摘 要：隨著人們對(duì)電能的需求量不斷的增加，電力系統(tǒng)的電網(wǎng)改擴(kuò)建工程在不斷的發(fā)展，在電網(wǎng)建設(shè)當(dāng)中，對(duì)電纜的需求量特別大。電網(wǎng)貫穿于各種環(huán)境氣候條件下，環(huán)境溫度的影響及負(fù)荷電流的變化會(huì)直接引起電纜的熱脹冷縮。通常情況下，線芯截面越大所產(chǎn)生的熱機(jī)械能越大，在多次循環(huán)往復(fù)下則會(huì)導(dǎo)致線芯和金屬護(hù)套之間發(fā)生蠕變，從而影響電力電纜的運(yùn)行安全。目前，大截面電纜的熱伸縮問(wèn)題已成為當(dāng)前必須重視的問(wèn)題。本文就不同敷設(shè)條件下電力電纜熱伸縮的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步闡述了電纜熱伸縮危害的消除措施。

關(guān)鍵詞：電力電纜；敷設(shè)；熱伸縮

在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的帶動(dòng)下，我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平得了進(jìn)一步的提高，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的提升，使能源的利用達(dá)到了所能供給的最大限度。電能已成為目前消耗最高的能源之一，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著非常重要的作用。由于電能是保證人們正常生活及社會(huì)穩(wěn)定的重要因素之一，因此國(guó)家對(duì)電力能源一直很重視，并經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的建設(shè)，已使國(guó)家電網(wǎng)覆蓋全國(guó)的各個(gè)地區(qū)，提供給人們生產(chǎn)和生活的電力支持。電纜以其故障率低、安全、靈活等諸多優(yōu)點(diǎn)作為電網(wǎng)建設(shè)當(dāng)中的最重要組成部分，為電網(wǎng)的安全運(yùn)行進(jìn)行著輸送的任務(wù)。雖然電纜有著諸多的優(yōu)點(diǎn)，但其在不同的外界環(huán)境下和自己負(fù)荷的情況下對(duì)自身壽命也會(huì)有很大的影響。電纜的線芯在電纜運(yùn)行時(shí)會(huì)因自身的截面大小不同，從而產(chǎn)生不同的熱機(jī)械力，同時(shí)在熱脹冷縮的情況下還會(huì)使線芯和金屬護(hù)套發(fā)生蠕變，從而影響電纜使用過(guò)程中的安全，影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行，所以對(duì)于電纜的截面所產(chǎn)生的熱伸縮問(wèn)題在進(jìn)行深入的研究，從而保證電網(wǎng)和電纜運(yùn)行的安全性。

1 不同敷設(shè)方式下電纜熱伸縮的特點(diǎn)

電力電纜的敷設(shè)方式比較多，常見(jiàn)的有直埋敷設(shè)、隧道敷設(shè)、排管敷設(shè)、豎井敷設(shè)等等，在不同敷設(shè)方式下電纜也表現(xiàn)出不同的熱伸縮特點(diǎn)：

1.1 直埋敷設(shè)是電纜覆設(shè)方式中較為常見(jiàn)的一種，按照一定的線路把電纜埋在土壤里，電纜在運(yùn)行時(shí)其線芯還是會(huì)根本截面的大小不同而產(chǎn)生大小不一的機(jī)械力，但電纜受到土壤的束縛，所以無(wú)法發(fā)生位移，因此線芯會(huì)在熱機(jī)械力的作用下對(duì)二個(gè)末端產(chǎn)生較大的推力，導(dǎo)致末端發(fā)生位移，對(duì)末端的附件的正常運(yùn)行會(huì)造成較為嚴(yán)重的影響。

1.2 排管敷設(shè)時(shí)，電纜在沒(méi)有外力束縛的情況下，電纜在自身負(fù)荷及溫度變化下，產(chǎn)生熱機(jī)械力，當(dāng)線芯截面在熱機(jī)械力作用下進(jìn)行熱伸縮，同時(shí)這熱伸縮會(huì)發(fā)生往復(fù)的重復(fù)，這樣會(huì)就導(dǎo)致電纜發(fā)生彎曲變形，長(zhǎng)期下去，會(huì)使電纜的金屬護(hù)套在不停的應(yīng)變過(guò)程中老化，與線芯分離。

1.3 隧道敷設(shè)時(shí)，電纜一般均放在支架上，不作剛性固定，故電纜的熱伸縮較大，在斜面敷設(shè)時(shí)易出現(xiàn)滑落現(xiàn)象；在電纜的彎曲處易出現(xiàn)嚴(yán)重位移；電纜隨著電纜溫度的不斷變化，還會(huì)反復(fù)出現(xiàn)彎曲變形，使電纜金屬護(hù)套產(chǎn)生疲勞應(yīng)變。

1.4 豎井敷設(shè)時(shí)，電纜的自重及熱機(jī)械力有可能使金屬護(hù)套產(chǎn)生過(guò)分的應(yīng)變，從而縮短電纜的使用壽命。

1.5 市政橋梁敷設(shè)時(shí)分不同的情況，有的在橋內(nèi)排管，有的在橋箱梁中，還在外覆設(shè)在橋梁上的，不同的情況同以上敷設(shè)方式所產(chǎn)生的熱伸縮情況是相同的。

2 電纜熱伸縮危害的消除措施

為減少大截面電纜的熱伸縮，電纜線芯宜采用分裂導(dǎo)線，不僅能減小線芯的損耗，而且單位面積上產(chǎn)生的熱機(jī)械力比其他型式導(dǎo)線要小，電纜附件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)必須考慮能承受電纜的熱機(jī)械力而不損壞。所以說(shuō)交聯(lián)電纜附件不是附屬部件，更不是次要的部件，它與電纜是同等重要，必不可少的部件，也是與安全運(yùn)行密切相關(guān)的關(guān)鍵產(chǎn)品。直埋敷設(shè)電纜時(shí)，應(yīng)測(cè)量同地段的土壤溫度，在半徑為3mm的測(cè)量范圍內(nèi)應(yīng)無(wú)其它熱源。

排管敷設(shè)電纜時(shí)，為阻止電纜產(chǎn)生發(fā)熱彎曲變形，可以向敷電纜的排管內(nèi)填充膨潤(rùn)土。并在工井的出口處作繞性固定，電纜接頭的兩側(cè)需作剛性固定，以保護(hù)電纜接頭的安全。

對(duì)于大截面電纜而言，在負(fù)荷電流變化時(shí)，由線芯溫度的變化引起的熱脹冷縮所產(chǎn)生的機(jī)械力是十分巨大的。電纜線芯的截面越大，所產(chǎn)生的熱機(jī)械力也越大。計(jì)算表明，在線芯截面為2000mm2的充油電纜上，最大的熱機(jī)械力可達(dá)10t左右，如果處理不當(dāng)，這樣大的機(jī)械力對(duì)安全運(yùn)行是一個(gè)很大的威脅。因此，不但制造部門(mén)在設(shè)計(jì)大截面電纜及其附件時(shí)要充分考慮這一問(wèn)題，施工部門(mén)在敷設(shè)大截面電纜線路時(shí)也要加以著重考慮。

現(xiàn)在大多采用正弦波形敷設(shè)方式，即將電纜在兩個(gè)相鄰?qiáng)A子之間以軸線為基準(zhǔn)作交替方向的偏置，形成正弦波形，也稱(chēng)蛇形敷設(shè)。由于電纜在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的膨脹將為電纜的初始曲率所吸收，所以線路只要稍微增大曲率就能容納其膨脹量，因此不會(huì)使金屬護(hù)套產(chǎn)生危險(xiǎn)的疲勞應(yīng)力。進(jìn)行這種敷設(shè)時(shí)相鄰兩個(gè)夾子之間的間距（即半波長(zhǎng)）和偏置幅值（即波幅）的最佳值取決于電纜的重量和剛度。

電纜線路運(yùn)行過(guò)程中，作用在電纜上的變形力即為線芯發(fā)熱時(shí)的膨脹力。由于溫升，線芯產(chǎn)生的膨脹推力計(jì)算如公式（1）所示。

隧道內(nèi)電纜也可做蛇形敷設(shè)，以吸收由熱機(jī)械力帶來(lái)的變形，防止電纜終端因電纜位移而損壞；在斜面敷設(shè)時(shí)電纜需固定，接頭兩側(cè)電纜亦需作剛性固定，以保證電纜頭連接的安全可靠。

公路及橋梁敷設(shè)的電纜必須選用鋁護(hù)套，以降低橋梁振動(dòng)對(duì)電纜金屬護(hù)套造成的疲勞應(yīng)變，敷設(shè)方式可參照排管或隧道。需要注意的是，在考慮電纜熱伸縮的同時(shí)，還需考慮橋梁自身的伸縮。在橋梁伸縮縫處、上下橋梁處必須采取繞性固定，或選用能使電纜伸縮自如的排架。當(dāng)橋梁中有拐角部位時(shí)，宜預(yù)留一定的電纜熱伸縮余度。經(jīng)常受到振動(dòng)的直線敷設(shè)電纜，應(yīng)設(shè)置橡皮、砂袋等彈性襯墊。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著社會(huì)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行直接關(guān)系著社會(huì)的安定團(tuán)結(jié)，因此保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行是至關(guān)重要的，電力電纜是確保電能正常輸出的線路，所以預(yù)防電纜故障的發(fā)生率是保證線路安全的根本。目前的電纜線路一般都處于較為隱蔽的狀態(tài)，一旦出現(xiàn)故障維修起來(lái)會(huì)較為困難，因此針對(duì)電纜方面，不僅在提高其自身生產(chǎn)時(shí)的工藝水平，保證其質(zhì)量，還要確保其施工時(shí)的技術(shù)管理，使安裝施工符合相關(guān)的規(guī)范要求，保證電力電纜的安全運(yùn)行。

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