大截面多芯預(yù)分支電纜的結(jié)構(gòu)和吊具承力設(shè)計(jì)

匡松文， 張利軍， 王 玥

(衡陽(yáng)恒飛電纜有限責(zé)任公司，湖南衡陽(yáng)421008)

0 引言

隨著城市建設(shè)的發(fā)展，高層建筑越來(lái)越多，多芯預(yù)分支電纜的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，而且主線和支線規(guī)格呈現(xiàn)大截面趨勢(shì)。預(yù)分支電纜具有絕緣性能優(yōu)越、可靠性高、供電安全、適用范圍廣，不受施工現(xiàn)場(chǎng)的空間、環(huán)境條件限制等特點(diǎn)，逐漸取代了傳統(tǒng)的母線槽接線方式。我公司成功中標(biāo)成都萬(wàn)科樓盤等項(xiàng)目，積累了一些制造大截面多芯預(yù)分支電纜的經(jīng)驗(yàn)。本文主要介紹大截面多芯預(yù)分支電纜的結(jié)構(gòu)和吊具承受力設(shè)計(jì)。

1 多芯預(yù)分支電纜的特點(diǎn)

預(yù)分支電纜是在工廠預(yù)先制造的主電纜上連接分支電纜而組成，預(yù)分支電纜的主電纜和分支電纜的截面和長(zhǎng)度是根據(jù)用戶的設(shè)計(jì)要求而決定的。目前預(yù)分支電纜有單芯預(yù)分支電纜和多芯預(yù)分支電纜。本文介紹的大截面多芯預(yù)分支電纜的主線與分支線都是多芯電纜，被廣泛應(yīng)用于高層建筑、住宅樓、商廈、賓館等電氣豎井內(nèi)垂直供電，也適用于隧道、機(jī)場(chǎng)、橋梁和公路等供電系統(tǒng)。與單芯預(yù)分支電纜相比，多芯預(yù)分支電纜體積大、設(shè)計(jì)制作復(fù)雜、安裝較為便利。

2 電纜結(jié)構(gòu)及吊具承力的設(shè)計(jì)

2.1 注塑模具的設(shè)計(jì)

大截面預(yù)分支電纜要保證其密封性能，對(duì)于注塑模具的選擇就十分關(guān)鍵。

由于電纜規(guī)格較多，外徑相差較大，預(yù)制分支電纜注塑模具為了保證注塑時(shí)型腔內(nèi)具有一定的注塑壓力，因此要求模具與電纜的結(jié)構(gòu)尺寸很好地配合。如果電纜外徑過(guò)大，壓力無(wú)法得到保證，就會(huì)造成注塑表面不光滑或斷面有氣孔。對(duì)于大截面多芯預(yù)分支電纜注塑模具型腔設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下兩點(diǎn):

(1)注塑模腔的長(zhǎng)度。制作接頭時(shí)多芯預(yù)分支電纜主線與支線應(yīng)錯(cuò)位壓接，否則接頭在同一位置時(shí)極易引起短路，而且同一位置接頭后電纜外徑特別大，注塑的預(yù)分支電纜不美觀。綜合考慮其縱向錯(cuò)位在60 mm左右，模腔的長(zhǎng)度至少不能短于電纜的芯數(shù)與縱向錯(cuò)位距離的乘積。以5芯電纜為例，注塑區(qū)域內(nèi)的模腔長(zhǎng)度應(yīng)不短于300 mm;如果再考慮到主電纜的安全阻水距離，一般注塑模腔實(shí)際長(zhǎng)度應(yīng)不短于500 mm。

(2)注塑分支體的一次注塑量。一次注塑量應(yīng)小于注塑機(jī)最大注入量的80%，否則會(huì)出現(xiàn)一次注塑不滿型腔，進(jìn)而影響電纜外觀質(zhì)量和內(nèi)在的致密性。對(duì)于大截面預(yù)分支電纜的注塑機(jī)應(yīng)選用6000 g注塑容量。

以YFD-YJV 4×240+1×120/4×95+1×50多芯預(yù)分支電纜為例，主電纜外徑為62 mm，分支線外徑為41 mm。依照我公司的設(shè)計(jì)，選用模腔長(zhǎng)度600 mm，最大外徑為115 mm的注塑模具，連接體需注塑料約6000 g，注塑機(jī)實(shí)際注塑量為8000 g，理論注塑容量為6000 cm3。這樣的分支連接體經(jīng)一次注塑后，生產(chǎn)出的連接體表面光滑平整，其斷面無(wú)氣孔。

2.2 阻水結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

多芯分支接頭部位主線與支線縱橫交錯(cuò)，相互影響。注塑后注塑體與電纜本體如粘結(jié)不牢，極易在電纜成盤彎曲后出現(xiàn)縫隙，電纜到工地露天存放時(shí)雨水或潮氣會(huì)沿著縫隙進(jìn)入絕緣線芯，降低了絕緣的電氣強(qiáng)度。這樣盡管出廠檢測(cè)線芯的絕緣電阻是合格的，但在分支部位雨水進(jìn)去之后，極易出現(xiàn)電纜安裝后絕緣電阻不合格而不能驗(yàn)收使用，需要重新返工。因此阻水結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)電纜的品質(zhì)有至關(guān)重要的作用。

為增強(qiáng)分支連接體的阻水性能，注塑前在分支電纜的主電纜兩端、分支線端離卡模約30 mm處的兩端頭分別重疊纏繞5～8層耐高溫阻水帶，阻水帶區(qū)域不能低于50 mm，見(jiàn)圖1。當(dāng)水分或潮氣沿著電纜縫隙處縱向進(jìn)入時(shí)，阻水粉吸收膨脹，阻止了水分進(jìn)一步擴(kuò)散。有了阻水結(jié)構(gòu)層，注塑后的分支體出模后可以直接放在水槽中冷卻，冷卻速度加快，提高了生產(chǎn)效率。

圖1 預(yù)分支電纜多分支連接體

2.3 吊具承力件的設(shè)計(jì)

與單芯預(yù)分支電纜相比，多芯預(yù)分支電纜主線與支線截面較大，重量較重，施工時(shí)阻力相對(duì)較大，對(duì)吊具承力的設(shè)計(jì)顯得尤為重要。因?yàn)榻?jīng)常有用戶反映電纜在安裝過(guò)程中發(fā)生吊頭脫落，輕者傷及電纜，重者會(huì)危及人身及財(cái)產(chǎn)安全，因此對(duì)吊具的承力需通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算選擇網(wǎng)套規(guī)格及長(zhǎng)度。多芯電纜的吊頭一般為不銹鋼絞網(wǎng)套，其承力主要是通過(guò)網(wǎng)套與電纜收緊后的摩擦力來(lái)實(shí)現(xiàn)，按照J(rèn)B/T 10636—2006中7.10的要求，設(shè)計(jì)力值不能低于電纜(主/支線)總重量的2倍。預(yù)分支電纜的長(zhǎng)度越長(zhǎng)、重量越重，對(duì)網(wǎng)套的選取除了依據(jù)附件廠家提供的資料作參考之外，還需對(duì)網(wǎng)套采取加長(zhǎng)特殊設(shè)計(jì)，如普通的網(wǎng)套為1 m，特殊的可加長(zhǎng)到2 m。

根據(jù)GB 50168—2008《電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗(yàn)收規(guī)范》，網(wǎng)套承受力值T和側(cè)壓力P的計(jì)算公式為:

式中:T為牽引承受力值(N);μ為摩擦系數(shù);W為主電纜單位長(zhǎng)度重量(kg/m);L為主電纜長(zhǎng)度(m);P為側(cè)壓力;θ為轉(zhuǎn)換角度(垂直為 90°，水平為180°);R為電纜最小彎曲半徑。

怎樣實(shí)現(xiàn)吊頭承力大于兩倍電纜重量?筆者經(jīng)多年的實(shí)踐摸索，總結(jié)出一套方法:所有分支頭制作完成成盤后，吊頭露在外面最后制作，在主電纜制作吊頭的一側(cè)均分四股剝開(kāi)護(hù)套，長(zhǎng)度大約為100～150 mm，剝開(kāi)護(hù)套時(shí)切口應(yīng)避免傷及絕緣和導(dǎo)體。將主電纜端頭絕緣線芯打開(kāi)，在絕緣線芯端面用自粘絕緣膠布繞包數(shù)層。待端面絕緣處理完成后，將已剝開(kāi)的護(hù)套收攏，并用絕緣膠布纏繞3～5層后，選用合適的網(wǎng)套，安裝時(shí)需將電纜端頭完全裝進(jìn)網(wǎng)套內(nèi)并將網(wǎng)套拉直，在網(wǎng)套的末端應(yīng)使用不少于兩個(gè)喉箍固定并用絕緣膠布包扎。目的是提高側(cè)壓力，增大摩擦系數(shù)，并且使電纜的導(dǎo)體、絕緣和護(hù)套一起受力，防止尾端電纜外護(hù)套拉斷使吊頭脫落，見(jiàn)圖2。

圖2 預(yù)分支電纜多分支吊頭

2.4 產(chǎn)品的主要性能

試制的預(yù)分支電纜的型號(hào)規(guī)格為YFD-YJV 4×240+1×120/4×95+1×50，樣品長(zhǎng) 120 m。按JG/T 147—2002標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)合格，達(dá)到用戶的要求。性能指標(biāo)和產(chǎn)品測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

3 制作過(guò)程中的注意事項(xiàng)

(1)錯(cuò)位壓接

預(yù)分支電纜如果不采取相鄰線芯之間錯(cuò)位壓接，那么在電纜安裝過(guò)程中可能因絕緣線芯發(fā)生位移，造成內(nèi)部繞包絕緣層擦破而發(fā)生短路，因此多芯預(yù)分支電纜制作時(shí)縱向和橫向應(yīng)隔開(kāi)安全距離。

表1 電纜成品試驗(yàn)結(jié)果

(2)C形線夾壓接

多芯預(yù)分支電纜主線與支線電纜的連接部件是C形線夾，C形線夾規(guī)格的選擇應(yīng)與電纜導(dǎo)體截面及外徑相適應(yīng)。如果C形線夾選大了，將造成連接不到位，支線電纜極易脫落;如果C形線夾選小了，主電纜和支線電纜的連接處受壓變形大，線夾的表面極易出現(xiàn)毛刺、龜裂、翹邊、搭接不良等缺陷。C形夾壓接后應(yīng)對(duì)其表面用拋光機(jī)進(jìn)行打磨處理，以避免毛刺引發(fā)尖端放電。

(3)接頭絕緣表面處理

通常多芯預(yù)分支電纜接頭處應(yīng)纏繞絕緣膠布，以提高絕緣的耐壓水平。我們對(duì)接頭處采用輻照型熱收縮絕緣帶纏繞數(shù)層后，再高溫熔融，使得絕緣繞包層起到防止導(dǎo)體進(jìn)水和絕緣的雙重作用。

4 結(jié)束語(yǔ)

多芯預(yù)分支電纜作為一種新型建筑配電電纜，其應(yīng)用前景十分廣闊。我公司經(jīng)過(guò)近幾年生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的積累，很好地解決了多芯預(yù)分支電纜的氣密性、電氣安全性、吊具承力設(shè)計(jì)等方面的難點(diǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

［1］JG/T 147—2002 額定電壓0.6/1kV銅芯塑料絕緣預(yù)制分支電力電纜［S］.

［2］JB/T 10636—2006 額定電壓0.6/1kV(Um=1.2 kV)銅芯塑料絕緣預(yù)制分支電力電纜［S］.

［3］GB/T 12706—2008 額定電壓1 kV(Um=1.2 kV)到35 kV(Um=40.5 kV)擠包絕緣電力電纜及附件［S］.

［4］王建民.預(yù)制分支電纜制造和敷設(shè)［J］.電線電纜，2005(4):23-25.

［5］宋桂琴.預(yù)制分支電纜制造中若干問(wèn)題的分析及解決的方法［J］.電線電纜，2008(4):42-43.