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如何敷设高落差电缆

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:所谓高落差电缆,就是指油浸纸绝缘电力电缆在高位差场合下的敷设安装和运行。

如何敷设高落差电缆

4.9.6.1 高落差电缆的含义

高落差电缆表示两层意思:一是电缆两个终端的水平位置差较大;二是电缆线路上最高与最低点的位置差较大。对于油纸绝缘电缆,前者是决定电缆低端终端的结构及其制作安装的重要依据,后者是设计电缆本体的护层结构及合理选择电缆敷设方案的主要参数。由于这种水平差的存在,使得电缆在敷设施工中具有特殊性。对于橡塑电缆,其绝缘内部不存在位差静压力,因此无敷设水平位置差的限制。从绝缘特性上看,橡皮绝缘电力电缆只生产到10kV;新发展的乙丙橡胶绝缘电力电缆也只达到70kV;聚氯乙烯绝缘电力电缆通常生产到10kV以下;交联聚乙烯电力电缆的工作电压较高,已使用到110~550kV。因此具有水平位置差的电缆线路,根据电缆的绝缘特性及其使用条件,在可能的情况下尽量选用橡塑绝缘电缆。对于油浸纸绝缘电力电缆,由于其历史悠久,系列规格较为完整,使用经验丰富,用量较大,目前已广泛使用于330kV及以下的输、配电线路中,国内500kV超高压单芯充油电缆已在试运行。这种电缆的特点如下:

(1)耐电强度较高。一般黏性油浸纸绝缘电力电缆工作电压可达35kV,充油电缆的工作电压则达数百千伏或更高。

(2)使用寿命较长。绝缘油和绝缘纸的老化性能要比橡塑绝缘好一些,密封性好,有利于防老化、防潮,介电性能稳定、可靠。

(3)传输容量大,热稳定性好。

(4)价格比较低,材料资源丰富。

由于油浸纸绝缘电力电缆具有以上这些特点,因此这种电缆还在不断发展。但这种电缆也存在一定的缺点,主要是制造工艺较复杂,生产周期长,生产效率不高,电缆连接也较复杂。由于其内部静油压力的存在,使其在高落差场合下敷设安装复杂化。所谓高落差电缆,就是指油浸纸绝缘电力电缆在高位差场合下的敷设安装和运行。

4.9.6.2 油浸纸绝缘电力电缆的敷设落差

油浸纸绝缘电力电缆可分为黏性油浸纸绝缘电力电缆、干绝缘电力电缆和不滴流油浸纸绝缘电力电缆三种。

(1)黏性油浸纸绝缘电力电缆。

黏性油浸纸绝缘电力电缆的浸渍剂在工作温度下黏度较低,易于流淌。在有落差的条件下敷设时,高端浸渍剂将发生流失而干涸,致使绝缘水平严重下降,甚至很快发生击穿;同时,向低的部位淤积的浸渍剂,会胀破金属护套而导致电缆损坏。因此这种电缆不适用于高落差敷设。

(2)干绝缘电力电缆。

为了适应高落差或垂直敷设,将纸绝缘电缆干燥浸渍后进行真空滴干,制成干绝缘电缆。由于经过滴干,显著地减少了绝缘层中浸渍剂的含量,基本上可消除浸渍剂向下流失的现象,但是浸渍剂滴干后会使绝缘层的绝缘性能有所下降。为弥补这一缺陷,适当加厚干绝缘电力电缆的绝缘层厚度,而且采用分相铅护套结构。干绝缘电力电缆的敷设位差:1~3kV电缆不大于100m;10kV分相铅护套电缆不大于300m。电压等级超过10kV的电力电缆不宜采用这种类型的电缆作高落差敷设。

由于不滴流电缆和塑料电缆的出现,这种干绝缘电力电缆正逐步被淘汰。

采用滴干的浸渍纸绝缘充气电缆,虽然亦属油浸纸绝缘结构,但这种电缆是在金属护套和导体之间充入一定压力的气体(如干燥的氮气或六氟化硫气体),其内部不存在由于浸渍剂的移动而形成的位差静压力。因此,这种充气电缆可用于高落差敷设。

(3)不滴流油浸纸绝缘电力电缆。

不滴流油浸纸绝缘电力电缆(简称不滴流电缆)是为解决黏性浸渍剂的流淌而发展起来的。所谓不滴流电缆是因其浸渍剂在工作温度下具有不滴流(即不流淌)的性质而得名。不滴流电缆不受位差的限制,与干绝缘电缆相比,价格便宜,电气性能稳定,潮气不易侵入,工作寿命长。世界上有不少国家用不滴流电缆取代了黏性油浸纸绝缘电力电缆。

由于不滴流电缆的浸渍剂黏度大(黏度约为9.6°E,滴点114.8℃),在常温下呈半固体状态,弯曲时纸带滑动变阻,易于撕裂或发皱。因此不滴流电缆弯曲性能较差,与黏性油浸纸电缆相比,应适当放大弯曲半径。同时,低温敷设对绝缘影响较大,因此敷设时的环境温度亦相应高一些。

4.9.6.3 充油电缆敷设于高落差的几个技术问题

普通充油电缆在落差为30m及以下的竖井中或斜坡上敷设是允许的,通常不大会引起人们的注意。当竖井的深度超过30m甚至增加到数百米时,设计及安装人员不得不深入研究充油电缆在这种条件下敷设安装的可能性。其主要原因是敷设安装这种高落差电缆存在着普通充油电缆所没有的技术问题。这些问题表现在如下几个方面:

(1)将电缆放到竖井中,其内部的静油压力随敷设的进行会愈来愈高。由于弯曲效应有可能使电缆发生漏油,这将给继续敷设带来麻烦。

(2)随着敷设的进行,电缆在竖井中的长度逐渐增加。在重力的作用下,电缆将产生绕轴心自转的作用,过度的转动对电缆的绝缘将是危险的。

(3)在竖井内,人们将电缆固定在井壁上,以消除由于电缆的重力作用对金属护套的危害。但如夹具固定不正确,电缆运行中热膨胀使电缆金属护套产生的应力和应变超过其允许值时,会使电缆本身的寿命受到影响。

(4)当电缆内的静油压力超过0.4~0.5MPa时,制作下终端实际是不可能的,需要采取电缆冷冻等措施,才能制作下终端。

(5)当电缆在竖井内发生事故或漏油及随之沿墙壁的淌油容易引起火灾危险,因而竖井内敷设电缆需要采取一些防火措施。

4.9.6.4 高落差充油电缆敷设的几种方法

如何解决充油电缆高落差敷设安装的技术问题,人们在以往的设计、制造和敷设安装中提出了许多设想,其中有一些经过实践是成功的,而有些设想则由于不现实,很难有人去实施它。下面介绍高落差充油电缆敷设的几种方法。

(1)排油敷设。

排油敷设分为充气状态下和真空状态下敷设两种。

1)充气状态下敷设电缆。充气状态下敷设电缆是在敷设之前将电缆内的油放空,并充入一定压力的CO2或N2气体,以消除电缆内部静油压的影响。然而为了抽出电缆中的气体,需要在敷设完后进行长时间真空处理,因为沿着直径为φ12~16mm油道的抽气过程是十分缓慢的。由于沿着电缆长度不可避免地会产生压降,留存气体的可能性总是存在的。这些气泡将由于溶解或电场的作用而被油所吸收,它对绝缘的影响是不可否认的,特别是电缆绝缘厚度大以及超高压电缆在导体表面采用高工作场强(14~16kV/mm)时,气体的存在像在低场强(9~12kV/mm)下的吸气,可能导致游离的开始。

2)真空状态下敷设电缆。解决电缆内部静油压影响的另一种办法是在真空状态下敷设电缆。即在电缆的一端接上真空泵抽真空,另一端排油。随着油从低端流出,使电缆内部的静油压降低,以便继续敷设电缆。其中一个重要的原则就是放油操作的位置及放出的油量必须适当。这个位置与电缆最高点之间的差值应保持有两个真空油柱的高度,以保证牵引端一旦密封不良,只能向外渗漏油而不能向电缆内进气。同时,保持这样的油柱压力对减小转角处侧压力的影响是有益的。采用这种方法敷设电缆,当牵引端到达竖井内的排油位置时,电缆盘上的剩余电缆能全部拉出来,并接上真空泵开始抽真空。位于尾端的抽真空装置应有注油分支接头,以便随时可向电缆内部补油。例如,电缆到达竖井底部后又经过较长一段水平距离或成U形弯曲,原来的油柱压力此时已不能满足要求,必须通过补充油量来解决。同时,排油操作应能人为地造成U形弯曲,如图4-9-6-1所示。接入压力表或利用透明尼龙排油管,用以观察排油情况。因此抽真空排油操作是一项极为重要的工艺,事先应经过周密地计算牵引端的排油位置,并十分谨慎地完善各项排注油程序,以免气体侵入。

图4-9-6-1 高落差电缆真空敷设排油操作示意图

1—真空泵;2—真空筒;3—电缆尾端抽真空阀门;4—尾端注油阀门;5—尾端电缆封头;6—电缆;7—牵引端高压阀门;8—压力表;9—排油管;10—盛油器

(2)高油压下敷设电缆。

在电缆充满油的情况下进行电缆敷设,这时由于高落差的关系使电缆下端的油柱静压力很高,使得铅护套在敷设中容易被胀破。为此,高落差油压下敷设的电缆应首先采用铝护套充油电缆。铝护套的机械强度要比铅护套的高,耐油压性能良好,重量轻。铝护套电缆还可省去径向和纵向加强层结构。静油压力在1.0~1.2MPa以下时可使用皱纹铝护套电缆,当压力超过此值时还是以平滑铝护套为佳。铝护套电缆的上限压力取决于能够弯曲的最大护套厚度,根据电缆尺寸的不同,上限压力可能在2.0MPa左右。对需要较高压力时,护套必须加固。

对于承受高压力的铅护套电缆,通常是采用加固层以耐受周向和轴向的应力。国内设计的高落差电缆,周向加固是采用0.2mm×35mm的铝青铜带,而轴向加固则采用36根7.15mm×0.5mm半软铝青铜带。虽然利用此种结构可以使铅护套电缆承受1.7MPa或更高一些油柱静压力,但由于铅护套在高压力下有弯曲效应,一般敷设时的油压不能太高,充满油的电缆,其敷设落差不宜超过150m(即油柱压力1.305MPa)。

在电缆充满油的情况下敷设电缆,还必须事先设计好能承受全部油压力的牵引端封帽,这种形式的封帽,应采用铜材制作,便于与铅焊接时有很好的黏结性,同时要采用耐高油压的铅封增强。对封帽的几种铅封增强方式进行1.8MPa压力的长期试验结果,证实了环氧树脂和玻璃丝带交替涂刷和缠绕补强的方法,性能优越而可靠,因而得到广泛应用。图4-9-6-2为高油压敷设时所采用的一种牵引端加固形式。

图4-9-6-2 电缆牵引端加固图

1—绝缘屏蔽;2—铅护套;3—铜封帽;4—耐油橡皮;5—密封螺帽;6—铅封;7—环氧玻璃丝带;8—径向加固铜带;9—环氧玻璃丝带;10—轴向加固铜带;11—密绕φ2mm镀锌铁丝加固;12—塑料带;13—橡皮;14—麻护层

(3)制作好下终端后再敷设电缆。

制作好下终端后再敷设电缆,可解决下终端在高油压下制作的困难。这种方法可分为由上向下和由下向上敷设两种。

1)由上向下敷设电缆的方法。这种方法只能在竖井部分进行。先在牵引端制作好下部终端,然后将带有终端的电缆放入竖井中进行敷设。这种敷设方法要比预想的困难得多。首先由于不可避免的弯曲,在终端中分别通过不同的零部件连接起来的导体、绝缘体、护层之间可能产生的相对运动;其次是这种高油压的终端的附件往往较普通终端笨重,使竖井中上部电缆额外承担了1000kg左右的重力,而当转为水平敷设时又会造成牵引的困难;第三,特别是在竖井部分,敷设电缆的可用空间往往不会太大,在多数情况下,竖井壁与梯子或安全栏杆间仅有几十厘米的间距,敷设过程中的碰撞亦是难免的。这样可能给继续敷设带来很大的困难。因此,制作好终端后由上向下敷设实际上是一种不可能采用的敷设方法。

2)由下向上敷设电缆的方法。这种敷设电缆的方法是将电缆放在低处的某一适当位置,先把电缆盘上的外层端头拉到下终端位置,就位后制作好下终端,这是一种轻而易举的事情。然后把盘上的剩余电缆全部拉出来,牵引电缆的另一端,沿电缆线路路径向高的一端敷设。这种方法不便于采用排油敷设,因为在牵引向上的电缆端部很难接上真空泵或充气设备进行敷设。由于电缆的重量大,向上牵引要比采用制动闸从高处向低处遛放困难些。同时,这种方法往往受场地的限制,电缆不能太长,敷设落差不能太高。因此,这种敷设方法可以采用,但有局限性。

4.9.6.5 高落差电缆敷设时的机械特性

无论采用何种方法敷设高落差充油电缆,都要采取相应的措施以保护电缆,不使电缆受到机械损伤。因此,要研究电缆的机械特性,如电缆扭转、径向机械受压、轴向受拉、导体滑脱、钢丝绳绑扎牵引等。在我国第一回高落差电缆敷设安装之前,由研究、设计、制造、施工等单位共同组成试验小组,对将要敷设安装的高落差电缆进行机械特性摸底试验。此项试验对以后高落差电缆的敷设安装起了指导作用。

(1)电缆的扭转

1)电缆扭转的原理和对电缆的影响。单芯充油电缆的导电线芯、径向加强铜带和轴向加强铜带(或铠装丝)在绕制过程中潜存着扭矩应力,这个应力是使电缆产生扭转(即退扭或松劲)的根源,并决定着电缆绕轴心自转的大小和方向。特别是当采用单层纵向铜带铠装时,纵向铠装扭矩应力对扭转起着主导作用。为了准确弄清楚电缆扭转的角度和方向,进行了如图4-9-6-3所示的扭转试验。试验电缆的长度为6.4m,其截面积为600mm2,单层纵向螺旋形加固铜带铠装,电缆自重每米27kg。上端悬吊固定,下端加3t重的载荷,测得悬挂点最大扭转角为100°~110°。由于试验的电缆较短,实际敷设时,扭转角度可能还要大一些。

除了电缆在自重和内部油压的作用下绕轴心自转外,同时还由于牵引钢丝绳本身的退扭作用和电缆路径上下左右不同的弯道等会使电缆产生附加的扭转。

扭转对于电缆绝缘纸及金属护套是不利的。电缆的过度扭转会使绝缘纸起皱、发松,甚至会断裂。但是扭转多大的角度才能使这种不利影响达到最小,尚无确切的数据。总之扭转角度愈小愈好。

2)限制电缆扭转的措施如下:

①电缆结构的设计和制造应尽量使扭转应力最小,并采用相应的退扭装置,使电缆的自转角度相应减小。

②设计电缆线路时,应尽量减少弯道数,特别是减少与电缆绕制反方向的弯道数对防止扭转是有利的。(www.daowen.com)

③在竖井中安装两根与电缆平行的钢丝绳滑道,在电缆上每隔一段距离依次绑扎与电缆垂直的交叉棒。此棒可以在钢丝绳上滑动,到达竖井底部后再依次解开,用以限制电缆的扭转。

④在线路的弯道处设置如图4-9-6-4所示的反扭托辊

⑤采用旧钢丝绳或已退扭的新钢丝绳牵引电缆。同时牵引钢丝绳应绑扎在线路转角处电缆内侧,可显著地减小扭转角度。

图4-9-6-3 电缆扭转试验图

图4-9-6-4 反扭木质托辊示意图

1—电缆;2—反扭托辊

3)限制电缆扭转的实例。图4-9-6-5为我国第一回220kV高落差充油电缆的敷设示意图,其敷设时扭转角度测定记录见表4-9-6-1。每根电缆长280m,电缆两端落差86m,电缆线路最高点与最低点落差102m,敷设时最大落差97m。

图中AB段为30°斜坡,砌砖槽填砂,敷设时布置托辊。由B点开始进入斜折线形竖井段。在这段线路上,直接控制电缆的扭转是困难的。为了掌握电缆的扭转角度,放线时在电缆首端划一条轴向红线,并在竖井段19个平台上及其他有关部位设置人员监测红线绕周向的位置,以确定扭转方向及转角的大小。测定时面向电缆前进的方向按人的左右进行判别红线的左右转向。

第一根电缆牵引端进入竖井后向右扭转270°,电缆至#14、#15平台时扭转已达420°,以后逐渐减小。当牵引端到达水平廊道时仍向右扭转360°,一直保持到最终位置。

图4-9-6-5 LJX水电站高落差充油电缆敷设示意图(单位:m)

1—出线洞;2—斜坡段;3—竖井口;4—竖井底;5—水平廊道;6—副厂房电缆夹层;7—电缆盘;8—平板拖车;9—1号卷扬机;10—2号卷扬机;#1~#19—平台

第二根电缆,由于改善了钢丝绳的绑扎方法,扭转角度显著地减小了,电缆牵引端进入斜坡段后向左转180°,接近竖井中部时扭转角度逐渐减小,到达竖井底部时为右转60°,直到终点。

第三根电缆在进入竖井后不久,向右转最大达250°,以后逐渐减小,到终点为0°。

表4-9-6-1 LJX水电站高落差充油电缆敷设时牵引端在各主要部位扭转情况记录

续表

由于竖井为非垂直状态,同时在19个平台上均设置有导向托辊或竹杠,使电缆的自转受到一定的限制。因此,实际的扭转角度不会像试验时达到的那样大。

整根线路分四段进行牵引,电缆盘至A段和GH段为人力牵引;AG段采用1号卷扬机制动遛放;H点至2号卷扬机段为卷扬机牵引。人力牵绳和钢丝绳的绑扎方法及绑扎位置对限制电缆的扭转是至关重要的。绑得恰当可限制扭转,否则会促使电缆扭转。因此在敷设时对外力的作用点应引起足够重视。

扭转的趋势是自电缆盘施放电缆至AB段都是右转的,进入竖井后逐渐左转。右转是使电缆的单层纵向加强带扭紧的方向,而左转则为其退扭的方向。从实测结果看,电缆的扭转不单纯是单层纵向加强带的单独作用,而是电缆结构的扭矩应力、电缆构筑物的结构以及敷设时的牵引方法等综合作用的结果。

(2)电缆径向承受的机械压力。

在敷设的过程中,电缆一般承受两种机械压力。一是转角处的侧压力,对于高落差电缆的敷设,集中表现在电缆进入竖井后,位于竖井口的托辊即成为竖井电缆的悬挂点。当电缆高差为100m时,悬挂点承受电缆的牵引力高达26.5kN(每米电缆重27kg),此时电缆可能会被破坏;二是安装夹子固定电缆时,电缆要承受夹子的压力,由此确定夹子的结构、接触面积及夹子所能承受的重量等。图4-9-6-6为电缆径向承受机械压力试验的测试曲线。由曲线看出,当压力加到26.5kN时,电缆的压缩变形最大为13.8mm,这样在高落差电缆悬挂点的托辊侧压力的作用下,电缆难免被压坏。因此敷设高落差电缆时,需采用将电缆绑扎于钢丝绳上的敷设方法,由钢丝绳来承担电缆的重量。而此种敷设方法的难点是控制从电缆盘到竖井口这段电缆的扭转角度,使钢丝绳在竖井入口处位于电缆的下侧,这样才能解决电缆不受侧压力的影响。

(3)高落差电缆的最大纵向拉力。

考虑到敷设电缆时可能产生意外情况,使电缆重量由自身承受。为了弄清这种情况下电缆是否会损伤,因而进行了电缆整体的抗拉试验。结果表明电缆本体的拉断力很大,虽然各层之间由于材料和绕包的松紧程度不同而使受力不均,但一般纵向加强带首先产生个别断裂,而后其他纵向加强带也相继断裂,最低拉断力都在88.2kN以上。因此,这种结构的加强层即使不采用钢丝绳来承重敷设,而由电缆自身承重进行敷设是完全可以的。但考虑到电缆径向承受的机械压力较大,还是采用钢丝绳承重进行敷设为佳。

图4-9-6-6 电缆径向承受机械压力和电缆压缩量的关系

2~9—电缆试样号

(4)钢丝绳绑扎承拉试验。

所有高落差电缆的敷设均可利用钢丝绳承受电缆的重量进行敷设,它是一种既经济又方便的方法。利用这种牵引方法可以敷设任意长度的高落差电缆而不会产生什么疑义。钢丝绳同电缆的连接也有多种方法,如采用一种带钢丝绳夹头的特制滑环,它可以紧紧拖住电缆而不致滑脱,亦不会卡坏电缆。用尼龙绳将电缆绑扎于钢丝绳上进行牵引也是一种行之有效的连接方法。由于这一绑扎技术要求较高,弄不好钢丝绳易于滑脱,从而造成使电缆受到损伤。因此敷设电缆前应进行绑扎后的拉力试验,以确定捆绑匝数及绳扣的间距等。试验结果表明,采用直径为φ13mm的钢丝绳,用φ5mm的尼龙绳绑扎,利用本章第五节介绍的绑扎方法,钢丝绳承受了敷设电缆的拉力,效果很好。

4.9.6.6 敷设高落差充油电缆应注意的问题

(1)竖井中应设置爬梯,每隔4~5m设置一个平台,便于施工、运行维护及检修工作。当竖井的径向尺寸较大时,亦可设置成楼梯,上下行走更为方便。

(2)在出现电缆漏油的紧急情况下,可使用敷设电缆时所准备的供油系统对漏油的电缆充以干燥氮气。这是一种万不得已而采用的一种极为有效的应急措施。虽然人们是不希望采用这种极端措施,因为它给以后的真空处理带来困难,但也更不希望出现令人难以想像的漏油事故。虽然这类事故在以往的敷设过程中从未发生过,为了安全起见,在有条件的现场,做一些反事故措施的准备是有益的。

(3)电缆被牵引到终端位置后,悬垂在竖井中的电缆应及时入槽固定,切不可放置时间太长。虽然竖井上部有卷扬机起制动作用,竖井中的电缆重量由钢丝绳承担,但毕竟这是不安全的状态,一旦发生意外,竖井中电缆的全部重量将由竖井口的电缆承担,此时该处的电缆将受到超过允许的侧压力。因此应引起充分的注意。

4.9.6.7 敷设高落差交联聚乙烯绝缘电缆的技术问题

敷设高落差交联聚乙烯绝缘电缆比敷设高落差充油电缆要容易一些,没有静油压力的作用,也不会因进气而使绝缘受到破坏。但敷设高落差交联聚乙烯绝缘电缆的关键问题也同样是防止电缆受到由自重产生过大的拉伸应力、侧压力及电缆扭转。

为了适应高落差敷设的要求,电缆产品的绝缘和金属护套都要比普通交联聚乙烯绝缘电缆有所加厚,同时在外护层结构上要增加纵向铠装加强层,以便承受电缆的纵向拉伸应力。当电缆内护套采用皱纹铝护套时,常规设计的铝护套与绝缘半导电层之间都有一些空隙,给电缆绝缘在运行过程中留有一些膨胀裕度。在有高落差的运行环境中,金属护套与绝缘半导电层之间的松配合结构会造成电缆绝缘与铝护套之间有较大的位移;如果金属护套与绝缘半导电层之间的空隙过小,电缆绝缘半导电屏蔽层上会留下印痕,影响电缆的冲击水平。因此有的电缆产品采用在金属护套与绝缘半导电层之间增加弹性衬垫的方法以解决其存在的空隙问题,既不影响电缆的膨胀,电缆绝缘与金属护套之间也不会发生移动,适合于高落差竖井中的敷设。

本节前边介绍的是将高落差黄麻沥青护层充油电缆绑扎于钢丝绳上的敷设方法,当敷设高落差交联聚乙烯绝缘电缆时,由于采用的是聚氯乙烯外护套,将电缆绑扎于钢丝绳上将会损伤护套绝缘,同时这种绑扎敷设方法也只是解决了纵向拉伸应力的问题,而并没有解决电缆在竖井中的扭转问题,因此上述的绑扎敷设方法并不完善。这里介绍一下天荒坪抽水蓄能电站298/515kV1×800mm2高落差交联聚乙烯绝缘电缆的敷设施工。该电缆采用皱纹铝护套厚3.9mm,绝缘层厚35mm,阻燃型黑色聚氯乙烯外护套厚6mm,波峰总外径161mm,电缆重量为30kg/m,敷设落差98m,电缆安装落差96m。

该工程采用全线履带式牵引机进行敷设,在竖井或斜井内设置多台履带牵引机,各台承受各段的电缆重量,防止电缆坠落或滑下;在水平段也同样设置有履带式牵引机。每台履带式牵引机的制动力和牵引力均为7.5kN,且具有联动及调速功能。当电缆通过牵引机时用专用力矩扳手调节牵引机的侧压力以夹紧电缆。水平电缆廊道及竖井内履带式牵引机的布置如图4-9-6-7所示。

牵引机的安全系数取为75%。则牵引机的实际牵引能力为7.5×75%=5.6(kN),电缆盘的初始力为T0=4(kN),所以H1牵引机的实际牵引力只有4kN。

该工程电缆竖井的高度为93m,电缆在竖井内的自持重力为28kN。为了控制电缆在竖井内由于自重而产生的反向下滑力,在竖井上端入口前部增装3台输送机作为反向牵引使用。

关于减小侧压力的问题。经计算,所有履带牵引机处于正常工作状态时在竖井上、下转弯处电缆所受的牵引力为零;若所有履带牵引机处于失控状态,而且竖井内所有电缆均已到位,此时竖井上端口弯曲处承受竖井内全部电缆重量,所受的侧压力最大。为控制电缆下坠速度及减小侧压力,在转弯处放置滑轮25只,每只滑轮所受的侧压力为

图4-9-6-7 水平电缆廊道及竖井内履带牵引机的布置

1—电缆盘;H1~H15—履带牵引机

式中 W——竖井内电缆的重量,W=90×0.30=27,kN;

θ——竖井口转角;

N——滑轮只数;

P——每只滑轮所受的侧压力(允许值为1.8kN)。

为了减小侧压力,在转弯处放置滑轮组是可行的。但在实际施工中滑轮组的弧度很难做得完美,无法控制每个滑轮转动灵活,这样会造成电缆在某一点承受过大的侧压力。如果采用弹性钢板使电缆在钢板上形成自然弧度,这种情况下电缆与钢板是面接触,均匀受力,对电缆损伤最小,但是成本很高,在实际施工中很少采用。该工程采用了可弯曲的波纹PVC管,固定在放线支架上,敷设过程中PVC管受压自然弯曲。电缆通过时也是均匀受力。另外在弯曲部位前放置牵引机,大大减小了电缆所受的牵引力,同时也减小了侧压力。

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