低溫條件下高壓電纜的敷設及安裝研究

摘 要：高壓電纜作為重要的電能傳輸設備，隨著電力系統的日益壯大，其重要性也越來越突出。低溫條件下高壓電纜敷設與安裝方式的不同，能夠直接影響電力系統的電能傳輸狀況，也將對高壓電纜運行的可靠性與穩定性造成不良影響。基于此，著重分析可能會影響高壓截流量的因素，解決低溫環境下的各種敷設困難，提出具體安裝方案，促進國家電力系統發展的同時，能夠提供穩定的用電環境和用電安全，提高電力施工領域中電纜敷設的質量，更好地實現電力經濟可持續發展。

關鍵詞：低溫；高壓電纜；敷設；安裝；策略研究

中圖分類號：TM757" " " " " " " " " " " " " " " " " 文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " "文章編號：2096-6903（2023）09-0022-03

0 引言

為了全面提升高壓電纜的敷設以及安裝質量，需要著重研究低溫條件下高壓電纜敷設存在的問題和敷設安裝方法，減少電力故障造成的安全隱患，確保高壓電纜在供電線路和設備當中起到重要的電流傳輸作用，保證電纜的安全性、穩定性。

1 高壓電纜的特點

1.1 阻燃性

高壓電纜有著強大的阻燃性，一旦發生燃燒產生的污染物也較少，也沒有腐蝕性氣體逸出，能夠廣泛應用于人群密集場所或重要的設施平臺，對于空氣密度低的環境適用程度高。

高壓電纜由內到外組成部分分別是導體、絕緣層、內護層、鎧裝和外絕緣、外防護層。這些組成部分能夠極大地減少火災和可燃物質的燃燒概率，起到阻燃效果，并且通過阻燃PVE的扇形填充條能夠實現火層的高效阻燃。通過阻燃型交聯聚乙烯內套保護，能夠使內部反向絞制的鎧裝鋼帶得到有效保護，加強低溫條件下的敷設適應度，有效抵抗地面上的高強度壓迫，并能夠防止暴力性質的外部損壞[1]。

1.2 絕緣性

高壓電纜還有著強大的絕緣性，由于電纜外部會采用絕緣材料，因此在電力傳輸過程中能夠強化電路的安全性，通過橡膠、油紙、塑料等保護層對線路進行絕緣保護，進一步提升電力運輸的安全性。但油脂絕緣電纜在敷設時，需要先進行充油處理，相對于其他兩種絕緣材料來說，裝置和安裝方面會相對復雜一些，所以在實際工作中用到的地方很少，大部分則是以塑料絕緣電纜進行使用。

高壓電纜良好的絕緣性能夠實現各項功能的良好運作，對敷設的安裝環境適應度也非常好，特別是低溫環境下的敷設與安裝，能夠使高壓電纜最大程度上保持其工作特性和能量傳輸的安全性，為安裝和敷設降低難度。

1.3 耐腐蝕老化性

一般來說，10～35 kV稱為高壓電纜，它能夠實現輸電系統中的中樞紐帶傳輸作用，做到遠距離電力傳送。雖然在使用過程中由于和周邊環境接觸，受到外部因素影響，它會被腐蝕性物質的侵襲，但電纜本身及保護材質能做到很好的保護，并且這種材質對于周邊環境的化學反應速度慢，能夠延長其電纜使用期限。并能使電纜的壽命增長，加強內部材質與外部材質的契合度和耐磨性，讓高壓電纜不容易損壞[2]。

2 低溫條件下高壓電纜的敷設要點

2.1 注意保護套是否具備耐低溫性

由于低溫環境的溫度影響，電纜敷設前就會由于露天存放導致電纜保護套開裂，這不但會影響高壓電纜的敷設工程，還會導致對高壓電纜的性能無法做出正確判斷。因此在高壓電纜敷設前要采取適當的加熱措施，確保在敷設施工過程中，保護套不能出現多次開裂。

應加強對高壓電纜的低溫實驗，對電纜使用的低溫環境和敷設施工狀況進行動態處理和整體分析，重視PVC和PE材質的選擇，找到電纜彎曲半徑最小的界限和容易受力處理的坡度，避免高壓電纜在受力時出現開裂狀況，加強抗擊打能力，確保在低溫運輸和存儲過程中避免電纜出現質量問題[3]。

2.2 加強對周邊環境的考察

對于高壓電纜的敷設工作，需要技術人員依據安裝工藝及安裝規范進行敷設，考慮低溫環境下的電纜工作影響因素，從而確定高壓電纜的安裝方式和敷設程序。并對土壤中的腐蝕介質和周邊氣溫進行綜合考量，根據高壓電纜的敷設要求和經濟條件，選擇最佳的敷設方式。高壓電纜大于4回則進行隧道敷設，若是低于4回，則要用電纜溝或排管進行輔助敷設。

電纜溝的安裝模式主要以砌或鋼筋混凝土作為明溝材料，通過道路的電纜溝則要采用鋼筋混凝土的暗溝形式，且在蓋板方面要用鋼筋混凝土的電纜溝蓋板。特別是電纜槽盒的設置，要在確保外形美觀的前提下置于地面之上。材料主要選擇氧化鎂粉和玻璃纖維等混合材料，提升其阻燃性和質量標準，進一步提高機械強度。

電纜槽盒聚酯玻纖應用類別雖然較少，但通過一次性壓制成型的方式，能夠提高其絕緣性能和防腐蝕性能，使其是有一定的耐酸堿和阻燃特性，在低溫環境下有很好的性能，且對環境污染低。

在敷設運維方面要確保工體不露出地面，以方便檢修車輛運行，加強維修和更換能力。要加強敷設力度和加大機械投入，使高壓電纜在敷設施工過程中，能夠盡可能減少對地形地質影響因素，找到人工與機械相結合的敷設方法，提升電纜運輸和安放的機械操作效率，使高壓電纜線路能夠早日達到電力傳輸的作用。

2.3 明晰高壓電纜在低溫環境的使用規范

在經過彎曲半徑和電纜選型的處理后，要強化高壓電纜在低溫環境中的使用規范，明確保護性能實驗和電纜最低使用溫度以及敷設溫度。對絕緣和保護套的低溫彎曲和拉伸沖擊，要確保無鎧裝層電纜彎曲半徑不小于電纜外徑的6倍，有鎧裝則不小于外徑的12倍。屏蔽結構不能小于外徑的6倍，并要明確規定電纜的最低使用溫度[4]。

采用低溫彈性和沖擊試驗來對絕緣和保護套進行系統認定，必要時要躲開極其寒冷的敷設期，采取加熱敷設方法，將電纜放在室內環境下，提高周圍空氣溫度進行加熱，再拿到室外環境進行具體敷設。確保加熱電纜溫度的環境為5～10℃，提升加熱處理能力，延長加熱時間，讓電流通過電纜導體進行加熱，使電纜表面溫度不低于5℃。在加熱處理過后，確保電纜盡快進行鋪設，減少電纜鋪設前的室外放置時間。在-15℃以下的低溫環境，要優先選用交聯聚乙烯和聚乙烯以及耐寒橡皮絕緣電纜，防止低溫環境下電纜放于室外缺少加熱條件而導致的敷設開裂現象。若是工程急需，要做好動態、靜態和摔斷的電纜彎曲實驗。電纜放置于室外時，要對保護套的開裂部分進行集中處理和加熱。

確保材料能夠滿足施工現場的溫度需求，極特殊情況下也要盡可能在1 h之內的完成敷設任務。加強對傾斜坡易受處的措施制定，防止高壓電纜因受力不均勻導致的開裂現象，避免后續的摩擦、摔打和外力沖擊[5]。

3 低溫條件下高壓電纜的安裝要點

3.1 電纜選擇建議和電纜頭部安裝

對于普通的PVC護套電纜來說，盡可能確保其在-15℃以上的地區使用，而0℃左右的輻射工作要采用絕緣的PVC或PE等材料。若是在-30℃以上的地區使用，則優先選擇PE材料，也可以選擇耐寒的PVC護套或者是丁腈復合護套，綜合考慮XLPE等絕緣材料。若是在-30℃以下的地區使用，則優先選擇PE材料。

高壓電纜在敷設時，要注重普通絕緣PVC和護套電纜的施工溫度，特殊情況要進行加熱處理。相關安裝人員要檢查電纜的冷縮管和終端，確保能夠實現套線纜芯，與纖維線對齊處理后拉起支撐條，確保冷縮管能夠鎖緊。在端口密封前，要將各個冷縮管進行包纏處理，確保冷縮管之外的半導體與纜線之外的屏蔽層有效貼合，提升整體防水效果。加強冷縮接頭上的自粘帶纏繞，用以提高電纜自身的密封性，以重疊方式讓電纜具有更好的粘合效果。

在確保纏繞之間沒有縫隙的前提下，進一步完成中間安裝，對所需要的引線進行彎曲處理，確保銅絲捆綁成圈。用銅絲與膠帶進行標記，掌握二者之間的深度和半導體電層的完整度。在引線的接頭，要確保壓頭接管能夠實現對芯線剝削并做好壓緊工作。將外套的保護管依次按照工程順序接在兩根線纜上，使鋼鎧接地與外保護套進行有效分離和對接處理。一般來說，外接的對接處要不小于100 mm，還要涂上良好的封閉膠，進行密封保護，并做好外套的伸縮保護工作。

3.2 重視高壓電纜附件的使用

高壓電纜在敷設過程中，會出現由于電纜內部附件局部絕緣缺陷導致的放電情況。這會給敷設工作帶來隱患，也會使電力運行造成經濟損失。因此要保證電纜質量符合標準，就要進行電纜附件的檢查和選擇，增加高壓電纜在安裝過程中的電氣性能、封閉性能以及后續的機械性能。

從綜合安全性進行評估，確保施工人員在安裝過程中，能夠將導體和絕緣層以及屏蔽保護層分別與終端頭和中心接頭緊密聯系，以實現線路的可持續性高壓供電[6，7]。

3.3 安裝質量控制

一方面，就安裝質量的控制來說，要在現場施工組織管理方面增加技術協調能力。施工人員要對電纜施工場地進行科學合理的布置，加強各個工種之間的技術合作與協作、共同交流，控制好高壓電纜的各個安裝走向，避免電纜之間產生沖突。高壓電纜的相關電氣設備在準備完畢后，相關人員還要根據自身技術要求防止與其他工種出現沖突，明晰整個高壓電纜安裝工程的復雜性和配合度，加強技術之間的聯系，對建筑施工場地進行科學嚴謹的劃分，確保高壓電纜能夠在敷設和安裝時保證其安全性和穩定性。要做好圖紙設計，把擬定結果與現實安裝環境相匹配，在滿足相關法律法規要求的前提下，保證圖紙有計劃的進行綜合考慮高壓電纜實際安裝和鋪設所準備的作業材料和安裝尺度以及后續的標高和定位軸線確定，讓各個環節減少缺陷。

另一方面，安裝過程中技術監督人員也要重以審查圖紙為施工技術要求的標準，對階段性的施工效果予以評析和交涉。如果出現施工效果與圖紙不符的情況，設計部門與施工人員要即時進行相關討論和研究[8]。安裝過程，要控制好線纜的彎曲半徑和低溫環境的適配度，做好電纜與溫度實驗。高壓電纜與溫度的實驗結果如表1所示。

靜態彎曲在動態試驗完成后進行，未開裂的樣品繼續保持6 h。摔裂實驗中保持低溫6 h后，BV型絕緣電纜從1 m處自由落體向地面摔打3次，其他型號則以單根形式從1.5 m自由落體向地面摔打3次，直線或彎曲方式均可。

保證電纜安裝能夠實現正常有效的進行，掌握好技術要點，遵循施工要求，確保高壓電纜在低溫環境下安全穩定運行。

3.4 運輸、安裝和固定方式

高壓電纜在運輸時要確保其平穩固定，防止相互碰撞和露天存放，防止電纜盤平行放置。要防止磕碰和物體碰撞，并防止高壓電纜由于自身質量過大引起的地面下沉，確保地面處于平緩的前提下放置好電纜盤。嚴禁在吊裝時把電纜存放于潮濕且封閉的房間內，做好電纜防寒防潮性工作。在安裝拆除時，要避免過于潮濕的外部安裝環境，在溫度低于零度時，要加強溫度預熱措施，使電纜內外溫度保持一致。高壓電纜的安裝在排列組合期間，要考慮牽引力和測壓力的影響因素，讓高壓電纜在低溫受冷收縮后能夠產生機械力，實現電纜釋放和安裝。要對電纜正確使用，并在周邊設置警示標志。

施工安裝前要確認高壓電纜的總質量和支架堅固程度，確保其穩固不傾斜，且電纜盤能夠正常轉動。按路線直徑，每隔一段距離設置一個電纜滑輪，確保電纜的彎曲程度能夠適應長路徑的安裝，以抵消電纜在安裝過程中產生的扭轉力。安裝過程中也要做好安裝路線清潔和雜物的清除工作，并設置專人管理。安裝過程中要注意電纜兩個端頭的密封情況，防止出現松動脫落現象。對破損要及時處理，做好低溫情況下的灰塵清掃和內部防塵處理[9]。

對于高壓電纜的安裝固定要著重注意坡度角的緊固夾具設置，確保在低溫情況下能夠使高壓電纜實現熱循環，并恢復到原來的垂直敷設位置。通過支架轉彎的架設轉變區點設置，讓電纜實現可軸向滑動，確保電纜之間能夠考慮自身質量的同時，獲得滿意的膨脹和收縮運動，讓剛性固定發揮銜接作用。根據質量垂直和坡面敷設確定高位側，確保剛性固定能夠更好地保護電纜，使其承載自身質量的同時緩解拉力。固定用具要采取鋁合金和不構成磁性回路的夾具，采用彈性橡膠墊或尼龍帶塑繩等方式，并且要切忌用鋼絲直接捆扎電纜。做好不同分析，把垂直和單端以及交叉互聯接地方式與低溫環境相適應，實現整個安裝系統的完善性[10]。

4 結束語

要想精準確定低溫環境下電纜的使用品牌和產品標準，就要提高高壓電纜的工程設計和施工規范，確保在施工過程中能夠降低高壓電纜對低溫環境的排斥性。結合信息技術預先模擬高壓電纜敷設情況，并對可能出現的低溫環境困難提出解決方案和實驗研究，加強電纜選型和敷設施工的質量監控。并對局限條件進行處理，探討不同材質的低溫使用作用和最低敷設溫度，增強高壓電纜在后續作業中的電流傳輸穩定性，使施工參數與高壓電纜使用相匹配，確保高壓電纜在低溫環境下完成安裝和敷設工作。

參考文獻

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[10] 曹益.ITER耐極低溫高壓線纜接合裝置的設計及工藝研究[D].合肥：中國科學技術大學，2020.