2.22敷设施工时,作用在电缆上有哪几种机械力?
敷设施工时,作用在电缆的机械力有三种:牵引力、侧压力和扭力。这三种机械力,都不得超过所允许的数值,否则电缆可能会受到损伤,这是电缆敷设质量控制的一个重要内容。
(1)牵引力。牵引力是数设施工时为克服摩擦阻力,作用在电缆被牵引方向的拉力。当电缆端部安装上牵引端时,牵引力主要作用在金属导体上,部分牵引力作用在金属护套和铠装上。但垂直方向敷设的电缆(如竖井电缆和水底电缆),其牵引力主要作用在铠装上。
电缆导体的允许牵引应力,一般取导体材料抗拉强度的1/4左右,铜导体允许牵引应力为70MPa,铝导体允许牵引应力为40MPa。
用钢丝网套牵引塑料电缆,如无金属护套,则牵引力作用在塑料护套和绝缘层上。塑料护套最大允许牵引应力为7MPa。
(2)侧压力。作用在电缆上与其导体呈垂直方向的压力,称为侧压力。侧压力主要发生在牵引电缆时的弯曲部分,如电缆线路在转角处的滚轮、弧形滑槽或敷设水底电缆用的入水槽等处。侧压力p的大小,与牵引力T成正比,与弯曲半径R成反比。经圆弧形滑槽的计算式。控制侧压力的重要性在于,一是避免电缆外护层遭受损伤,二是避免电缆在转弯处被压扁。自容式充油电缆当受到过大的侧压力时,还会导致油道永久变形。
允许侧压力的数值与电缆结构有关。油纸绝缘电缆的允许侧压力为7kN/m。有塑料外护套的电缆,为避免外护套在转弯遭受刮伤,其允许侧压力规定为3kN/m。
(3)扭力。扭力是受扭转应力作用、对电缆产生的一种旋转机械力。作用在电缆上的扭力,如果超过一定限度,可能造成电缆绝缘与护层的损伤,有时积聚在电缆上的扭力,还会使电缆打成“小圈”。电缆所受的扭力,有以下两种情况:
1)用钢丝绳牵引电缆,在达到一定拉力时,钢丝绳会出现退扭。钢丝绳的退扭力作用在电缆上使其产生扭力。为了及时消除这种扭力,在电缆牵引头前需加装一个如图2-17所示的防捻器,防捻器的一侧,当受到扭转力矩时可以转动,从而消除钢丝绳或电缆的扭转应力。
2)海底电缆在工厂装船时,电缆从直线状态转变为圈形状态,对电缆产生旋转机械力。在敷设施工时,从圈形状态转变为直线状态时释放储存的扭转力,产生另一种旋转机械力,即退扭力。为了控制作用在电缆上的扭力使其在允许范围之内,必须做到:在呈圈形装船时,圈形周长单位长度扭转角应不大于25°/m敷设施工时,在船上应安装退扭架,其高度应不小于圈形内圈周长或者外圈直径。(以上内容节选自《电力电缆安装运行技术问答》)
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