自容式充油电缆一般都比较重，在敷设时需要有较大的牵引力，当其超过电缆的允许值时，往往易于拉坏电缆。因此在设计和敷设施工时，必须计算电缆的牵引力或牵引长度是否超过允许值。虽然电缆路径、牵引力和牵引条件等因素比较复杂，在计算时难以确定，但参照常用的数据，可以大致得出允许的牵引长度、合理的牵引方式、牵引设备的数量、容量及布置的位置等。

图4-9-2-2　LJX水电站廊道内电缆线路敷设示意图（单位：m）

（a）电缆线路路径平面图；（b）A～E段侧视图；（c）T1～T2段侧视图1—电缆线路；2—牵引路径；3—钢丝绳；4—电缆盘；#1～#5—卷扬机；A～S—电缆线路敷设路径位置编号

4.9.3.1 电缆的允许牵引力和侧压力

（1）电缆的允许牵引力。

电缆的允许牵引力随牵引方法的不同（即电缆结构中受牵引力作用部分的不同）而异。通常取受力部分材料抗拉强度的四分之一左右作为敷设电缆允许的最大牵引强度。表4-9-3-1中列出了电缆结构材料的抗拉强度及允许牵引强度值。

对于具有中心油道的电缆导体，当牵引头通过导体牵引电缆时，除按导体截面计算的抗拉强度外，还要考虑作用在导体上的牵引力不能使油道发生变形。使油道不发生变形的最大牵引力为27kN，因此作用在导体上的牵引力既不能超过按铜导体截面计算的允许牵引强度，也不能超过使油道发生变形的最大允许牵引力。

表4-9-3-1　电缆的抗拉强度和允许的牵引强度　单位：MPa

采用钢丝网套牵引自容式充油电缆时，对于具有浸渍麻外护层的电缆，由于麻护层不能承受牵引力，因此牵引力全部集中在铅护套上。虽然铅合金的抗拉强度极低，但铅护套外有加强带加固，故允许的牵引强度可取为10MPa。铝护套的抗拉强度虽高，但为了防止铝护套的波纹变形，允许的牵引强度也不能取得太大。

采用钢丝网套牵引具有塑料护套的充油电缆时，塑料护套是不允许破坏的。因此牵引力应按塑料允许的牵引强度进行计算。塑料中聚乙烯的抗拉强度比聚氯乙烯的抗拉强度要低，因此聚乙烯的允许牵引强度应取表4-9-3-1中较小的数值。

（2）电缆的允许侧压力。

有拐弯的电缆线路，在弯曲部分的内侧，电缆被牵引力的分力和弯曲物的反作用力共同作用而使其受到一种压力，这种压力称为侧压力。侧压力为牵引力与弯曲半径之比，它与电缆的结构有很大关系。侧压力过大将会压扁电缆。对于充油电缆，主要是考虑作用在外护层上的侧压力不要超过允许值。单芯电缆的外护层具有绝缘要求。牵引敷设时，除了防止外护层被刮伤擦破外，在弯曲部分要避免出现过大的侧压力，以免压坏外护层而影响绝缘性能。充油电缆外护层一般为塑料护套，其允许的侧压力为3kN/m。

4.9.3.2 牵引力与侧压力计算方法

对于路径比较复杂的电缆线路，其牵引力的计算通常是把全路径分成几个受力段，分别加以计算，然后将各部分的牵引力相加，即得全线路的牵引力。电缆线路各种情况下牵引力的计算公式列于表4-9-3-2中。

一般电缆均绕在电缆盘上进行施放，在牵引电缆时尚需克服电缆盘轴孔和轴间的摩擦力。在孔和轴配合较好的情况下，摩擦力可以折算成15m长的电缆重量。在核算总的牵引力时，还需要计入牵引钢丝绳的重量，一般可折算成相当于5m长的电缆重量。

表4-9-3-2　电缆线路牵引力的计算公式

续表

注 T—牵引力，N；μ—摩擦系数，见表4-9-3-3；W—单位长度电缆的重量，kg/m；L—电缆长度，m；θ1—电缆作直线倾斜牵引时的倾斜角，rad；θ—弯曲部分的圆心角，rad；T1—弯曲前的牵引力，N；T2—弯曲后的牵引力，N；α—电缆弯曲部分平面的倾斜角，rad；R—电缆的弯曲半径，m。

表4-9-3-3　各种牵引条件下的摩擦系数(www.daowen.com)

4.9.3.3 牵引力与侧压力计算实例

（1）电缆线路概况。

LJX水电站一充油电缆线路，敷设路径长423m，两电缆终端高差11.6m，线路高差44.5m。线路经过施工出渣隧洞、电缆廊道、坝坡廊道、电缆夹层等，穿过8个不同的高程、12个计算弯道、5个斜坡。电缆敷设在廊道底部的砖槽中。电缆线路如图4-9-2-2所示。

电缆的额定电压为220kV，铜导体截面为700mm2，外径为37.8mm；铅护套外径为87.5mm，厚度为3.5mm；黄麻沥青外被层的外径为106.5mm；电缆的重量为25kg/m。在敷设的路径上，电缆放在托辊上牵引。

（2）牵引力与侧压力计算。

从线路路径的实际情况看，在42.6m高程终端T2附近无法放置电缆盘，电缆引入建筑物进行牵引也有困难，因此牵引电缆的起点设在A点。计算牵引力时应从A点开始。线路图中的位置编号以A、B、C等表示。在计算转角处的牵引力时，电缆先到达转角处前的点编为1，过转角处的点编为2，如G1和G2、H1和H2为G、H转角处前后的点，依此类推（图中未标出）。

1）电缆盘的摩擦力TA按15m长的电缆重量计算，为

13）U处的牵引力，应用表4-9-3-2中的式（4-9-3-1）计算，为

TU=TU2+0.2×0.25×4=52.88（kN）

当电缆牵引端到达U处时，电缆在位置B处予以截断，然后再继续牵引。此时按截断后的牵引长度进行牵引力计算，为

14）P处的牵引力，应用表4-9-3-2中的式（4-9-3-1）和式（4-9-3-15）计算，为

15）Q处的牵引力，应用表4-9-3-2中的式（4-9-3-2）计算，为

17）全线路的总牵引力（在S处），应用表4-9-3-2中的式（4-9-3-1）计算，为

TS=TR2+0.2×0.25×30=54.67（kN）

由于计算时采用的条件不同，所以牵引力的大小有所差异。实际上当电缆尾端过D点后，总的牵引力Ts的最大值为65.31kN。由于实际牵引力远远大于电缆的允许牵引力，侧压力也超过了允许值，这样就不可能只在35.1m高程处设置牵引机械进行单点牵引，而必须分段进行牵引。当分段进行牵引力计算时，只能考虑铅护套受力。按表4-9-3-2的要求，该铅护套的允许牵引力为9.23kN。根据分段计算结果，G1、M1、P1、S四个位置的牵引力分别为8.72、6.52、9.23、8.87kN，均未超过铅护套的允许牵引值。

牵引力的大小受多种因素的影响。它与构筑物转角的大小和方向、采用托辊的结构和形式以及牵引敷设的方法等都有直接的关系。特别对于路径很复杂的电缆线路，影响更大。因此进行牵引力和侧压力估算时需按照表4-9-3-2所列公式，根据实际情况进行较为详细的计算和校核，尽量使计算结果与实际相接近。