大截面多芯預分支電纜的結構和吊具承力設計

匡松文， 張利軍， 王 玥

(衡陽恒飛電纜有限責任公司，湖南衡陽421008)

0 引言

隨著城市建設的發(fā)展，高層建筑越來越多，多芯預分支電纜的應用越來越廣泛，而且主線和支線規(guī)格呈現(xiàn)大截面趨勢。預分支電纜具有絕緣性能優(yōu)越、可靠性高、供電安全、適用范圍廣，不受施工現(xiàn)場的空間、環(huán)境條件限制等特點，逐漸取代了傳統(tǒng)的母線槽接線方式。我公司成功中標成都萬科樓盤等項目，積累了一些制造大截面多芯預分支電纜的經(jīng)驗。本文主要介紹大截面多芯預分支電纜的結構和吊具承受力設計。

1 多芯預分支電纜的特點

預分支電纜是在工廠預先制造的主電纜上連接分支電纜而組成，預分支電纜的主電纜和分支電纜的截面和長度是根據(jù)用戶的設計要求而決定的。目前預分支電纜有單芯預分支電纜和多芯預分支電纜。本文介紹的大截面多芯預分支電纜的主線與分支線都是多芯電纜，被廣泛應用于高層建筑、住宅樓、商廈、賓館等電氣豎井內(nèi)垂直供電，也適用于隧道、機場、橋梁和公路等供電系統(tǒng)。與單芯預分支電纜相比，多芯預分支電纜體積大、設計制作復雜、安裝較為便利。

2 電纜結構及吊具承力的設計

2.1 注塑模具的設計

大截面預分支電纜要保證其密封性能，對于注塑模具的選擇就十分關鍵。

由于電纜規(guī)格較多，外徑相差較大，預制分支電纜注塑模具為了保證注塑時型腔內(nèi)具有一定的注塑壓力，因此要求模具與電纜的結構尺寸很好地配合。如果電纜外徑過大，壓力無法得到保證，就會造成注塑表面不光滑或斷面有氣孔。對于大截面多芯預分支電纜注塑模具型腔設計應考慮以下兩點:

(1)注塑模腔的長度。制作接頭時多芯預分支電纜主線與支線應錯位壓接，否則接頭在同一位置時極易引起短路，而且同一位置接頭后電纜外徑特別大，注塑的預分支電纜不美觀。綜合考慮其縱向錯位在60 mm左右，模腔的長度至少不能短于電纜的芯數(shù)與縱向錯位距離的乘積。以5芯電纜為例，注塑區(qū)域內(nèi)的模腔長度應不短于300 mm;如果再考慮到主電纜的安全阻水距離，一般注塑模腔實際長度應不短于500 mm。

(2)注塑分支體的一次注塑量。一次注塑量應小于注塑機最大注入量的80%，否則會出現(xiàn)一次注塑不滿型腔，進而影響電纜外觀質量和內(nèi)在的致密性。對于大截面預分支電纜的注塑機應選用6000 g注塑容量。

以YFD-YJV 4×240+1×120/4×95+1×50多芯預分支電纜為例，主電纜外徑為62 mm，分支線外徑為41 mm。依照我公司的設計，選用模腔長度600 mm，最大外徑為115 mm的注塑模具，連接體需注塑料約6000 g，注塑機實際注塑量為8000 g，理論注塑容量為6000 cm3。這樣的分支連接體經(jīng)一次注塑后，生產(chǎn)出的連接體表面光滑平整，其斷面無氣孔。

2.2 阻水結構的設計

多芯分支接頭部位主線與支線縱橫交錯，相互影響。注塑后注塑體與電纜本體如粘結不牢，極易在電纜成盤彎曲后出現(xiàn)縫隙，電纜到工地露天存放時雨水或潮氣會沿著縫隙進入絕緣線芯，降低了絕緣的電氣強度。這樣盡管出廠檢測線芯的絕緣電阻是合格的，但在分支部位雨水進去之后，極易出現(xiàn)電纜安裝后絕緣電阻不合格而不能驗收使用，需要重新返工。因此阻水結構的設計對電纜的品質有至關重要的作用。

為增強分支連接體的阻水性能，注塑前在分支電纜的主電纜兩端、分支線端離卡模約30 mm處的兩端頭分別重疊纏繞5～8層耐高溫阻水帶，阻水帶區(qū)域不能低于50 mm，見圖1。當水分或潮氣沿著電纜縫隙處縱向進入時，阻水粉吸收膨脹，阻止了水分進一步擴散。有了阻水結構層，注塑后的分支體出模后可以直接放在水槽中冷卻，冷卻速度加快，提高了生產(chǎn)效率。

圖1 預分支電纜多分支連接體

2.3 吊具承力件的設計

與單芯預分支電纜相比，多芯預分支電纜主線與支線截面較大，重量較重，施工時阻力相對較大，對吊具承力的設計顯得尤為重要。因為經(jīng)常有用戶反映電纜在安裝過程中發(fā)生吊頭脫落，輕者傷及電纜，重者會危及人身及財產(chǎn)安全，因此對吊具的承力需通過設計計算選擇網(wǎng)套規(guī)格及長度。多芯電纜的吊頭一般為不銹鋼絞網(wǎng)套，其承力主要是通過網(wǎng)套與電纜收緊后的摩擦力來實現(xiàn)，按照JB/T 10636—2006中7.10的要求，設計力值不能低于電纜(主/支線)總重量的2倍。預分支電纜的長度越長、重量越重，對網(wǎng)套的選取除了依據(jù)附件廠家提供的資料作參考之外，還需對網(wǎng)套采取加長特殊設計，如普通的網(wǎng)套為1 m，特殊的可加長到2 m。

根據(jù)GB 50168—2008《電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規(guī)范》，網(wǎng)套承受力值T和側壓力P的計算公式為:

式中:T為牽引承受力值(N);μ為摩擦系數(shù);W為主電纜單位長度重量(kg/m);L為主電纜長度(m);P為側壓力;θ為轉換角度(垂直為 90°，水平為180°);R為電纜最小彎曲半徑。

怎樣實現(xiàn)吊頭承力大于兩倍電纜重量?筆者經(jīng)多年的實踐摸索，總結出一套方法:所有分支頭制作完成成盤后，吊頭露在外面最后制作，在主電纜制作吊頭的一側均分四股剝開護套，長度大約為100～150 mm，剝開護套時切口應避免傷及絕緣和導體。將主電纜端頭絕緣線芯打開，在絕緣線芯端面用自粘絕緣膠布繞包數(shù)層。待端面絕緣處理完成后，將已剝開的護套收攏，并用絕緣膠布纏繞3～5層后，選用合適的網(wǎng)套，安裝時需將電纜端頭完全裝進網(wǎng)套內(nèi)并將網(wǎng)套拉直，在網(wǎng)套的末端應使用不少于兩個喉箍固定并用絕緣膠布包扎。目的是提高側壓力，增大摩擦系數(shù)，并且使電纜的導體、絕緣和護套一起受力，防止尾端電纜外護套拉斷使吊頭脫落，見圖2。

圖2 預分支電纜多分支吊頭

2.4 產(chǎn)品的主要性能

試制的預分支電纜的型號規(guī)格為YFD-YJV 4×240+1×120/4×95+1×50，樣品長 120 m。按JG/T 147—2002標準檢測合格，達到用戶的要求。性能指標和產(chǎn)品測試結果見表1。

3 制作過程中的注意事項

(1)錯位壓接

預分支電纜如果不采取相鄰線芯之間錯位壓接，那么在電纜安裝過程中可能因絕緣線芯發(fā)生位移，造成內(nèi)部繞包絕緣層擦破而發(fā)生短路，因此多芯預分支電纜制作時縱向和橫向應隔開安全距離。

表1 電纜成品試驗結果

(2)C形線夾壓接

多芯預分支電纜主線與支線電纜的連接部件是C形線夾，C形線夾規(guī)格的選擇應與電纜導體截面及外徑相適應。如果C形線夾選大了，將造成連接不到位，支線電纜極易脫落;如果C形線夾選小了，主電纜和支線電纜的連接處受壓變形大，線夾的表面極易出現(xiàn)毛刺、龜裂、翹邊、搭接不良等缺陷。C形夾壓接后應對其表面用拋光機進行打磨處理，以避免毛刺引發(fā)尖端放電。

(3)接頭絕緣表面處理

通常多芯預分支電纜接頭處應纏繞絕緣膠布，以提高絕緣的耐壓水平。我們對接頭處采用輻照型熱收縮絕緣帶纏繞數(shù)層后，再高溫熔融，使得絕緣繞包層起到防止導體進水和絕緣的雙重作用。

4 結束語

多芯預分支電纜作為一種新型建筑配電電纜，其應用前景十分廣闊。我公司經(jīng)過近幾年生產(chǎn)經(jīng)驗的積累，很好地解決了多芯預分支電纜的氣密性、電氣安全性、吊具承力設計等方面的難點，產(chǎn)品質量穩(wěn)定可靠。

［1］JG/T 147—2002 額定電壓0.6/1kV銅芯塑料絕緣預制分支電力電纜［S］.

［2］JB/T 10636—2006 額定電壓0.6/1kV(Um=1.2 kV)銅芯塑料絕緣預制分支電力電纜［S］.

［3］GB/T 12706—2008 額定電壓1 kV(Um=1.2 kV)到35 kV(Um=40.5 kV)擠包絕緣電力電纜及附件［S］.

［4］王建民.預制分支電纜制造和敷設［J］.電線電纜，2005(4):23-25.

［5］宋桂琴.預制分支電纜制造中若干問題的分析及解決的方法［J］.電線電纜，2008(4):42-43.