杭州電力設(shè)備制造有限公司臨安恒信成套電氣制造分公司 張教練 國網(wǎng)杭州市臨安區(qū)供電公司 呂 華

國網(wǎng)杭州供電公司 夏 衍 董 航

電力資源和有關(guān)電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展的工程已經(jīng)成為我國社會(huì)一項(xiàng)國民性事業(yè)，而電纜管的質(zhì)量對(duì)于保護(hù)電纜的作用至關(guān)重要，對(duì)于維持整個(gè)與電力發(fā)展有關(guān)的產(chǎn)業(yè)都具有重要的作用，目前我國很多的電纜管道所使用材料仍然是傳統(tǒng)的制作工藝，這給我國電纜的安全帶來一定隱患。

1 當(dāng)前高壓電纜保護(hù)現(xiàn)狀

1.1 保護(hù)城市中高壓電纜的重要性

伴隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，無論是農(nóng)業(yè)、工業(yè)還是服務(wù)業(yè)對(duì)于電力資源的使用和依賴性都越來越強(qiáng)。有很多對(duì)科學(xué)技術(shù)依賴較強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)對(duì)于電力資源的依賴已不可或缺，若高壓電力產(chǎn)業(yè)發(fā)生停滯或遭到破壞，國家整個(gè)經(jīng)濟(jì)就要面對(duì)嚴(yán)峻考驗(yàn)。不僅如此，我國目前的國防產(chǎn)業(yè)及很多軍事企業(yè)對(duì)于電力資源的依賴性也是越來越強(qiáng)?？傊〉揭粋€(gè)家庭的居民用電，由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展推動(dòng)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步給居民生活帶來巨大便利，使得居民家庭中的電器越來越多，倘若電力資源受到限制，那么人民生活水平將受到很大的限制；再到農(nóng)業(yè)的發(fā)展，我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，科技發(fā)展使農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度越來越高，這也就意味著農(nóng)業(yè)發(fā)展對(duì)電力資源的依賴性越來越強(qiáng)，若電力資源的使用受限，那么農(nóng)業(yè)對(duì)農(nóng)作物的管理及收獲一系列過程都會(huì)受到很大程度上的限制；工業(yè)發(fā)展也已成為我國經(jīng)濟(jì)和國民生產(chǎn)總值的重要組成部分，無論是輕工業(yè)還是重工業(yè)，電力資源對(duì)于這些工廠的限制遠(yuǎn)大于對(duì)農(nóng)業(yè)的限制。宏觀上說，若電力行業(yè)和產(chǎn)業(yè)受到威脅，很容易影響整個(gè)國家的通訊，進(jìn)而影響到國家政治經(jīng)濟(jì)軍事的安全問題。

1.2 影響當(dāng)前我國電纜安全問題的因素

外力對(duì)于已經(jīng)建成電纜的威脅。我國幅員遼闊，為保證電力資源能在每一個(gè)地區(qū)投入居民的使用及其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中，因此電纜網(wǎng)基本上需遍布各個(gè)地方來滿足產(chǎn)業(yè)以及居民用電。但由于我國地勢并不統(tǒng)一，需要經(jīng)過一些斷層或是由于板塊運(yùn)動(dòng)而造成的不穩(wěn)定的地勢地形地區(qū)，這些因素僅只是自然因素，還有很多原因是由于人為因素所造成的。如由于建設(shè)一些服務(wù)于人類社會(huì)的工程，比如地鐵或城市交通道路、甚至是建筑在挖地基時(shí)，也可能會(huì)挖出地下掩埋的電纜管道，更嚴(yán)重的情況下可能會(huì)導(dǎo)致管道直接被挖破等因素，都可能會(huì)給已在地下掩埋好的電纜造成威脅[1]。無論是自然原因還是人為原因給地下電纜造成的威脅，在一定程度上都是可被人為減弱或杜絕的。

電纜保護(hù)工作中存在的問題。我國關(guān)于電纜保護(hù)的相關(guān)部門及社會(huì)上一些責(zé)任企業(yè)在進(jìn)行電纜鋪設(shè)工作中，由于具體施工人員對(duì)鋪設(shè)管道的專業(yè)知識(shí)能力有所欠缺、或是不具備看懂圖紙的能力，導(dǎo)致在進(jìn)行電纜管道鋪設(shè)的過程中，沒有按圖紙嚴(yán)格作業(yè)，進(jìn)而導(dǎo)致地下管道網(wǎng)偏離原始計(jì)劃，因此影響了施工部門在對(duì)電纜進(jìn)行施工時(shí)的位置并影響到電纜管的質(zhì)量；由于地勢或是自然氣候等原因使高壓電纜在埋藏好之后，由于自然氣候降水量等原因造成地下管道沉降，由于地區(qū)間的差異性，導(dǎo)致部分地區(qū)發(fā)生沉降而部分地區(qū)不發(fā)生沉降，在兩塊地區(qū)的交界處很容易造成高壓電纜管道的斷裂，更嚴(yán)重的可能會(huì)導(dǎo)致鋪設(shè)電纜線的溝渠出現(xiàn)崩塌。如當(dāng)對(duì)埋設(shè)高壓電纜的頂管進(jìn)行施工時(shí)和對(duì)沉井的下沉工作進(jìn)行施工時(shí)，都可能會(huì)出現(xiàn)沉降狀況，這種不良現(xiàn)象會(huì)影響電纜的穩(wěn)定運(yùn)行。

1.3 對(duì)電纜保護(hù)的已有政策

由于電力產(chǎn)業(yè)對(duì)于工業(yè)、農(nóng)業(yè)乃至服務(wù)業(yè)發(fā)展的極端重要性，我國已成立了相關(guān)部門對(duì)地下埋藏的電纜管道進(jìn)行專職化的檢查和修復(fù)，近年來隨著科技的發(fā)展和對(duì)于新材料的不斷探索，國家和相關(guān)部門逐步把目光投向了研發(fā)更好、更高端的材料來制成電纜管道，以此來確保高壓電纜工作的穩(wěn)定性，延長高壓電纜的工作壽命，確保高壓電力工作能穩(wěn)健發(fā)展。

2 MPP 材料對(duì)于電纜保護(hù)工作中的應(yīng)用

2.1 通過控制原材料的方法

為提高電纜管道的安全性和使用穩(wěn)定性，可使用最新的科學(xué)技術(shù)，對(duì)MPP 材料的質(zhì)量進(jìn)行更嚴(yán)格的檢查，以及對(duì)其使用時(shí)的性能進(jìn)行優(yōu)化，從而提高其使用的質(zhì)量，這樣還可降低使用傳統(tǒng)聚丙烯材料制成的電纜管道所經(jīng)常會(huì)發(fā)生的如線路中斷等現(xiàn)象，MPP 材料做成的電纜可很好的防止由于管材質(zhì)量問題而導(dǎo)致的線路中斷所影響電力使用的情況。MPP 材料相對(duì)于傳統(tǒng)聚丙烯材料不僅在質(zhì)量和使用壽命上具有優(yōu)越性，其管材也具有不可否認(rèn)的優(yōu)勢[2]。首先從原材料講，MPP 管材所使用是提純后的樹脂，由于樹脂在經(jīng)提純后使用的穩(wěn)定性得到強(qiáng)化，而在做成管材過程中還要在樹脂中加入一些聚烯烴、抗氧化劑及促使樹脂穩(wěn)定劑等化學(xué)物品，使樹脂原有性能得到強(qiáng)化，且可增強(qiáng)其絕緣性、耐腐蝕性、抗沖擊性等。這些優(yōu)勢僅只是MPP 管材在使用壽命上相對(duì)傳統(tǒng)聚丙烯管材的優(yōu)點(diǎn)，在地下電纜管道進(jìn)行鋪設(shè)時(shí)還具有一個(gè)其他管材不可比擬的優(yōu)越性，即其重量非常輕便，在投入使用中后，即便埋設(shè)管道的地質(zhì)上發(fā)生一些自然災(zāi)害如地震等，都可在這些情況下很好的保護(hù)電纜不受破壞。

MPP 材料作為一種新型材料在近年投入到越來越多的建設(shè)部門的工作，尤其是一些電力部門的運(yùn)行過程中，所涉及到的MPP 材料的使用層面越來越多，目前其已在輸入或輸出高壓為120千瓦左右的高壓電纜中得到廣泛使用，且相較傳統(tǒng)電纜管道材料在使用過程中可得到更好的效果[3]。

2.2 對(duì)于環(huán)剛度進(jìn)行合理的選擇

環(huán)剛度是對(duì)MPP 材料作為電纜管道抗壓能力的一個(gè)評(píng)判指標(biāo)。環(huán)剛度的選擇直接關(guān)系著MPP 材料在投入使用時(shí)對(duì)其使用壽命的預(yù)期，因此，想確保改性聚丙烯材料在投入地下電纜管道工程中的正常使用，就需對(duì)改性聚丙烯材料的環(huán)剛度進(jìn)行特定范圍內(nèi)的選擇。

合理的電纜管道環(huán)剛度可確保電纜管道埋入地下后，即便在使用過程中受到外力的影響，也不會(huì)由于環(huán)剛度不足的問題出現(xiàn)嚴(yán)重變形而導(dǎo)致破壞電纜的問題。但對(duì)電纜管道環(huán)剛度的選擇并不是越高越好，倘若環(huán)剛度過高會(huì)增加電纜管道鋪設(shè)過程中原材料成本，且伴隨環(huán)剛度的增加電纜管道在運(yùn)輸過程中的成本也會(huì)增加，這樣就會(huì)提高電纜管道建設(shè)的綜合成本，如電纜管道環(huán)剛度低于建設(shè)電纜管道所需標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)用改性聚丙烯材料所制作的電纜管道在受到壓力的情況下很易導(dǎo)致變形，還可能會(huì)由于受壓的面積和受壓程度不同導(dǎo)致壓屈失穩(wěn)現(xiàn)象，影響電纜管材使用過程中的穩(wěn)定性，還可能會(huì)給居住在電纜地下管道附近的居民帶來安全問題。因此在進(jìn)行電纜管道環(huán)剛度問題上，不僅需考慮到電纜管道未來可能遇到的受壓大小問題，還需考慮到鋪設(shè)的電纜管道附近環(huán)境可能對(duì)電纜管道質(zhì)量和使用穩(wěn)定性造成的問題。由于具體的環(huán)境不同，為確保電纜管道在建成后能在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定工作，對(duì)于電纜管道環(huán)剛度的要求也不同，因此需在通過對(duì)各種因素的綜合考慮下，再來選定電纜管道的環(huán)剛度在某一特定區(qū)間浮動(dòng)。

一般而言，由于鋪設(shè)電纜管道地區(qū)的不同，環(huán)境較為適合電纜管道鋪設(shè)的環(huán)境一般使用普通環(huán)剛度的材料，環(huán)剛度一般為25kPA 左右，倘若進(jìn)行電纜管道鋪設(shè)的具體環(huán)境較為惡劣或?qū)υ摰貐^(qū)所進(jìn)行預(yù)測的結(jié)果是未來可能受到壓力較大，那么就可酌情選擇使用加強(qiáng)型的防護(hù)材料，環(huán)剛度一般控制在33kPA 左右。為確保實(shí)際環(huán)境對(duì)于環(huán)剛度的要求在預(yù)測的區(qū)間浮動(dòng)，因此在進(jìn)行實(shí)地考察時(shí)要考慮到各種因素及未來可能發(fā)生的大概率事件，以此來確定電纜管道的環(huán)剛度，從而提高電纜管道在投入使用后的穩(wěn)定性，以及保證電纜管道的使用壽命。

2.3 在鋪設(shè)電纜管道前進(jìn)行抗沖擊實(shí)驗(yàn)

由于當(dāng)電纜管道在之后可能會(huì)遇到各種未知的、無論是自然現(xiàn)象或人為原因所導(dǎo)致的、可能會(huì)對(duì)電纜管道造成沖擊的情況，為確保當(dāng)這些沖擊發(fā)生時(shí)電纜管道能在保證不受破壞的情況下進(jìn)行穩(wěn)定的運(yùn)作，因此，當(dāng)改性聚丙烯材料在投入使用前要進(jìn)行一系列相關(guān)的抗沖擊實(shí)驗(yàn)，其為改性聚丙烯材料帶來最直觀的好處，是可有效提高改性聚丙烯材料在具體投入使用中后的實(shí)際抗沖擊性，使這種材料即便在很惡劣的情況或是一些較為嚴(yán)重的突發(fā)情況下，仍能夠保證正常工作，減少或杜絕電纜管道由于自然原因或人為原因而導(dǎo)致的出現(xiàn)裂縫、龜裂以及徹底斷開的不良情況。即便已經(jīng)進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，但在正式投入使用前仍需對(duì)改性聚丙烯的材料投入到電纜管道使用中的性能進(jìn)行一些基本測試。首先需進(jìn)行的測試是壓扁測試，通過受壓能力測試的方法對(duì)改性聚丙烯材料受壓能力進(jìn)行測試，與改性聚丙烯材料的抗沖擊實(shí)驗(yàn)具有相似之處，但在具體的測驗(yàn)方法上有一定出入。

2.3.1 壓扁實(shí)驗(yàn)

壓扁實(shí)驗(yàn)測試指標(biāo)只有一個(gè)，就是觀察改性聚丙烯材料在承受一定壓力情況下是否出現(xiàn)龜裂或破損情況。在具體操作過程中，當(dāng)改性聚丙烯材料所建造管道的荷載徑項(xiàng)變量達(dá)到52%時(shí)，若管材沒有出現(xiàn)以上不良狀況，則可認(rèn)為其環(huán)剛度達(dá)到投入使用的指標(biāo)。

2.3.2 低溫測驗(yàn)

為確保改性聚丙烯材料所建造電纜管道使用壽命和使用穩(wěn)定性，以及當(dāng)電纜管道在面對(duì)其他惡劣突發(fā)情況時(shí)仍能確保電纜管道正常投入使用，需考慮的因素還有很多。如由于氣候原因或地勢原因造成電纜管道鋪設(shè)途經(jīng)地區(qū)局部溫度過低、所造成的低溫現(xiàn)象。當(dāng)電纜管道在途徑這些低溫地區(qū)時(shí)，若電纜管道環(huán)剛度過低就可能會(huì)造成電纜管道低溫凍裂或出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象，因此在電纜管道投入使用前，需對(duì)電纜管道質(zhì)量進(jìn)行低溫測驗(yàn)，在具體操作過程中要營造特定的低溫環(huán)境。在低溫環(huán)境中進(jìn)行錘擊實(shí)驗(yàn)，如在零下5攝氏度的環(huán)境中把這些改性聚丙烯材料放置十小時(shí)左右后，使用十千克左右的錘子對(duì)其進(jìn)行敲打，具體的敲打操作需把錘子放在1.8米左右的高度使其進(jìn)行自由落體運(yùn)動(dòng)，在通過這樣的操作達(dá)到一定次數(shù)后，若改性聚丙烯所鑄造的電纜管道沒有出現(xiàn)破損變形等情況，那可斷定改性聚丙烯管材質(zhì)量符合低溫測試指標(biāo)，倘若出現(xiàn)以上不良狀況則不符合高壓電纜使用標(biāo)準(zhǔn)。

2.3.3 對(duì)改性聚丙烯材料進(jìn)行拉伸測驗(yàn)

拉伸測驗(yàn)具體測驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是通過對(duì)改性聚丙烯所鑄造電纜管道進(jìn)行拉力測試，以此來確保其在投入使用過程中后，由于地勢或其他原因?qū)﹄娎|造成的拉力作用下不會(huì)導(dǎo)致其斷裂或變形。改性聚丙烯材料的彈性越高就可認(rèn)定改性聚丙烯材料的抗拉力越強(qiáng)。在對(duì)改性聚丙烯材料進(jìn)行具體抗拉力測驗(yàn)時(shí)，需控制的指標(biāo)并不僅是對(duì)改性聚丙烯管道的拉力大小，還需進(jìn)行控制的變量是改性聚丙烯電纜管道和和鋪設(shè)電纜的溝渠間的摩擦力。在進(jìn)行測驗(yàn)時(shí)，為模擬出聚丙烯管道在使用過程中可能發(fā)生斷裂的現(xiàn)象，需把對(duì)改性聚丙烯管材的拉力控制在27MPa 左右，對(duì)于管材與管材間點(diǎn)融接處的拉力要控制在24MPa以上，如果在這樣的外部環(huán)境下改性聚丙烯管材的拉伸強(qiáng)度能達(dá)到原始長度4倍以上，就可證明改性聚丙烯管材能通過拉力測驗(yàn)并符合投入使用標(biāo)準(zhǔn)。