电缆是自带绝缘的一芯或多芯导体。电缆的种类成千上万,应用在各行各业中。它们的用途有传输电流和传输信号两种。传输电能类的电缆主要控制的技术性能指标是导体电阻、耐压性能;传输信号类的电缆主要控制的技术性能指标是特性阻抗、衰减及串音等。
1)电缆的基本结构
一般电缆最基本的结构有导体、绝缘层及保护层,如图9.8所示。
导体的作用是传输电流或信号,有实芯和绞合之分,材料有铜、铝、铜包铝等。国家标准规定,铜导体的电阻率不小于0.017241Ω·mm2/m(20℃时),铝导体的电阻率要求不小于0.028264Ω·mm2/m(20℃时)。电力电缆按其芯数有单芯、双芯、三芯、四芯、五芯之分,其线芯的形状有圆形、半圆形、扇形和椭圆形等。我国制造的电缆常用的线芯截面分为1.5 mm2、2mm2、2.5mm2、4mm2、6mm2、10mm2、16mm2、25mm2、35mm2、50mm2、70mm2、95 mm2、120mm2、150mm2、185mm2、240mm2等规格。
图9.8 电缆的基本结构
绝缘层包裹在导线外面起电气绝缘的作用。通常采用纸绝缘、橡皮绝缘、塑料绝缘等材料作绝缘层。其中,纸绝缘具有耐压强度高、耐热性能好和使用年限长等优点;塑料绝缘具有抗酸碱、防腐蚀和质量轻等特点。
保护层是使电缆适用各种使用环境,而在绝缘层外面施加的保护覆盖层。其主要作用是保护电缆在敷设运行过程中免受机械损伤和各种环境因素(如水、日光、生物、火灾等)的破坏,以保持长时间稳定的电气性能,它直接关系到电缆的寿命。保护层一般分为内护层和外护层。内护层用来保护电缆的绝缘不受潮湿,防止电缆浸渍剂外流及轻度机械损伤;外护层用来保护内护层。
2)电缆的型号、名称
电缆的型号是采用汉语拼音字母和阿拉伯数字组成,共有八部分。第一部分为电缆的用途代码;第二部分是绝缘代码;第三部分是导体材料代码;第四部分是内护层代码;第五部分是特性代码;第六部分是外护层代码;第七部分是特殊产品代码;第八部分是额定电压(单位为kV),如表9.2、表9.3所示。
表9.2 电缆型号字母含义
注:ZR——阻燃;NH——耐火;WDZ——无卤低烟阻燃;WDN——无卤低烟耐火。
表9.3 电缆外护层代号的意义
ZR-YJV-3×120+1×700.6/1kV表示阻燃交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套铜芯电力电缆,相电压为0.6、线电压为1kV,规格为三芯120mm2和一芯70mm2。
3)电缆安装工艺
电缆在安装前应首先检查:电缆通道是否通畅;电缆金属部分的防腐层是否完整;电缆的型号、电压、规格是否符合设计要求;电缆的外观应无损伤、绝缘层良好。其次,电缆敷设前应按设计和实际路径计算长度,合理安排每盘电缆,减少电缆接头。同时,在带电区域内敷设电缆时应有可靠的安全措施。
电缆敷设方式主要有直埋敷设、电缆沟内敷设、电缆桥架内敷设、穿管敷设等,较大直径电缆敷设常用人力拉引或机械拉引方法把电缆运至安装位置,如图9.9、图9.10所示。
图9.9 电缆的人力拉引
图9.10 电缆的机械牵引
(1)电缆直埋敷设
电缆直埋敷设适用于有保护层的铠装电缆(图9.11),其施工工艺流程:准备工作→挖电缆沟→直埋电缆→铺砂盖砖→盖盖板→埋标桩。
图9.11 直埋电缆敷设
电缆直埋敷设应符合下列要求:
①电缆表面距地面的距离不应小于0.7m,穿越农田时不应小于1m,且电缆应埋在冻土层以下。
②在电缆引入建筑物、与地下建筑物交叉及绕过地下建筑物处等受条件限制时,可浅埋,但应采取保护措施。
③当敷设大截面、重型电缆时,环境条件允许的情况下,宜采用机械拉引方法。
④在电缆线路路径上,有可能使电缆受到机械性损伤、化学作用、地下电流、振动、热影响、腐殖物质、虫鼠等危险的地段,均应依据规范要求采取保护措施。(www.daowen.com)
电缆与铁路、公路、城市街道、厂区道路交叉时,应敷设于坚固的保护管或隧道内。电缆管的两端宜伸出道路路基两边各2m,伸出排水沟0.5m;在城市街道应伸出车道路面。
直埋电缆在直线段每隔50~100m处、电缆接头处、转弯处、进入建筑物等,应设置明显的方位标志或标桩。
直埋电缆回填土前,应经隐蔽工程验收合格。回填土应分层夯实。
(2)电缆沟内敷设
电缆沟内敷设的施工工艺流程:准备工作→电缆沿电缆沟敷设→挂标志牌。
电缆沟内敷设施工工艺类似于电缆直埋敷设(图9.12),但电缆沟壁要用防水水泥砂浆抹面,电缆敷设在沟壁的角钢支架上,最后盖上水泥板;在容易积水的地方,应考虑开挖排水沟;电缆沟应平整,且有一定的坡度;沟内应设置适当数量的积水坑,及时将沟内积水排除;电缆敷设时,电缆的弯曲半径应符合规范要求及电缆本身的要求;电缆放在地沟时,边敷设边检查电缆是否损伤;放电缆的长度不能控制得太紧,电缆的两端、中间接头、电缆井内、电缆过管处、垂直位差处均应留有适当的余度,并作波浪状摆放;电缆敷设完毕,应请建设单位、监理单位及质量检查部门共同进行隐蔽工程验收。
在电缆沟内的支架应安装牢固,横平竖直;支架与预埋件焊接固定时,焊缝饱满;在有坡度的电缆沟内或建筑物上安装的电缆支架,应有与电缆沟或建筑物相同的坡度;电缆支架必须等电位接地。
图9.12 电缆沟内敷设
(3)电缆桥架内敷设
电缆桥架内敷设细分为桥架的敷设和桥架内的电缆敷设,其一般施工工艺是:准备工作→弹线定位→预留孔洞、支吊架、预埋铁件→支吊架固定及桥架敷设→保护接地→电缆敷设→绝缘检查→挂标志牌→防火堵料。
桥架内电缆水平敷设时,应单层敷设、排列整齐,不得有交叉;电缆首尾两端、转弯两侧及每隔5~10m处设固定点;桥架内的电缆应在首端、尾端、转弯及每隔50m处设置编号、型号、规格及起止点等标记;不同等级电压的电缆应分层敷设,高电压电缆“由上而下”,水平通道中如有35kV及以上高压电缆或引入盘柜时,宜“由下而上”;电缆沿桥架敷设穿过楼板时,预留通洞,敷设完后应将洞口用防火材料堵死。
(4)电缆穿管敷设
电缆需要在导管内敷设时,应依照施工图纸和现场情况,确定电缆管的位置、路径,统计其品种规格和数量,然后进行备料。
电缆导管的安装一般有明装和暗装两种形式。
当电缆导管明装时,管道应排列整齐、横平竖直。其全长水平及垂直偏差一般应不大于电缆管外径的1/2。明敷电缆管时应安装固定,与建筑物表面间的距离应不小于10mm;不宜将管子直接焊在支架上。电缆管支持点间的距离,当设计无规定时,不宜超过3m。当塑料管的直线长度超过30m时,宜加装伸缩节。钢管穿入接线盒、盘、柜、箱等设备内部时,管口露出的长度应在5~10mm,并用带有绝缘衬垫的锁紧螺母加上橡皮密封垫予以固定,以防止雨水进入箱内。
电缆导管需暗敷时,在选择电缆管敷设路径时,应考虑使管材用量少、弯曲少、穿越基础次数少。当设备位置尚未确定时,不应埋设电缆管,电缆管口应尽量与设备进线对准,排列整齐。穿过楼板、混凝土地板的电缆管应与地面垂直。埋设于不同地方时,应注意:
①电缆管穿过建筑物墙壁、隧道壁时,管口应与墙面平齐,并需注意墙两侧和进入隧道的管端标高,以便电缆放上支架和接入设备。
②埋入混凝土墙或基础内的管子,宜用支架固定或焊在主钢筋上。
③埋在混凝土结构内的导管,要在第一层钢筋绑扎后进行,电缆管弯头的弧形部分不宜露出地面。
④埋设通入电缆隧道(沟道)内的电缆管时,应事先了解电缆走向,使电缆管的方向与电缆走向一致,即防止电缆在穿管时出现小于90°的弯曲。
⑤敷设于铁路、公路下的电缆管,其埋置深度应低于路基或排水沟1m以上;与铁路、公路平行敷设的电缆管,距路轨或路基的距离保持在3m以上。
⑥镀锌钢管埋于地下时,其埋置深度不应小于0.7m,在人行道下面敷设时,不应小于0.5m。钢管埋入地面的深度不应小于0.1m(混凝土内不作规定);伸出建筑物散水坡的长度不小于0.25m。
⑦在电气设备处埋管时,应按设备安装图及有关的土建图纸,确定设备接线部位的坐标及标高,引至设备的电缆管管口位置,应便于与设备连接且不妨碍设备拆装和进出,并列敷设的电缆管管口应排列整齐。
⑧嵌入式设备下埋管,要先明确面板朝向,导管埋至墙中心偏面板侧。
⑨利用电缆管作接地线时,与接地干线间应有可靠的连接,且应先焊好接地线,再敷设电缆。管箍(有丝扣的管接头)两端应用跨接线焊接,以确保全长导电良好。设备利用金属管接地时,管口下侧焊镀锌螺栓。
⑩电缆导管安装完毕,应用木塞或焊以薄铁板堵严管口,以防进入杂物影响以后穿敷电缆的工作。对埋入混凝土内的电缆管,应检查管路是否畅通、清洁,再用铁板封堵严管口,以免浇灌混凝土时浇入管内。
(5)电缆头安装
电力电缆头分为终端头和中间接头,是输变电电缆线路中的重要部件。它的作用是绝缘、分散电缆头外屏蔽切断处的电场、防水等。
电缆头按安装场所分为户内式和户外式;按电缆头制作安装材料分为干包式、环氧树脂浇注式、冷缩式和热缩式等。
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