4.9.1.1 充油电缆的敷设特点

充油电缆与普通油浸纸绝缘电缆一样，都由导体、绝缘和护层三部分组成。但在每一部分的结构上充油电缆却要比普通油浸纸绝缘电缆复杂得多，而且充油电缆直径大、单位长度重。因此，充油电缆在敷设施工中具有以下几个重要特点。

（1）敷设时要防止失压进气。充油电缆内部充有经过去气的低黏度绝缘油，并且借助于补油设备给以一定的压力，以消除电缆绝缘内部产生气隙的可能性。为此，在电缆结构上设置有纵向油道。单芯充油电缆，油道一般设置在导体中间，有用螺旋管支撑的油道，也有用型线绞制而成的空心油道。电缆油道通过油管路与补油设备（如压力油箱）相连接。因此，在敷设过程中要采取措施防止气体侵入电缆内部，自始至终维持电缆内部有正油压力。

（2）敷设时要严格控制弯曲半径。高压充油电缆除长期承受工频电压外，还要承受时间短暂的冲击过电压。因此，电缆的纸绝缘层采用了分阶绝缘的结构，靠近导体的绝缘纸薄些，外面的绝缘纸厚些。电缆在弯曲时，薄纸容易发皱。虽然在设计和制造时尽力提高纸的机械性能，降低纸的摩擦系数，以利于制造和安装。但由于在电缆线路敷设过程中不可避免地反复弯曲、拖拉，会使电缆出现绝缘纸发皱、破裂，严重时绕包的绝缘纸带会出现松散、叠绕或脱节现象。所以，在设计和选择电缆线路时要尽量减少过多的弯道，而必不可少的弯道，其曲率应满足电缆弯曲半径的要求。在敷设过程中要严格控制电缆的弯曲半径不得小于规定值。

（3）敷设时要防止电缆外护层遭受损伤。电缆的外护层主要起防止铅护套和铠装加强层被腐蚀的作用。单芯电缆运行时，金属护层上会产生感应电压，如果电缆线路护层两端接地，金属护层上将产生环行电流而增加电缆的损耗。因此，单芯电缆线路的护层一般都采用一端接地，而另一端对地绝缘的方式。这样，外护层不仅要承受电缆运行时金属护层上的感应电压，而且还要承受得住线路短路故障或过电压时的感应过电压。所以外护层还具有一定的绝缘性能。这就要求在敷设电缆时应保持外护层完好而不受损伤，如有擦伤，需及时修补，以免降低外护层的绝缘性能和防腐蚀的作用。

（4）要充分做好准备工作。充油电缆的敷设方式和方法与普通油浸纸绝缘电力电缆基本相同。由于充油电缆体积较大，结构复杂，技术要求高，施工难度大，这就要求首先编制好施工组织措施；其次，根据电缆线路牵引力的计算及现场的具体条件选择敷设的起迄点，便于敷设牵引机具、供油设备、信号控制系统以及其他辅助设施的准备和布置等。

4.9.1.2 充油电缆的敷设方式

充油电缆的敷设方式，在发电厂和变电站内，有敷设在隧道、沟槽、竖井、电缆夹层内或沿墙敷设；在室外，大多是沿道路直埋敷设，或敷设在人行道下边的排管内；通过江河的电缆，有的直接敷设于河床上，也有埋于河床底下0.5～1.5m深度。在一条电缆线路上，有单一的敷设方式，也有多种敷设方式的组合。

充油电缆的布置，在发电厂内是结合建筑结构和设备布置统一考虑的。水电站一般都位于深山峡谷之中，很少有开阔地带，有时为了充分利用和开发水力资源，不得不将水力发电设备布置于山洞内（地下厂房）。因此，充油电缆的布置就比较困难，在发电厂内部它要与水电站厂区枢纽布置结合起来统一规划。布置得是否合理，不仅关系到电缆的敷设施工、维护是否方便、运行是否安全，而且也影响到电站的整体布置和土建工程量。

（1）电缆敷设于夹层内。有些水电站或变电站中，当设备布置于室内时，在开关站下设置专门的电缆夹层，以便将电缆和开关站的高压电气设备分开布置，这样，对于解决开关站里的设备运输、防火、施工干扰等问题都是比较有利的。当开关站电气设备采用中型或高型布置、使用电缆不多时，只要能满足电缆终端处弯曲半径的要求，可以不设专门的电缆夹层，将电缆直接敷设在地板上的沟槽内。电缆层的高度一般为2.5m左右，使电缆能够比较容易地穿过楼板而不致受到损伤。穿过楼板的电缆孔一般为400mm×250mm。当电缆终端安装完毕后，用预先制作好的盖板将电缆孔盖严，以防止火灾蔓延。为了安装电缆型穿心式电流互感器，在电缆孔中的楼板上预埋铁件，以便安装支架。

（2）电缆敷设于隧道内。在一些大型水电站内，主变压器及开关站往往布置于地下厂房或大坝内。因此，在主变压器与地下开关站间、一个开关站内部、两个开关站之间、开关站至室外山坡上的架空线路等，都需要用高压电缆进行连接。这些电缆一般都敷设于专门的隧道或竖井内。水电站中有许多为水工建筑物施工而专门开设的导流隧洞、出渣洞、交通洞、地质探测洞等，大坝内还设置有各种廊道。这些隧洞和廊道，有的是在水电站施工完成后即行废弃，有的是作为观测、排水及交通等用的。电缆的布置应巧妙地结合这些隧洞和廊道加以应用，以减少土建工作量，节约投资。这要在枢纽布置时及时提出，统一考虑。高落差电缆隧道有垂直（竖井）和倾斜两种型式。

（3）电缆敷设于支架上。充油电缆敷设于夹层、隧道、竖井内及沿建筑物墙壁上时，应设置电缆支架。支架的材质、焊接、组装、防腐处理及接地等，都应按规定进行设计和施工。支架的层间距离，应考虑到靠里侧电缆检修、更换的方便，一般为两倍电缆外径再加60mm。当每层只有一根电缆时，应尽量减少层间距离，以能装夹具固定、检修时不影响其他电缆为原则。

电缆敷设之前，支架应按规定安装好，并经过防腐处理，防腐层应无剥落现象。接地线焊接工作应结束，经检查符合规程要求。

（4）电缆敷设于沟槽内。充油电缆较重，一般敷设于电缆构筑物中特制的沟槽内。沟槽内填砂，上边加装盖板。敷设在竖井中的电缆，有的则在井壁上砌筑电缆槽。

三相单芯电缆在沟槽中一般都采用水平排列布置。如果按等边三角形布置，由于三相对称，三相阻抗相等，不需要换位，对通信线路及弱电控制系统干扰较小。但在设计、检修时都很困难，也不利于防火。因此，三角形排列布置只有特殊情况时才采用。水平排列时的相间距离可根据以下几个因素综合考虑：①为了降低金属护套的感应电压，相间距离愈小愈好；②相间距离愈小，故障影响则愈大，散热愈困难；③为了防火及安装检修方便，要求有一定的安全距离。为了减小故障影响，一般在沟槽中设置相间隔墙，将电缆隔开。若用混凝土现场浇筑，间隔墙可做得薄一些，其厚度为50～80mm；如用砖砌间隔墙，则用一砖宽度（即120mm）即可。电缆沟槽的宽度，除了应满足电缆夹子的宽度要求外，尚应考虑到电缆的弯曲情况。因为电缆敷设后往往不是平直的，而是弯弯曲曲的，沟槽太小，电缆入槽就比较困难。所以电缆沟槽的宽度一般取250mm左右，深度为250～300mm为宜。图4-9-1-1为电缆沟槽断面示意图。

在敷设电缆之前应将沟槽底部清扫干净。用混凝土浇筑的沟槽，拆除模板后应清除留在混凝土上的模板钉子及模板缝漏出的混凝土残留物，以免损伤电缆。因清除不净损伤电缆的事曾有发生，应引起足够地重视。沟槽底部应预先铺上一层50～100mm厚经过筛选的河沙，并用样板刮平。沟槽盖板应准备齐全，并放置于适当位置。

（5）电缆敷设于桥梁上。电缆的铅护套极易在振动作用下产生疲劳破坏。虽然在设计和制造工艺上已采用铅合金来提高护套抗蠕变性能，其机械强度比纯铅护套提高了，但铅合金的耐腐蚀性能比之纯铅有较大的下降。铅合金中其他金属的含量总是有限制的，使得铅护套对振动负荷的耐久性还是较差。桥梁在车辆通过等因素的影响下所产生的振动一般要比其他建筑物强烈，所以应尽量减少充油电缆敷设于桥梁上的机会。但是充油电缆过江过河的几率总是有的，而单纯为敷设电缆造桥则是极少数，因此有时不得不将充油电缆敷设于桥梁上。当充油电缆敷设于桥梁上时，应采取有效措施来防止或减少振动对电缆的影响。可将电缆敷设于桥梁人行道下边的电缆槽内，槽中填砂，以减少振动的影响，并可防火。如果把电缆敷设于通过桥梁的支架上也是可以的，但要加装弹性衬垫防振，并且要安装遮阳罩，防止阳光的直接照射。最好将电缆放置于一种难燃、轻型封闭式槽盒中，如图4-9-1-2所示，这样既避免阳光的直接照射，又能起到防火作用。电缆放置于封闭的槽盒中载流量稍有降低。

敷设于桥梁上的电缆，桥墩两端和伸缩缝处应留有松弛段，以防由于结构伸缩和桥墩下沉而使电缆受到损坏。

（6）电缆敷设于管道内。作为电缆的保护管可采用钢管、硬质塑料管、缸瓦管（即陶土管）、石棉水泥管和混凝土排管等数种。单芯交流电缆不能用钢管作保护管，以避免构成磁闭合通路而产生涡流损耗。充油电缆穿管敷设可分为两种类型，一是横跨建筑物或道路敷设；二是纵向敷设于道路下边。无论采用哪种敷设方式，一般应预留适当数量的管孔，便于增设新的电缆线路时避免掘开路面。保护管的内径一般都比电缆的外径大得多，这样，敷设或更换电缆都比较方便。在电缆敷设完后，保护管的两端用黄麻填塞严密，然后再用沥青封堵，以免水和泥浆进入管内。

电缆排管过去一般都用水泥预制成600mm长的短管，每块排管3～6孔，孔的内径为电缆外径的2～2.5倍。这种排管施工很麻烦，工程量大，工艺要求较高。现在多用2～4m的长管集中铺设。铺设排管的底部土壤应逐层夯实，必要时可铺设3∶7灰土垫层、碎石垫层或混凝土垫层，以防止沉陷而损伤电缆，给检修、更换或添装新电缆造成困难。排管的接口应对准，连接处应平滑，高低一致，并做好密封处理。为了方便施工和检修，在直线段每隔100～200m，以及在排管的转弯和分支处应设置人孔井，以便于电缆的穿入或抽出。当有电缆中间接头时，人孔井的尺寸还需要考虑中间接头的安装、维护和检修的方便。在人孔井内电缆孔两侧的井壁上对称预埋两个锚环（终端人孔井中预埋于电缆孔的对侧井壁上），便于拉电缆时使用。锚环的强度及预埋深度应根据牵引力的大小来考虑。

图4-9-1-1　电缆沟槽示意图（单位：mm）

（a）电缆沟；（b）电缆槽
1—电缆；2—盖板；3—填砂；4—排水沟；5—砖；6—电缆廊道；7—地面

图4-9-1-2　难燃轻型封闭式槽盒

（a）三相电缆水平排列；（b）三相电缆三角形排列1—电缆；2—电缆夹具；3—卡条；4—槽盒底；5—槽盒盖；6—隔热垫块；7—相间隔板

水泥排管内壁应光滑、无尖刺、无异物。检查、疏通及清扫管路可用图4-9-1-3所示的试验棒，试验棒的规格见表4-9-1-1，并按图4-9-1-4的方法疏通管路。当发现试验棒的表面有擦伤痕迹、或管路不很畅通、或管内有台阶及有错位可能时，使用5m长的试验电缆，按敷设的张力进行模拟试拉，然后检查电缆护套的异常情况，决定此管路能否使用。

表4-9-1-1　试验棒规格表

图4-9-1-3　管路疏通试验棒（单位：mm）

我国的电缆排管多采用水泥石棉管，即以钢筋混凝土作为保护结构，内部衬以石棉管，二者兼优，但制作工艺较为复杂。目前，国外有采用高强度塑料管作保护管的趋势，如日本已大量采用SVP型高强度聚合物管作保护管。这种保护管只需开挖适当宽度的沟道，平整沟底，将预制的管枕以一定的间隔放入挖好的沟中，分层排放管子，妥善连接管子的接头，然后回填经筛选的细土分层夯实。施工方法简单、省力、省时；这种管材有柔韧性，在道路情况变化时，可以灵活地改变方向，施工方便。上海市东供电局与汤臣塑胶实业有限公司联合开发的MDG型电力电缆管，经过通流、压路、管接头弯曲、掏空等项试验，其耐热、耐压、耐腐蚀等性能都达到了标准的要求。而且不变色、不开裂、不渗水，有利于电缆的安全运行。

MDG管标准长度为4m，采用承插连接，原则上以直埋为主，对于有重物压力危险的场所（含车辆通过等），管子埋深应在1.2m以上，其他场所不小于0.6m。MDG管的施工要求如下：

1）管沟施工。沟底挖平、夯实，使管枕平坦不倾斜；对于地质复杂的地段，应做好处理，或采取其他措施。

2）管枕配置和管子连接。按MDG管的标准管长进行配置，管枕间距为1.5m，管枕距接头处0.5m，管枕连接采用燕尾销。管子连接时，为使管子便于插入，可在橡皮圈的内侧和整个插口的外面涂上少量的肥皂水或专用润滑剂。管子表面标有插入长度的线，将管插入后要加以确认。

3）管子周围要用软土回填，回填后应用方木做成的捣固棒逐层进行捣固夯实，并稍高出地面，以补偿回填土下沉。

在敷设过程中，MDG管允许有小于2°的转角，接合部的最大允许弯度为4°，考虑到管子实际埋下去后将会下沉，建议按最大弯度的一半进行施工。(www.daowen.com)

图4-9-1-4　试验棒疏通管路示意图

1—防捻器；2—钢丝绳；3—试验棒；4—管路；5—圆形钢丝刷

4.9.1.3 电缆构筑物的转角及结构尺寸

电缆构筑物的设计和施工，应根据电缆的允许弯曲半径来进行，并对弯道的角度、方向和弯曲的次数，以及其他特殊设施等，都要给以充分地考虑。按规定，充油电缆的允许弯曲半径：敷设后，多芯电缆不得小于电缆外径的15倍，单芯电缆不得小于电缆外径的20倍；电缆施工时，多芯电缆不得小于电缆外径的20倍，单芯电缆不得小于电缆外径的25倍。这就是说，敷设施工时弯曲半径的要求比敷设后更为严格。

电缆线路上的土建设施，实际上多数的转角都是按3～4m的弯曲半径进行设计的，最大限度地满足了敷设施工的要求。但也有构筑物的转角由于地形、地物的影响，要求满足规定有一定困难，此时，转角处的弯曲半径也要最低限度地满足20倍电缆外径的要求。设计时，可进行土建削角处理。图4-9-1-5为土建削角示意图。

当电缆线路路径的高程不同时，电缆会出现立面弯曲，这在水电站的电缆布置上是经常遇到的。为了满足电缆弯曲半径的要求，立面弯曲同平面一样，也要进行削角处理。有些不易进行削角处理的立面弯曲部位，在敷设前，可制作特种转角钢支架加以调整。

排管中敷设或直埋敷设电缆时，电缆中间接头一般设置于电缆工作井中，如图4-9-1-6所示；或者由于地下水位较高，为了维修和建筑的方便，将电缆中间接头放置于地面以上的接头室中。为了便于接头的施工，除了必须的压力箱等设备的布置和工作面积外，工作井或接头室的结构尺寸主要决定于电缆的平面和立面弯曲时所需要的尺寸。该尺寸可由下式求得

图4-9-1-5　构筑物转角处的削角处理

R—敷设时的电缆弯曲半径≥25D；R′—敷设后的电缆弯曲半径≥20D；α—土建削角22.5°

式中 L——弯曲部分的投影长度；

N——电缆弯曲半径的最小允许倍数；

D——电缆的外径；

x——高程差。

上述L、D和x取相同长度单位。

如图4-9-1-6所示的电缆工作井中，假定电缆的外径为113mm，允许的电缆弯曲半径倍数为20，则根据式（4-9-1-1）可求得立面弯曲所需的长度L1（L1=2L）为

图4-9-1-6　电缆工作井的主要尺寸（单位：mm）

（a）侧面；（b）平面1—电缆；2—中间接头

在两个弯曲长度中取其较长的一个，再加上中间接头本身的长度和工作面积的尺寸即可得出较合适的工作井结构尺寸。

有的电缆中间接头或终端在其附近预留备用长度，该备用长度电缆一般做S形敷设，按照上述的计算方法，也可确定S形的最小宽度和长度，并计算出预留的电缆长度。

4.9.1.4 电缆构筑物的排水

电缆构筑物大部分都位于发电厂较低位置或水电站的大坝廊道中，这些部位很容易积水。水的来源是多方面的，如：①廊道正常渗漏水；②由于伸缩缝止水带的老化而渗水；③工艺缺陷造成构筑物墙壁渗漏水；④地面水无处排放而排入构筑物内；⑤设计时将电缆沟作为排水沟排放；⑥在电缆进出构筑物的管孔处堵塞不严而渗水。由于这些原因将造成隧道、夹层、电缆沟等内部积水。

（1）电缆构筑物积水对电缆的影响。

1）对于麻护层电缆，由于在敷设时沥青的脆裂脱落、油浸麻被的松扭、外护层各层间的滑动裂纹等，都会给外部的积水浸入护层内部造成通路。当电缆经常浸泡在水中时，因水中所含杂质的化学成分很复杂，电缆护层绝缘就会降低，甚至达零值。同时，金属护套也会逐渐被腐蚀。

2）对于外护层为挤塑型电缆，在运输及敷设过程中当塑料护套未被破坏时，即使电缆浸泡在水中，一般水也不会浸入护层内部。因此，具有这种护层的电缆可使用30～40年。但是，挤塑护套一旦被破坏，或者挤塑工艺有缺陷，而电缆又被浸泡在水中，其使用寿命就会大大降低。虽然被擦伤的塑料护套可以修补，但是若修补得不太好，或有小的较深刀伤未被检查出来，就会成为护层绝缘降低的祸根。

3）电缆构筑物内经常积水，湿度增高，支架及夹具的金属部件会严重锈蚀。

（2）做好电缆构筑物排水。

1）敷设电缆前，对电缆构筑物的土建质量应按规定进行细致地检查验收，构筑物应有不小于0.1%的排水坡度。不符合要求的地方应进行处理。除了水电站的排水廊道（敷设有电缆时），电缆构筑物不应作为排水沟，同时，地面排水也不应排入电缆构筑物内。

2）电缆隧道、夹层、沟槽等构筑物内均应设排水沟。对于无排水出路的构筑物还应在适当部位设置集水井，装设排水泵，一旦有积水，能及时排出。

3）在比较潮湿的电缆隧道、夹层等构筑物内，有条件时可安装良好的通风设施。这不仅可以降低电缆热损，提高电缆载流量，对巡视检修等都有好外，而且风机定期运行，对内外气流交换，排除构筑物内的潮气，降低对电缆护层及电缆支架、夹具等金属部件的腐蚀亦很有成效。

4）敷设电缆时的气温不能太低。按充油电缆的绝缘要求，敷设时的气温一般不低于0℃。因为气温过低，油的黏度增高，电缆受弯曲时油浸纸绝缘层间滑动困难，容易受到损伤；同时护层沥青也容易在低温下脆裂脱落。对于挤塑护套电缆，敷设时的气温如低于0℃，塑料护层就容易变脆出现龟裂。如果由于低温造成护层损伤，一旦有水浸泡，就会使护层绝缘强度降低。

5）敷设电缆时，应对电缆护层逐段进行检查，发现塑料护套因挤塑不完善或有机械损伤时，应予以修补后再进行敷设，以免敷设后被遗忘，或因敷设在某些地方造成修补困难而成隐患。