二、任务资讯

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(一)电缆的基本知识

1.电缆的种类及基本结构

电缆种类很多,在输配电系统中,最常用的电缆是电力电缆和控制电缆。

电力电缆是用来输送和分配大功率电能的,按其所采用的绝缘材料可分为纸绝缘、聚氯乙烯绝缘、聚乙烯绝缘、交联聚乙烯绝缘和橡皮绝缘电力电缆。

控制电缆是在变电所二次回路中使用的低压电缆。运行电压一般在交流500V或直流1000V以下,芯数从4芯~48芯。控制电缆的绝缘层材料及规格型号的表示与电力电缆相同。

电缆的基本结构都是由导电线芯、绝缘层及保护层三个主要部分组成。其结构图如图5-1所示。线芯用来输送电流,有单芯、双芯、三芯、四芯和五芯之分。芯线的形状有圆形、半圆形、椭圆形和扇形。芯线的材质有铜和铝两种。绝缘层是将导电线芯与相邻导体以及保护层隔离,用来抵抗电力、电流、电压、电场等对外界的作用,保证电流沿线芯方向传输。绝缘层材料通常采用纸、橡皮、聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯等。保护层是为使电缆适应各种外界环境而在绝缘层外面所加的保护覆盖层,保护电缆在敷设和使用过程中免遭外界破坏。保护层分为内护层和外护层两部分。内护层所用材料有铝套、铅套、橡套、聚氯乙烯护套和聚乙烯护套等。外护套是用来保护内护套的,包括铠装层和外护层。

图5-1 电缆结构图

1—缆芯;2—绝缘层;3—内护层;4—铠装层;5—外护层

2. 电缆的型号及名称

我国电缆的型号采用汉语拼音字母表示,有外护层时在字母后加上两个阿拉伯数字。常用的电缆型号中汉语拼音字母的含义及排列次序见表5-4。

表5-4 常用的电缆型号中汉语拼音字母的含义及排列次序

电缆外护层代号的含义见表5-5。

表5-5 电缆外护层代号的含义

电缆外护层代号新旧对照见表5-6。

表5-6 电缆外护层代号新旧对照表

根据电缆的型号,就可以读出该种电缆的名称。例如,ZQ21—3×50—10—300,表示铜芯、纸绝缘、铅包、双钢带铠装、纤维外护层(如油麻)、三芯、50mm2、电压为10kV、长度为300m的电力电缆。YJLV22—3×120—10—250,表示铝芯、交联聚乙烯绝缘、聚乙烯内护套、双钢带铠装、聚氯乙烯外护套、三芯120mm2、电压10kV、长度250m的电力电缆。VV22-(3×95+1×50),表示铜芯、聚氯乙烯内护套、双钢带铠装、聚氯乙烯外护套、三芯95mm2、一芯50mm2的电力电缆。

在实际建筑工程中,一般优先选用交联聚乙烯电缆。直埋电缆必须选用铠装电缆。

(二)施工基本要求

(1)电缆敷设前应按下列要求进行检查:

1)直埋电缆沟深度、宽度、弯曲半径等符合设计和规程的要求。电缆通道畅通,排水良好。金属部分的防腐层完整。

2)电缆型号、电压、规格应符合设计要求。

3)电缆外观应无损伤,当对电缆的外观和密封状态有怀疑时,应进行潮湿判断;直埋电缆应试验合格。外护套有导电层的电缆,应进行外护套绝缘电阻试验合格。

4)充油电缆的油压不宜低于0.15MPa;供油阀门应在开启位置,动作应灵活;压力表指示应无异常;所有管接头应无渗漏油;油样应试验合格。

5)电缆放线架应放置稳妥,钢轴的强度和长度应与电缆盘重量和宽度相配合,敷设电缆的机具应检查并调试正常,电缆盘应有可靠的制动措施。

6)敷设前应按设计和实际路径计算每根电缆的长度,合理安排每盘电缆,减少电缆接头。中间接头位置应避免设置在交叉路口、建筑物门口、与其他管线交叉处或通道狭窄处。

7)在带电区域内敷设电缆,应有可靠的安全措施。

8)采用机械敷设电缆时,牵引机和导向机应调试完好。

(2)电缆敷设时,不应损坏电缆沟、隧道、电缆井和人井的防水层。

(3)三相四线制系统中应采用四芯电力电缆,不应采用三芯电缆另加一根单芯电缆或以导线、电缆金属护套作中性线。

(4)并联使用的电力电缆的长度、型号、规格应相同。

(5)电力电缆在终端头与接头附近宜留有备用长度。

(6)电缆各支持点之间的距离应符合设计规定。当设计无规定时,不应大于表5-7中所列的数值。

表5-7电缆各支持点之间的距离 mm

(7)电缆的最小允许弯曲半径应符合表2-4的规定。

(8)性油浸纸绝缘电缆最高点与最低点之间的最大位差,不应超过表5-8的规定;当不能满足要求时,应采用适应高位差的电缆。

表5-8 黏性油浸纸绝缘铅包电力电缆的最大允许敷设位差

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(9)电缆敷设时,电缆应从盘的上端引出,不应使电缆在支架上及地面摩擦拖拉。电缆上不得有铠装压扁、电缆绞拧、护层折裂等未消除的机械损伤。

(10)用机械敷设电缆时的最大牵引强度宜符合表5-9的规定,充油电缆总拉力不应超过27kN。

表5-9 电缆最大牵引强度 N/mm2

(11)机械敷设电缆的速度不宜超过15m/min,110kV及以上电缆或在较复杂路径上敷设时,其速度应适当放慢。

(12)在使用机械敷设大截面电缆时,应在施工措施中确定敷设方法、线盘架设位置、电缆牵引方向,校核牵引力和侧压力,配备敷设人员和机具。

(13)机械敷设电缆时,应在牵引头或钢丝网套与牵引钢缆之间装设防捻器。

(14)110kV及以上电缆敷设时,转弯处的侧压力应符合制造厂的规定;无规定时,不应大于3kN/m。

(15)油浸纸绝缘电力电缆在切断后,应将端头立即铅封;塑料绝缘电缆应有可靠的防潮封端;充油电缆在切断后还应符合下列要求:

1)在任何情况下,充油电缆的任一段都应有压力油箱保持油压。

2)连接油管路时,应排除管内空气,并采用喷油连接。

3)充油电缆的切断处必须高于临近两侧的电缆。

4)切断电缆时不应有金属屑及污物进入电缆。

(16)敷设电缆时,电缆允许敷设最低温度,在敷设前24h内的平均温度,以及敷设现场的温度不应低于表5-10的规定;当温度低于表5-10的规定值时,应采取措施(若厂家有要求,按厂家要求执行)。

表5-10 电缆允许敷设最低温度

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(17)电力电缆接头的布置应符合下列要求:

1)并列敷设的电缆,其接头的位置宜相互错开。

2)电缆明敷时的接头,应用托板托置固定。

3)直埋电缆接头应有防止机械损伤的保护机构或外设保护盒,位于冻土层内的保护盒,盒内宜注入沥青。

(18)电缆敷设时应排列整齐,不宜交叉,加以固定并及时装设标志牌。

(19)标志牌的装设应符合下列要求:

1)生产厂房及变电站内应在电缆终端头、电缆接头处装设电缆标志牌。

2)城市电网电缆线路应在下列部位装设电缆标志牌:

①电缆终端及电缆接头处;

②电缆管两端,人孔及工作井处;

③电缆隧道内转弯处、电缆分支处直线段每隔50~100m。

3)标志牌上应注明线路编号。当无编号时,应写明电缆型号、规格及起讫地点;并联使用的电缆应有顺序号。标志牌的字迹应清晰,不易脱落。

4)标志牌规格宜统一。标志牌应能防腐,挂装应牢固。

(20)电缆进入电缆沟、隧道竖井建筑物盘(柜)以及穿入管子时,出入口应封闭,管口应封闭。

(21)装有避雷针的照明灯塔,电缆敷设时还应符合现行国家标准《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》(GB 50169)的有关规定。

(三)《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》(GB 50168—2006)项目要求

(1)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、腐蚀物质、虫鼠等危害的地段,应采取保护措施。

(2)电缆埋置深度符合下列要求:

1)电缆表面距地面的距离不应小于0.7m。穿越农田或在车行道下敷设时不应小于1m;在引入建筑物、与地下建筑物交叉及绕过地下建筑物处可浅埋,但应采取保护措施。

2)电缆应埋设于冻土层以下,当受条件限制时应采取防止电缆受到损坏的措施。

(3)电缆之间,电缆与其他管道、道路、建筑物等之间平行和交叉时的最小净距,应符合表5-11的规定。严禁将电缆平行敷设于管道的上方或下方。特殊情况应按下列规定执行:

表5-11 电缆之间,电缆与管道、道路、建筑物之间平行和交叉时的最小净距 m

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1)电力电缆间及其与控制电缆间或不同使用部门的电缆间,当电缆穿管或用隔板隔开时,平行净距可降低为0.1m。

2)电力电缆间、控制电缆间以及它们互相之间,不同使用部门的电缆间在交叉点前后1m范围内,当电缆穿入管中或用隔板隔开时,其交叉净距可降低为0.25m。

3)电缆与热管道(管沟)、油管道(管沟)、可燃气体及易燃液体管道(管沟)、热力设备或其他管道(沟)之间,虽净距能满足要求,但检修管路可能伤及电缆时,在交叉点前后1m范围内,尚应采取保护措施;当交叉净距不能满足要求时,应将电缆穿入管中,其净距可降低为0.25m。

4)电缆与热管道(管沟)及热力设备平行、交叉时,应采取隔热措施,使电缆周围土壤的温升不超过10℃。

5)当直流电缆与电气化铁路路轨平行、交叉其净距不能满足要求时,应采取防电化腐蚀措施。

6)直埋电缆穿越城市街道、公路、铁路,或穿过有载重车辆通过的大门,进入建筑物的墙角处,进入隧道、人井,或从地下引出到地面时,应将电缆敷设在满足强度要求的管道内,并将管口封堵好。

7)高电压等级的电缆宜敷设在低电压等级电缆的下面。

(4)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0.5m以上;伸出排水沟0.5m;在城市街道应伸出车道路面。

(5)直埋电缆的上、下部应铺以不小于100mm厚的软土砂层,并加盖保护板,其覆盖宽度应超过电缆两侧各50mm,保护板可采用混凝土盖板或砖块。软土或砂子中不应有石块或其他硬质杂物。

(6)直埋电缆在直线段每隔50~100m处、电缆接头处、转弯处、进入建筑物等处,应设置明显的方位标志或标桩(该条为强制性条文,必须严格执行)。

(7)直埋电缆回填土前,应经隐蔽工程验收合格并分层夯实。

(四)施工工艺流程

电缆直埋敷设是沿已选定的路线挖掘地沟,然后把电缆埋在沟内。一般电缆根数较少且敷设距离较长时,多采用此法。

将电缆直埋在地下,不需要其他结构设施,具有施工简单、造价低廉、节省材料等优点。但存在挖掘土方量大和电缆可能受土中酸、碱物质的腐蚀等缺点。

电缆直埋敷设施工工艺流程如图5-2所示。

图5-2 电缆直埋施工工艺流程

1.开挖电缆沟

按图纸用白灰在地面上画出电缆行进的路线和沟的宽度。电缆沟的宽度取决于电缆的数量,如数条电力电缆或与控制电缆在同一沟内,则应考虑散热等因素。电缆沟的形状基本上是一个梯形,对于一般土质,沟顶应比沟底宽200mm。电缆沟深度一般要求不小于800mm,以保证电缆表面距地面的距离不小于700mm。当遇到障碍物或在冻土层以下及电缆沟的转角处,要挖成圆弧形,以保证电缆的弯曲半径。电缆接头的两端以及引入建筑和引上电杆处,须挖出备用电缆的预留坑。

2.预埋保护管

当电缆与铁路、公路交叉,电缆进建筑物隧道,穿过楼板与墙壁以及其他可能受到机械损伤的地方,应埋设电缆保护管,然后将电缆穿在管内。这样能防止电缆受机械损伤,而且也便于检查时电缆的拆换。电缆与铁路、公路交叉时,其保护管顶面距轨道底或公路面的深度小于1m,管的长度除满足路面宽度外,还应两边各伸出1m,如图5-3所示。

保护管可采用钢管或水泥管等。管的内径应不小于电缆直径的1.5倍。管道内部应无积水且无杂物堵塞。如果采用钢管,应在埋设前将管口加工成喇叭形,在电缆穿管时,可以防止管口割伤电缆。

电缆穿管时,应符合下列规定:①每根电力电缆应单独穿入一根管内,但交流单芯电力电缆不得单独穿入钢管内;②裸铠装控制电缆不得与其他外护电缆穿入同一根管内;③敷设在混凝土管、陶土管、石棉水泥管的电缆,可使用塑料护套电缆。

3.埋设隔热层

当电缆与热力管道交叉或接近时,其最小允许距离为平行敷设2m,交叉敷设0.5m。如果不能满足这个数值的要求时,应在接近段或交叉前后1m范围内做隔热处理。在任何情况下,不能将电缆平行敷设在热力管道的上面或下面。

图5-3 电缆与铁路、公路交叉敷设的做法

(a)电缆与铁路交叉;(b)电缆与公路交叉

1—电缆;2—排水沟;3—保护管;4—保护板;5—砂或软土

4.敷设电缆

首先,将运到现场的电缆进行核算,弄清楚每盘电缆的长度,确定中间接头的地方。按线路的具体情况,配置电缆长度,避免浪费。核算时,应注意不要把电缆接头放在道路交叉处,建筑物的大门口以及其他管道交叉的地方,如在同一条电缆沟内有数条电缆并列敷设时,电缆接头的位置应互相错开,使电缆接头保持2m以上的距离,以便日后检修。

电缆敷设常用的方法有两种,即人工敷设和机械牵引敷设。无论采用何种方法,都要先将电缆盘稳固地架设在放线架上,使它能自由地活动,然后从盘的上端引出电缆,逐渐松开放在滚轮上,用人工或机械向前牵引,如图5-4所示。在施放过程中,电缆盘的两侧应由专人协助转动,并备有适当的工具,以便随时刹住电缆盘。电缆放在沟底,不要拉得很直,应使电缆长度比沟长0.5%~1%,这样可以防止电缆在冬季使用时,不致因冷缩导致长度变短而受过大的拉力。

图5-4 电缆用滚轮敷设

电缆的上、下须铺以不小于100mm厚的细砂,再在上面铺盖一层砖或水泥预制盖板,其覆盖宽度应超过电缆两侧各50mm,以便将来挖土时,使电缆不受机械损伤。电缆直埋敷设如图5-5所示。

5.回填土

电缆敷设完毕,应请建设单位、监理单位及施工单位的质量检查部门共同进行隐蔽工程验收,验收合格后方可覆盖、填土。填土时应分层夯实,覆土要高出地面150~200mm,以备松土沉陷。

图5-5 10kV及以下电缆直埋敷设示意图

6.埋标桩

直埋电缆在直线段每隔50~100m处、电缆的拐弯、接头、交叉、进出建筑物等地段应设标桩,标桩露出地面以150mm为宜。