大直径长距离电缆的管内敷设工艺探讨

2015-05-15金那仁满都拉彭慧君

机电工程技术 2015年7期

金那仁满都拉，彭慧君

（中交一航局第一工程有限公司，天津 300456）

电力电缆敷设方式分直埋敷设、电缆沟敷设、管内敷设、隧道内敷设等多种形式。管内电缆敷设由于不占用地面空间，安装完成后安全可靠性高等特点，越来越频繁的应用于港区或城市中心、住宅小区等，经常通过重载车辆、人员流动频繁的场所。电缆穿管敷设过程中合理选择机具，积极踏勘现场，抓住敷设环节中的重点，保证电缆及其外护套不受损伤是成功的关键。

1 工程简介

本文主要针对供电照明系统中的电缆敷设分项工程进行讨论。本工程电缆敷设方式为穿管敷设，管材为维纶水泥管。管材直径ϕ100 mm～ϕ150 mm，电缆型号种类繁多，其中最大直径电缆外径约110 mm，最大电缆盘重量为8.67 t，高压电缆总长度15 285 m，低压电缆总长度（不包括控制电缆）27 759 m。

本文以港区中机PLANTA电站到SS1总变电所之间YJV22-18/30kV-3×240 mm2为例，进行总结和讨论。PLANTA站到SS1站距离530 m，电缆最大外径110 mm，维纶管直径ϕ150 mm；电缆含轴重量8.67 t，电缆轴直径3.3 m。港区变电所分布情况如图1所示。

图1 港区变电所分布情况

2 机具准备

2.1 机具设备的准备

为了管内电缆敷设工作的顺利实施，经过向专业生产电缆机具的厂家进行广泛的咨询和沟通工作。为本工程针对性的选购了一大批材料机具，在实际电缆敷设过程中起到了很好的效果。

2.2 准备筹划

（1）电缆放线架的制作

电缆放线架制作过程中主要是考虑了放线架的高度以及承重能力，转动灵活性等三个方面进行考虑的。电缆盘最大直径3.3 m，电缆放线架的垂直高度不小于1.65 m，考虑到电缆轴转动等因素电缆支架高度选择1.75 m；考虑到电缆支架的承重能力，电缆支架垂直立板选用2根10#槽钢对接焊，组成方管，加强了其承受能力，实际使用中证明强度完全满足要求；另外一个主要的因素就是电缆卷盘的转动灵活性，为了使电缆支架转动灵活，在电缆支架的顶部安装了轴承，使电缆轴在支架上面非常灵活的转动[1]。

（2）井内转角支架的制作

转角支架由不同位置的滚轮组成。根据电缆管的位置可以调节滚轮的高度，另外保证电缆的弯曲半径R≥15D（交联聚氯乙烯绝缘电力电缆最小弯曲半径值），只有这样才能保证电缆敷设过程中不受损伤，同时满足长期平稳可靠运行。

3 方案讨论与实施

3.1 概况

长距离大直径电缆在管内敷设安装，由于施工难度大，受到场地和机械设备的制约一般港区电缆的敷设选用电缆沟敷设或者是直埋敷设的方法。

本港区内电缆敷设全部采用穿保护管（维纶水泥管）埋地敷设。为了组织好PLANTA电站到港区SS1变电所之间的电缆敷设工作，现场编写了2套方案并根据方案内容在现场进行巡视和讨论。

3.2 具体方案

3.2.1 方案Ⅰ

（1）准备工作

1）全线电缆井巡视及检查；10个电缆井全线进行检查，主要是抽水、清除淤泥等杂物，达到井内干净整洁、干燥为宜；

2）井与井之间管线进行疏通清洗；管线清洗疏通工作非常重要；方法为管段内穿入铁丝，用同管直径相同的布团栓在铁丝的一头，两个人站在两个紧邻井内，反复拖拉布团，将管内赃物清理。

3）路径探索，确定吊机设备的站车位置，电缆轴的放置位置等；

4）管口轮固定；

5）管内穿铁丝；

6）电缆支架固定安装；

7）第一台绞磨固定于CP66+4南侧，第二台绞磨固定于CP66南侧；

8）无扭力钢丝绳提前替换铁丝。

（2）实施步骤

电缆起吊搬运：电缆敷设前认真核对图纸及型号，确定好电缆的长度和型号等。电缆滚轴架设在电缆固定支架上。电缆盘附近需要安排4人，防止电缆拖地破坏电缆外皮，防止电缆盘旋转太快，电缆扭曲等；

电缆支架及电缆固定在CP88+5井口处，CP88+5电缆井到SS1高压柜AH7、AH10之间敷设400 m电缆，剩余130 m电缆敷设于CP88+5至PLANTA电站354#、359#配电间隔之间［2］；

（3）第一段敷设

1）敷设CP88+5→CP88+4→CP88+3→CP88+2→CP88+1→CP66+4段，此段敷设用绞磨敷设，电缆头从CP66+4井出来后换移动机械；

2）移动机械用现场装载机，在敷设过程中电缆下面每隔1.5～2.0 m垫直行轮，装载机速度控制匀速，力量适当，以免损坏电缆外护套；

3）观察电缆刻度值，达到事先计划好的长度，机械牵引敷设过程完成。

（4）第二段敷设

1）敷设CP66+4→CP66+3→CP66+2→CP66+1→CP66→SS1高压柜AH7、AH10段内电缆，此段长度180 m；

2）此时2#绞磨固定在CP66南侧；

3）每个井口处放置井口滑轮，井内站1～2人，观察井内电缆情况，不断往管内抛洒滑石粉；钢丝网套套住电缆头，2#绞磨牵引无扭力钢丝绳至SS1变电所南侧，等电缆全部牵引出来后进入下道工序；

4）在CP66井内电缆盘圈1周后，剩余部分全部进入SS1变电所内指定的高压柜下面；此时切记电缆头密封好后高位存放（防止受潮）并留足余量，用于制作高压电缆终端头。

（5）第三段敷设

敷设CP88+5至PLANTA站之间电缆，其长度为110 m；其敷设步骤如下：

1）用吊车或者装载机将电缆轴举起；

2）电缆从电缆轴上卸下来；

3）装载机或者绞磨固定于中机围墙内，即3#绞磨所指定的位置；

4）牵引电缆，在CP88+5井内留下一圈电缆，防止沉降等不利因素引起的电缆余量补充；

5）电缆在中机围墙外盘圈留一部分余量，剩余电缆全部引到PLANTA变电站内。

6）进行下一步的高压电缆终端头的制作等准备工作。

3.2.2 方案Ⅱ

与方案Ⅰ不同之处在于，方案Ⅱ中电缆的起始点从CP66+4开始，往中机PLANTA站方向敷设350 m电缆，剩余电缆从电缆盘上取下，铺好直行轮捋顺后往SS1方向敷设。其敷设方法与所用机具同方案1基本相同。

不同之处：

1）电缆在管内走的距离不同；

2）敷设场地不同，电缆敷设的难度不同；CP66+4往中机敷设过程中，CP88+5井以北20 m为围墙，电缆经过绞磨牵引出CP88+5后，剩余往PLANTA电站方向的130 m电缆无法用绞磨牵引，导致电缆敷设工作失败。

3）绞磨承受的拉力不同；方案1绞磨承受拉力不满足时候可以采用机械车辆牵引的模式，因为CP66+4以南约200 m距离为汽车停放场地，有硬化过的水稳层，视野开阔，道路平坦，没有磕坏电缆的坚硬物体；

4）成功的概率不同；方案1电缆一侧的头在管内摩擦距离长，但是成功的概率高，方案2由于受到CP88+5以北围墙的限制因素，电缆从CP88+5引出后无法再对剩余的130 m进行牵引。即只能保证电缆头部能从井里出来，剩余部分由于场地限制，无法引出［3］。

4 方案优化与改进

4.1 拐弯井内的电缆保护机具选择及优化

电缆在直线段内敷设，无论绞磨牵引还是机械牵引对电缆的损伤并不大，根据绞磨的牵引速度调节对电缆外皮的损伤，但电缆拐弯处情况则大不相同。拐弯处由于电缆与井口轮之间承受水平90°方向的拉力，在直角位置电缆和滑轮之间接触面积减少。电缆井尺寸各不相同，最小的拐弯井电缆弯曲半径无法满足敷设要求。针对这种情况制作了专门的拐弯井敷设机具，克服了电缆敷设过程中降低了对电缆绝缘护套的损伤。

4.2 绞磨位置的选择

绞磨在牵引电缆的过程中牵引钢丝绳与电缆出线口之间务必保证成水平直线，即绞磨钢丝绳卷盘中心与电缆成水平直线。另外绞磨固定位置距离电缆井的尺寸10～15 m为宜；电缆敷设过程中必须不断的抛洒滑石粉；一方面降低摩擦系数，另外对电缆外皮起到一定的保护作用［4］。

4.3 电缆轴刹车装置的引用

为了控制电缆轴的转动速度，同时保证电缆在放线过程中由于轴转动太快而电缆拖地，划破绝缘外护套，在放电缆过程中制作刹车装置，使电缆轴的转动速度平均匀速，保证电缆始终保持一定的张力，避免与地面接触。在敷设第二根高压电缆的过程中此装置节省2个人力，同时避免了电缆外护套的磨损。

5 发展趋势及优点

5.1 概况说明

电力电缆敷设方式种类很多，如直埋敷设、穿管敷设、电缆沟内敷设、隧道内敷设等等。经过近年来配网工程中管井敷设电缆的大量实践，电缆穿管敷这种新型敷设方式首先在工程造价方面应较为经济实用，其次在施工、运行、维护等方面具有其可行性，同时还具有可重复使用的特点，一次建成后可敷设多路电缆，且可避免重复的地面开挖。目前许多电缆工程采用穿管敷设方式。近些年来，国内城市电网建设的速度加快，电缆直埋敷设或者穿管敷设模式已经逐步取代架空敷设或者电缆沟敷设的方式。