发布时间：2020-01-02 11:54:54
穿保护管敷设是变电站常用的电缆敷设方式，电缆保护管管径的合理选择，对电缆施工、运行维护的便利性具有重要意义
引言
电缆穿保护管敷设方式具有维护更换方便、散热作用好、防止电缆受损、阻止火灾蔓延等优点，因此在变电站中普遍采用电力电缆管敷设方式。目前在设计过程中选择电力电缆管管径时缺乏理论依据，主观随意性较大。保护管管径选择过小，会使电缆穿管困难、损伤电缆；保护管管径选择过大，会造成管材浪费。目前关于电力电缆管管径的选择方法主要有查表法，该方法是把常用的电缆规格及适用的保护管型号整理于一张表中，使用方便且简单，但局限于表格数据，适用的范围较小，且对多根电缆合穿1根管不适用。因而，本文根据规程要求分析出保护管管径和电缆直径的关系，形成电缆外径、保护管规格数据库，编制简单实用的保护管选择程序；整理出变电站典型设备电力电缆管使用规格和数量，方便工程设计时查询使用。
1 电力电缆管敷设要求
根据GB 50168—2006《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》中条款5.3.1[1]，在下列地点，电缆应有一定机械强度的保护管或加装保护罩：
1）电缆进入建筑物、隧道，穿过楼板及墙壁处；
2）从沟道引至电杆、设备、墙外表面或屋内行人容易接近处，距地面高度2 m以下的一段；
3）可能有载重设备移经电缆上面的区段；
4）管的内径，不宜小于电缆外径或多根电缆包络外径的1.5倍。排管的管孔内径，不宜小于75 mm。
4）其他可能受到机械损伤的地方。
保护管选择程序使用MS Excel进行开发。保护管和电缆的相关数据通过Excel表格导入，并利用相关的宏调用实现保护管的选择。保护管选择程序主要涉及如下几个表模块。
5）保护管内径选择公式：
2 管径与电缆直径的关系分析
三根同规格电缆同管三角形敷设时电缆的包络外径与电缆外径的关系的示意图见图1。假设电缆外径为R，电缆根数为n，电缆包络外径为Rb，保护管内径为Rn，则根据规程要求
图1 三根电缆包络内径与电缆外径示意图
1）电缆规格表：电缆型号、平均外径。
2）防火或机械性要求高的场所，宜采用钢质管。并应采取涂漆或镀锌包塑等适合环境耐久要求的防腐处理。
4）电缆选择表：安装单位、电缆型号、电缆外径、每管1根电缆时的保护管选择、每管合穿多根电缆时的保护管选择。
3 变电站电力电缆管的选择方法和内径估算
表1 电缆根数、包络外径系数、电力电缆管内径系数表
根据GB 50217—2006《电力工程电缆设计规范》中条款5.4，对保护管管材和管径的主要要求如下：
1）根据规程规定的地点选择保护管敷设方式，合理选择管材，优先选择镀锌钢管。
2）选择电力电缆管时应核实接线盒、机构箱等预留的电缆孔尺寸，所选择的保护管应能穿入电缆孔内，此时应将保护管的外径作为比较参数。
3）每管宜只穿1根电缆，如保护管敷设条件限制，采用每管合穿不多于3根电力电缆或多根控制电缆的方式。
4）为方便绘图、统计及购买保护管，尽量减少保护管的规格，至同一设备的多根保护管可按保护管的管径选择。
3）每管宜只穿1根电缆。除发电厂、变电所等重要性场所外，对一台电动机所有回路或同一设备的低压电机所有回路，可在每管合穿不多于3根电力电缆或多根控制电缆。
4 保护管选择程序的实现与应用
4.1 保护管选择程序的实现
1）需采用穿管抑制对控制电缆的电气干扰时，应采用钢管。
取包络外径系数α=Rb/R，电力电缆管内径系数K1=Rn/Rb，分别取 n=1，2，…，6，则电缆根数、包络外径系数、电力电缆管内径系数见表1。
由于电缆隧道所通过的地层主要为砂层，部分区段穿越粉质黏土地层，同时，考虑到注浆地层应保持后期强度，并兼顾经济性因素等，设计中注浆材料考虑采用水泥-水玻璃双浆液。根据相关工程经验，在本工程中可采用32.5级普通硅酸盐水泥，水灰比为1∶1，水玻璃浓度25～35°Be，水泥浆:水玻璃浆约为1∶0.8～1∶1。
2）保护管规格表：保护管材质、保护管内径、保护管外径。
3）保护管内径系数表：电缆根数、内径系数。
对于n≤6，通过几何学分析，参考图1的示意，不难得出R、Rb的关系为如下：
在建立好相关基本数据表格后，按照图2所示流程就可以实现保护管内径选择，并给出电力电缆管使用规格和数量，***减小了手动输入操作的工作量，有效避免了人为输入错误，提高了工作效率。
图2 保护管选择程序运行流程
4.2 工程应用
针对某110kV变电站，用该程序计算110kVAIS电气设备低压电缆的保护管选择情况，如表2所示。
表2 110kVAIS电气设备低压电力电缆管选择情况表mm
根据规程要求，表2中保护管材料均选择镀锌钢管。为减少保护管规格，方便绘图、统计及购买保护管，每管穿1根电缆时，至110 kV电流互感器、断路器、隔离开关电动机构、电压互感器的保护管的规格可全部选用Φ50镀锌钢管，特殊情况下需要每管合穿多根电缆时，至110 kV断路器、隔离开关电动机构可选用Φ100镀锌钢管。
5 结论
福通管业认为本项目针对电力电缆管径选择存在的问题，结合相关标准规程以及MS Excel开发了一款电力电缆管管径自动选择的小程序，在多项工程中得到应用，较好地解决了实际问题。通过本课题的研究取得以下成果：
1）根据规程要求确定了保护管管径和电缆直径的关系，形成电缆外径、保护管规格数据库，编制简单实用的保护管选择程序。
2）整理出变电站典型设备电力电缆管使用规格和数量，方便工程设计时查询使用。
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