電纜保護(hù)管在城鎮(zhèn)配電網(wǎng)中的選擇與應(yīng)用

1引言：隨著電力事業(yè)的不斷發(fā)展，電纜在縣級電網(wǎng)建設(shè)和改造中得到大規(guī)模推廣和應(yīng)用。電纜線路的敷設(shè)通常有三種方法：一是直埋敷設(shè)，二是電纜隧道敷設(shè)，三是穿管敷設(shè)。直埋敷設(shè)的特點(diǎn)是散熱好，施工簡便，投資少，但檢修不方便，易腐蝕和發(fā)生外界機(jī)械損傷;電纜隧道敷設(shè)雖然方便，但占用地下空間大、造價(jià)高;而采用穿管線敷設(shè)，施工簡單，投資省，檢修方便，可提前預(yù)埋，可避免地下其它管線對電纜本身的影響。電纜保護(hù)管在電網(wǎng)建設(shè)和改造工程中的使用量與日俱增，但電纜保護(hù)管種類很多，性能各異。因此對電纜保護(hù)管進(jìn)行正確的技術(shù)分析和合理的選擇尤為重要。

2電纜保護(hù)管的種類

電纜保護(hù)管的種類主要有這樣幾類：有機(jī)高分子材料電纜保護(hù)管，如PE碳素波紋管，PVC管等。金屬材料類電纜保護(hù)管，如涂塑鋼管、鍍鋅鋼管等。樹脂基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料類電纜保護(hù)管，如玻璃鋼管等。水泥基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料類電纜保護(hù)管，如低磨擦纖維水泥管、維綸水泥管等。

2.1 PE碳素波紋管

PE碳素波紋管是以高密度聚乙烯和改性碳素為主要材料，采用撤出成型工藝生產(chǎn)的螺紋管材，具有較好的強(qiáng)度和耐老化、可彎曲、無接縫、防水性好等特點(diǎn)，與聚乙烯其它管材相比，有較好的強(qiáng)度和耐老化、耐腐蝕性能，有較小的密度，一般小于1.0 g/c。

優(yōu)點(diǎn)：柔韌性：可彎曲自如地繞過障礙物，便于施工。由于重量較輕且有波紋狀結(jié)構(gòu)。使碳素波紋管可以做成任意長度，在兩工作井之間能做到無接縫，有良好的防水性能。

壽命長：強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐酸堿。

方便實(shí)用：質(zhì)地輕、搬運(yùn)方便，內(nèi)有鋼絲引線，單根長度長、接口少，施工期短，綜合成本低。

用途廣：城網(wǎng)改造、高低壓電纜埋地護(hù)線、電信電纜、高速公路、變電站、水利工程等。

缺點(diǎn)：碳素波紋管具有較高的熱膨脹系數(shù)，一般是混凝土膨脹系數(shù)的10倍左右，按100 m計(jì)算，當(dāng)管內(nèi)溫度升高40 ℃時(shí)，自由狀態(tài)的碳素波紋管可伸長0.00015×100×40 = 0.6 m。碳素波紋管的熱變形溫度一般在60～80℃，耐熱溫度較低，在較高的工作溫度條件下承壓荷載低，容易老化。碳素波紋管的氧指數(shù)較低，對電纜的防水不利。另外，碳素波紋管的熱阻系數(shù)較高，電纜運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量不容易散發(fā)出去，對提高電纜的載流量不利。

2.2PVC管

優(yōu)點(diǎn)：PVC管是以聚氯乙烯為主要原料，并填加各種不同的填料改性而成的擠出成型管材，從管材結(jié)構(gòu)上分為雙壁波紋及普通管。PVC管外觀光滑，內(nèi)壁磨擦系數(shù)小，穿管敷設(shè)時(shí)不損傷電纜，并具有重量輕、強(qiáng)度高、便于運(yùn)輸、投資省、施工方便，應(yīng)用行業(yè)廣等特點(diǎn)。

缺點(diǎn)：PVC管的熱變形溫度在75～85 ℃，其耐熱性能隨填料的增加而提高，但卻可以緩慢燃燒，防火性能較差?，F(xiàn)有氯化聚氯乙烯PVC-C套管的氧氣指數(shù)可以達(dá)到40，PVC管的線膨脹系數(shù)為0.00008 K-1，包封混凝土的熱阻系數(shù)較高，電纜運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量不容易散發(fā)出去，對提高電纜的載流量不利。

2.3涂塑鋼管

優(yōu)點(diǎn)：涂塑鋼管是由普通鋼管涂塑制成的新型管材，具有鋼管所具備的優(yōu)良機(jī)械性能和良好的耐熱、防火和散熱性能，克服了鋼管不耐腐蝕的缺點(diǎn)。涂塑鋼管造價(jià)較高，比較適合淺土過路埋設(shè)、超重荷載等特殊要求的情況下使用。

缺點(diǎn)：涂塑鋼管同鋼管一樣不能用作單芯電纜的穿管，以避免在大負(fù)荷電流時(shí)，使涂塑鋼管壁感應(yīng)較大的零序電流而嚴(yán)重發(fā)熱危及電纜絕緣。

2.4玻璃鋼管

優(yōu)點(diǎn)：玻璃鋼管是以中堿纖維無捻粗紗布和不飽和聚酯樹脂為主要成分組成的有機(jī)化合物，通過纏繞在芯模上層疊成所需厚度，固化后脫模而得到的制品。具有強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐老化的特點(diǎn)，以及絕緣性能好、遇火不燃燒、耐熱性好、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。管子的內(nèi)壁光滑，穿纜時(shí)不會刮傷電纜，本體重量較輕，安裝施工簡捷方便，一人即可搬動(dòng)，能大大縮短施工周期，降低安裝造價(jià)。另外，管子還具有一定的耐水性，可以在潮濕或長期在水中敷設(shè)。而普通的無機(jī)復(fù)合材料不耐水，只能在干燥條件下敷設(shè)。

缺點(diǎn)：玻璃鋼管的性能取決于使用的原材料，如果原材料選擇合適，高質(zhì)量的玻璃纖維電纜管具有有機(jī)材料和無機(jī)材料的一切優(yōu)點(diǎn)，如果原材料選擇不合適，采用高堿玻璃纖維則同時(shí)具有有機(jī)材料和無機(jī)材料的一切缺點(diǎn)，化學(xué)性能和力學(xué)穩(wěn)定性極差，老化速度非常快，用于電纜敷設(shè)，將給工程質(zhì)量留下極大隱患。

2.5低磨擦纖維水泥管

優(yōu)點(diǎn)：低磨擦纖維水泥管采用無機(jī)水硬性水泥材料為基材，用抄取工藝加壓卷制，并在管子內(nèi)壁表面涂覆一層薄膜層而成的一種保護(hù)管。它是一種耐熱、防火材料。該產(chǎn)品在溫度300 ℃下結(jié)構(gòu)不破壞，不存在軟化、收縮、變形方面的情況，具有良好的散熱性、耐腐蝕性和耐久性，其散熱效果接近于直埋地下的散熱效果。由于管子的主要成分是水泥，水泥和纖維混合凝結(jié)后形成堅(jiān)硬的水泥石，埋在地下地壤中散熱效果好，不受自然風(fēng)化的侵蝕，適用于酸、堿、鹽、有機(jī)物等各類環(huán)境中敷設(shè)。管子具有較高的強(qiáng)度和較低的價(jià)格，適用于包封、直埋、過路等多種施工方式，施工比較簡單、方便。低磨擦纖維水泥管具有較好的剛性，管子間的連接方便，敷設(shè)的管路平直，內(nèi)壁磨擦系數(shù)小，有利于電纜穿管通暢并免受外力的破壞。

缺點(diǎn)：由于低磨擦纖維水泥管是一種剛性材料，抗張強(qiáng)度明顯低于抗壓強(qiáng)度，且重量較重，運(yùn)輸裝卸不方便。

3電纜保護(hù)管的性能參數(shù)

各類電纜保護(hù)管的主要性能見表1所示。

項(xiàng)目密度/g.cm-3線膨脹系數(shù)/10-4k-1抗拉強(qiáng)度/Mpa抗壓強(qiáng)度/Mpa熱變形溫度/℃氧指數(shù)內(nèi)壁滑動(dòng)摩擦系數(shù)熱阻系數(shù)每米管能量消耗因子

電纜保護(hù)管的選擇與使用和電力電纜的選擇與使用一樣，是關(guān)系到城鎮(zhèn)配電網(wǎng)運(yùn)行安全的大事，必須慎之又慎。選用時(shí)可根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)性能指標(biāo)和實(shí)際使用條件進(jìn)行科學(xué)選擇。直埋使用時(shí)應(yīng)充分考慮埋地深度和產(chǎn)品外壓荷載這兩個(gè)參數(shù)之間的相關(guān)性，達(dá)到經(jīng)濟(jì)、安全、運(yùn)行可靠的目的。

參考文獻(xiàn)：

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中國水利水電出版社《電力電纜線路手冊:設(shè)計(jì)、施工安裝、運(yùn)行維護(hù)》胡其繡2005.1

《淺談電纜排管的應(yīng)用和材料選型》《國外建材科技》2006年03期

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