因電纜絕緣層摩擦產(chǎn)生的電纜損害和因牽引繩摩擦引起的對電纜井基礎(chǔ)的破壞問題，大大提升了施工效率，起到了有效保護(hù)電纜、電纜井、牽引繩的作用，是電纜敷設(shè)施工中必不可少的一套裝置。

〔編輯：劉曉芳〕