穿保護管敷設(shè)是變電站常用的電纜敷設(shè)方式，電纜保護管管徑的合理選擇，對電纜施工、運行維護的便利性具有重要意義

引言

電纜穿保護管敷設(shè)方式具有維護更換方便、散熱作用好、防止電纜受損、阻止火災(zāi)蔓延等優(yōu)點，因此在變電站中普遍采用電力電纜管敷設(shè)方式。目前在設(shè)計過程中選擇電力電纜管管徑時缺乏理論依據(jù)，主觀隨意性較大。保護管管徑選擇過小，會使電纜穿管困難、損傷電纜；保護管管徑選擇過大，會造成管材浪費。目前關(guān)于電力電纜管管徑的選擇方法主要有查表法，該方法是把常用的電纜規(guī)格及適用的保護管型號整理于一張表中，使用方便且簡單，但局限于表格數(shù)據(jù)，適用的范圍較小，且對多根電纜合穿1根管不適用。因而，本文根據(jù)規(guī)程要求分析出保護管管徑和電纜直徑的關(guān)系，形成電纜外徑、保護管規(guī)格數(shù)據(jù)庫，編制簡單實用的保護管選擇程序；整理出變電站典型設(shè)備電力電纜管使用規(guī)格和數(shù)量，方便工程設(shè)計時查詢使用。

1 電力電纜管敷設(shè)要求

根據(jù)GB 50168—2006《電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規(guī)范》中條款5.3.1[1]，在下列地點，電纜應(yīng)有一定機械強度的保護管或加裝保護罩：

1）電纜進入建筑物、隧道，穿過樓板及墻壁處；

2）從溝道引至電桿、設(shè)備、墻外表面或屋內(nèi)行人容易接近處，距地面高度2 m以下的一段；

3）可能有載重設(shè)備移經(jīng)電纜上面的區(qū)段；

4）管的內(nèi)徑，不宜小于電纜外徑或多根電纜包絡(luò)外徑的1.5倍。排管的管孔內(nèi)徑，不宜小于75 mm。

4）其他可能受到機械損傷的地方。

保護管選擇程序使用MS Excel進行開發(fā)。保護管和電纜的相關(guān)數(shù)據(jù)通過Excel表格導(dǎo)入，并利用相關(guān)的宏調(diào)用實現(xiàn)保護管的選擇。保護管選擇程序主要涉及如下幾個表模塊。

5）保護管內(nèi)徑選擇公式：

2 管徑與電纜直徑的關(guān)系分析

三根同規(guī)格電纜同管三角形敷設(shè)時電纜的包絡(luò)外徑與電纜外徑的關(guān)系的示意圖見圖1。假設(shè)電纜外徑為R，電纜根數(shù)為n，電纜包絡(luò)外徑為Rb，保護管內(nèi)徑為Rn，則根據(jù)規(guī)程要求

圖1 三根電纜包絡(luò)內(nèi)徑與電纜外徑示意圖

1）電纜規(guī)格表：電纜型號、平均外徑。

2）防火或機械性要求高的場所，宜采用鋼質(zhì)管。并應(yīng)采取涂漆或鍍鋅包塑等適合環(huán)境耐久要求的防腐處理。

4）電纜選擇表：安裝單位、電纜型號、電纜外徑、每管1根電纜時的保護管選擇、每管合穿多根電纜時的保護管選擇。

3 變電站電力電纜管的選擇方法和內(nèi)徑估算

表1 電纜根數(shù)、包絡(luò)外徑系數(shù)、電力電纜管內(nèi)徑系數(shù)表

根據(jù)GB 50217—2006《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》中條款5.4，對保護管管材和管徑的主要要求如下：

1）根據(jù)規(guī)程規(guī)定的地點選擇保護管敷設(shè)方式，合理選擇管材，優(yōu)先選擇鍍鋅鋼管。

2）選擇電力電纜管時應(yīng)核實接線盒、機構(gòu)箱等預(yù)留的電纜孔尺寸，所選擇的保護管應(yīng)能穿入電纜孔內(nèi)，此時應(yīng)將保護管的外徑作為比較參數(shù)。

3）每管宜只穿1根電纜，如保護管敷設(shè)條件限制，采用每管合穿不多于3根電力電纜或多根控制電纜的方式。

4）為方便繪圖、統(tǒng)計及購買保護管，盡量減少保護管的規(guī)格，至同一設(shè)備的多根保護管可按Zui大保護管的管徑選擇。

3）每管宜只穿1根電纜。除發(fā)電廠、變電所等重要性場所外，對一臺電動機所有回路或同一設(shè)備的低壓電機所有回路，可在每管合穿不多于3根電力電纜或多根控制電纜。

4 保護管選擇程序的實現(xiàn)與應(yīng)用

4.1 保護管選擇程序的實現(xiàn)

1）需采用穿管抑制對控制電纜的電氣干擾時，應(yīng)采用鋼管。

取包絡(luò)外徑系數(shù)α=Rb/R，電力電纜管內(nèi)徑系數(shù)K1=Rn/Rb，分別取 n=1，2，…，6，則電纜根數(shù)、包絡(luò)外徑系數(shù)、電力電纜管內(nèi)徑系數(shù)見表1。

由于電纜隧道所通過的地層主要為砂層，部分區(qū)段穿越粉質(zhì)黏土地層，同時，考慮到注漿地層應(yīng)保持后期強度，并兼顧經(jīng)濟性因素等，設(shè)計中注漿材料考慮采用水泥-水玻璃雙漿液。根據(jù)相關(guān)工程經(jīng)驗，在本工程中可采用32.5級普通硅酸鹽水泥，水灰比為1∶1，水玻璃濃度25～35°Be，水泥漿:水玻璃漿約為1∶0.8～1∶1。

2）保護管規(guī)格表：保護管材質(zhì)、保護管內(nèi)徑、保護管外徑。

3）保護管內(nèi)徑系數(shù)表：電纜根數(shù)、內(nèi)徑系數(shù)。

對于n≤6，通過幾何學(xué)分析，參考圖1的示意，不難得出R、Rb的關(guān)系為如下：

在建立好相關(guān)基本數(shù)據(jù)表格后，按照圖2所示流程就可以實現(xiàn)保護管內(nèi)徑選擇，并給出電力電纜管使用規(guī)格和數(shù)量，極大地減小了手動輸入操作的工作量，有效避免了人為輸入錯誤，提高了工作效率。

圖2 保護管選擇程序運行流程

4.2 工程應(yīng)用

針對某110kV變電站，用該程序計算110kVAIS電氣設(shè)備低壓電纜的保護管選擇情況，如表2所示。

表2 110kVAIS電氣設(shè)備低壓電力電纜管選擇情況表mm

根據(jù)規(guī)程要求，表2中保護管材料均選擇鍍鋅鋼管。為減少保護管規(guī)格，方便繪圖、統(tǒng)計及購買保護管，每管穿1根電纜時，至110 kV電流互感器、斷路器、隔離開關(guān)電動機構(gòu)、電壓互感器的保護管的規(guī)格可全部選用Φ50鍍鋅鋼管，特殊情況下需要每管合穿多根電纜時，至110 kV斷路器、隔離開關(guān)電動機構(gòu)可選用Φ100鍍鋅鋼管。

5 結(jié)論

福通管業(yè)認為本項目針對電力電纜管徑選擇存在的問題，結(jié)合相關(guān)標準規(guī)程以及MS Excel開發(fā)了一款電力電纜管管徑自動選擇的小程序，在多項工程中得到應(yīng)用，較好地解決了實際問題。通過本課題的研究取得以下成果：

1）根據(jù)規(guī)程要求確定了保護管管徑和電纜直徑的關(guān)系，形成電纜外徑、保護管規(guī)格數(shù)據(jù)庫，編制簡單實用的保護管選擇程序。

2）整理出變電站典型設(shè)備電力電纜管使用規(guī)格和數(shù)量，方便工程設(shè)計時查詢使用。

原文地址：https://www.hnfutong.com/newsDetail/72.html