电力行业用非开挖改性聚丙烯（MPP）管和氯化聚氯乙烯（CPVC）管试验标准差异分析

吴明孝 李雪桓 周少珍 杨威 付刚

摘 要：随着城市配电网的快速发展，电力电缆的敷设需求越来越多。非开挖改性聚丙烯（MPP）管、氯化聚氯乙烯（CPVC）管等高强度、耐腐蚀、施工方便的电力电缆保护管已被广泛应用于电力电缆敷设施工中。本文针对常用电缆保护管的试验标准差异进行分析，以供试验检测人员参考。

关键词：非开挖改性聚丙烯（MPP）管;氯化聚氯乙烯（CPVC）管;标准差异

中图分类号：TU821文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）17-0052-03

Difference Analysis of Test Standards between Trenchless Modified Polypropylene （MPP） Pipe and Chlorinated Polyvinyl Chloride （CPVC） Pipe for Power Industry

WU Mingxiao LI Xuehuan ZHOU Shaozhen YANG Wei FU Gang

（State Grid Henan Electric Power Research Institute，Zhengzhou Henan 450000）

Abstract： With the rapid development of the urban power distribution network， there is an increasing demand for the laying of power cables. Trenchless modified polypropylene （MPP） pipes， chlorinated polyvinyl chloride （CPVC） pipes and other high-strength， corrosion-resistant， and convenient power cable protection pipes have been widely used in power cable laying facilities. This paper analyzes the test standard differences of commonly used cable protection tubes for reference by test personnel.

Keywords： trenchless modified polypropylene （MPP） pipe;chlorinated polyvinyl chloride （CPVC） pipe;standard difference

随着城市用电需求的日益增长，用电密度越来越高，架空线路因受供电安全、建设空间、环境保护等限制，在进入市区后，通常采用电缆入地的方式构筑输、配电线路网络。电力电缆线路具有占用地面和空间少、供电安全可靠、触电可能性小、电力系统功率因数提高明显、运维简单方便、城市美化效果突出、保密性好等优点，因此构建城市用电网络的比例逐年提升[1]。

1 概述

当前，城市电网的电力电缆缆敷设施工主要有非开挖穿管敷设、开挖直埋敷设和隧道敷设等三种方式[2]。其中，非开挖穿管敷设方式，因其施工简单、对周边环境影响较小、投资较少、检修方便、可避免地下其他管线对电缆本身的影响等优势，大大满足了现阶段城市用电规模快速增长的需求[3]。因此，当前，城市新增配电网施工，特别是繁华地段的电缆敷设和老旧小区的城市化改造工程中，穿管敷设的施工方式已被广泛采用。而隧道敷设多用于管线集中的城市规划工程及35 kV及以上高电压等级电缆的敷设中。直埋敷设多用于不易有经常性开挖的地段、道路边缘较易翻修情况等的35 kV及以下电力电缆敷设中[4]。

常用的电缆保护管有两种，即非开挖改性聚丙烯（MPP）管和氯化聚氯乙烯（CPVC）管。非开挖改性聚丙烯（MPP）管是以聚丙烯树脂为主体，添加其他聚烯烃及少量抗氧剂、提高寿命所必需的稳定剂以及有利于提高导管力学及加工性能的添加剂等而形成的一种稳定的复合材料。氯化聚氯乙烯（CPVC）管是以氯化聚氯乙烯（CPVC）树脂和聚氯乙烯（PVC）树脂为主，加入有利于提高导管力学及加工性能的添加剂，在一定的温度和压力下在模具内挤出成型的一种实壁结构的塑料电缆导管。MPP管使用热熔焊接，焊接头强度高，可超长度高牵引力拖管，韧性好，具有优良的抗地层沉降、抗震性能，克服了CPVC管抗地层沉降性能差以及不能高牵引力拖管的弊端[5]。

2 标准比对分析

目前，电力行业对非开挖改性聚丙烯（MPP）管和氯化聚氯乙烯（CPVC）管执行的行业标准分别为《电力电缆用导管技术条件 第7部分：非开挖用改性聚丙烯塑料电缆导管》（DL/T 802.7—2010）和《电力电缆用导管技术条件 第3部分：氯化聚氯乙烯及硬聚氯乙烯塑料电缆导管》（DL/T 802.3—2007）。现行标准对两种管材外观质量和尺寸检查的整体要求是一致的，但对技术性能和试验方法的要求存在较大差异，主要差异如表1所示。

2.1 密度

MPP管和CPVC管两种管材均按照《塑料 非泡沫塑料密度的測定 第1部分：浸渍法、液体比重瓶法和滴定法》（GB/T 1033.1—2008）的方法A（浸渍法）进行试验。CPVC管密度不大于1.6 g/cm3，MPP管密度介于0.90～0.94 g/cm3。

对于密度大于浸渍液密度的试样，试样密度用式（1）进行计算。

式中：[ρS]为23 ℃或27 ℃时试样的密度，g/cm3;[mS，A]为试样在空气中的质量，g;[ρIL]为23 ℃或27 ℃时浸渍液的密度，g/cm3;[mS，IL]为试样在浸渍液中的表观质量，g。

对于密度小于浸渍液密度的试样，试样密度用式（2）进行计算。

式中：[mK，IL]为重锤在浸渍液中的表观质量，g;[mS+K，IL]为试样加重锤在浸渍液中的表观质量，g;其他变量同式（1）。

2.2 環刚度

环刚度指的是在管道受到外力影响之后，管材出现径向变形的情况，变形达到3%时受力数值与变形量的计算值。如果使用环刚度较小的材料，则在使用中非常容易出现过度变形以及压屈失稳的情况，影响管材使用的安全性。如果管材的环刚度较大，不仅会增加管材的建设成本，还会出现管壁过厚等情况。环刚度用式（3）计算。

式中：[S]为单次测量的管材环刚度，kN/m2;[F]为相对于管材3.0%变形时的负荷，kN;[L]为试样的长度，mm;[y]为相对于管材3.0%变形时的变形量，mm;[di]为管材内径平均值，mm。

MPP管和CPVC管两种管材对于环刚度试验的区别在于：CPVC管环刚度试验中，要求将试样放入（80±2）℃的烘箱内保持1 h，取出试样，在2 min内完成试验，环刚度等级为SN8≥8 kPa、SN12≥12 kPa、SN16≥16 kPa;MPP管要求的试验环境条件为室温，试验前，试样需要在试验室环境条件下放置至少24 h，环刚度等级为SN24≥24 kPa、SN32≥32 kPa、SN40≥40 kPa。

2.3 压扁试验

压扁试验是检验管材在给定条件下压扁变形而不出现裂纹缺陷的极限塑性变形能力。MPP管和CPVC管对垂直方向变形量的要求有所区别：CPVC管要求加荷至试样垂直方向变形量为原内径的30%时，试样不应出现裂缝或破裂;MPP管要求加荷至试样垂直方向变形量为原内径的50%时，试样不应出现裂缝或破裂。

2.4 落锤冲击

落锤冲击试验可以考察管材在使用中的抗冲击性，确保其在特殊环境下始终保持稳定的状态，减少出现断裂、裂缝等情况。CPVC管试验环境条件为室温，试验前，试样需要在试验室环境条件下放置至少24 h，冲击后的试样不得出现裂缝或破裂。落锤质量介于2.50～5.00 kg。MPP管试样置于温度（-5±1）℃下保温至少8 h，从冷冻箱中取出后30 s内完成试验，冲击后的试样不得出现裂缝或破裂。落锤质量介于6.0～15.0 kg。

2.5 维卡软化温度

维卡软化温度是指热塑性塑料放于液体传热介质中，在一定负荷和等速升温条件下，试样被1 mm2的压针头压入1 mm时的温度。维卡软化温度是评价材料耐热性能，反映制品在受热条件下物理力学性能的指标之一。

MPP管和CPVC管两种管材对于维卡软化温度试验的区别在于：CPVC管预处理温度为低于预期维卡软化温度（VST）50 ℃的温度，轴向压力为（50±1）N，维卡软化温度≥93 ℃。MPP管预处理温度为20～23 ℃，轴向压力为（10.0±0.2）N，维卡软化温度≥150 ℃。

3 结论

比对发现，MPP管在抗压、抗冲击方面的要求明显高于CPVC管，这是因为MPP管材最大的优势就是其应用性能，改性聚丙烯是在聚丙烯树脂的基础上，加入一定量的聚烯烃、抗氧化剂、稳定剂等，使得制作的管材绝缘性强、耐腐蚀性高、抗冲击力强。在实际使用的过程中，它能够抗击地震灾害，目前已经被广泛应用在110 kV的高压电缆中，应用效果良好。氯化聚氯乙烯（CPVC）是聚氯乙烯（PVC）经氯化反应后的产物，随着氯含量的增加，分子间作用力增强，使得CPVC树脂的耐候性、耐老化性、耐蚀性、热变形性等性能均比PVC有较大提高。然而，CPVC树脂的加工温度与其分解温度接近，热稳定性欠佳，同时当CPVC含氯质量分数增至大于65%时，材料的冲击性能显著下降。

参考文献：

[1]邓仁华.浅谈电力电缆在施工中应注意的几个问题[J].科学与财富，2015（14）：81.

[2]荆林国.电缆保护管的性能与应用[J].农村电气化，2006（5）：51-52.

[3]曹举文.非开挖技术在市政电力管道工程中的应用[J].中华建设，2012（11）：236-237.

[4]边洋.城市非开挖电缆保护管铺施工技术研究[D].北京：华北电力大学，2011：5-6.

[5]孙海勇，王哲，刘冬，等.非开挖用改性聚丙烯（MPP）电缆护套管标准比对分析[J].中国标准化，2019（18）：257-258.