电缆保护管的性能与应用

随着电力事业的不断发展，电缆在县城电网建设和改造中得到大规模推广。电缆线路的敷设通常有三种方法：一是直埋敷设，二是电缆隧道敷设，三是穿管敷设。直埋敷设的特点是散热好，施工简便，投资少，但检修不方便，易腐蚀和发生外界机械损伤；电缆隧道敷设虽然方便，但占用地下空间大、造价高；而采用穿管线敷设，施工简单，投资省，检修方便，可提前预埋，可避免地下其它管线对电缆本身的影响。电缆保护管在电网建设和改造工程中的使用量与日俱增，但电缆保护管种类很多，性能各异，因此电缆保护管的选择较为重要。

    1 电缆保护管的种类

    电缆保护管的种类主要有这样几类：有机高分子材料电缆保护管，如碳素波纹管，PVC管等。金属材料类电缆保护管，如涂塑钢管、镀锌钢管等。树脂基纤维增强复合材料类电缆保护管，如玻璃钢管等。水泥基纤维增强复合材料类电缆保护管，如低磨擦纤维水泥管、维纶水泥管等。
    1.1 碳素波纹管
    碳素波纹管是以高密度聚乙烯和改性碳素为主要材料，采用撤出成型工艺生产的螺纹管材，具有较好的强度和耐老化、可弯曲、无接缝、防水性好等特点，与聚乙烯其它管材相比，有较好的强度和耐老化、耐腐蚀性能，有较小的密度，一般小于1.0 g/cm3。
    由于重量较轻且有波纹状结构。使碳素波纹管可以做成任意长度，在两工作井之间能做到无接缝，有良好的防水性能。
    碳素波纹管具有较高的热膨胀系数，一般是混凝土膨胀系数的10倍左右，按100 m计算，当管内温度升高40 ℃时，自由状态的碳素波纹管可伸长0.00015×100×40 = 0.6 m。碳素波纹管的热变形温度一般在60～80℃，耐热温度较低，在较高的工作温度条件下承压荷载低，容易老化。碳素波纹管的氧指数较低，对电缆的防水不利。另外，碳素波纹管的热阻系数较高，电缆运行时产生的热量不容易散发出去，对提高电缆的载流量不利。
    1.2 PVC管
    PVC管是以聚氯乙烯为主要原料，并填加各种不同的填料改性而成的挤出成型管材，从管材结构上分为双壁波纹及普通管。PVC管外观光滑，内壁磨擦系数小，穿管敷设时不损伤电缆，并具有重量轻、强度高、便于运输、投资省、施工方便，应用行业广等特点。
    PVC管的热变形温度在75～85 ℃，其耐热性能随填料的增加而提高，但却可以缓慢燃烧，防火性能差。PVC管的线膨胀系数为0.00008 K-1，包封混凝土的热阻系数较高，电缆运行时产生的热量不容易散发出去，对提高电缆的载流量不利。
    1.3 涂塑钢管
    涂塑钢管是由普通钢管涂塑制成的新型管材，具有钢管所具备的优良机械性能和良好的耐热、防火和散热性能，克服了钢管不耐腐蚀的缺点。涂塑钢管造价较高，比较适合浅土过路埋设、超重荷载等特殊要求的情况下使用。涂塑钢管同钢管一样不能用作单芯电缆的穿管。
    1.4 玻璃钢管
    玻璃钢管是以中碱纤维无捻粗纱布和不饱和聚酯树脂为主要成分组成的有机化合物，通过缠绕在芯模上层叠成所需厚度，固化后脱模而得到的制品。具有强度高、耐腐蚀、耐老化的特点，以及绝缘性能好、遇火不燃烧、耐热性好、使用寿命长等优点。管子的内壁光滑，穿缆时不会刮伤电缆，本体重量较轻，安装施工简捷方便，一人即可搬动，能大大缩短施工周期，降低安装造价。另外，管子还具有一定的耐水性，可以在潮湿或长期在水中敷设。而普通的无机复合材料不耐水，只能在干燥条件下敷设。
    玻璃钢管的性能取决于使用的原材料，如果原材料选择合适，高质量的玻璃纤维电缆管具有有机材料和无机材料的一切优点，如果原材料选择不合适，采用高碱玻璃纤维则同时具有有机材料和无机材料的一切缺点，化学性能和力学稳定性极差，老化速度非常快，用于电缆敷设，将给工程质量留下极大隐患。
    1.5 低磨擦纤维水泥管
    低磨擦纤维水泥管采用无机水硬性水泥材料为基材，用抄取工艺加压卷制，并在管子内壁表面涂覆一层薄膜层而成的一种保护管。它是一种耐热、防火材料。该产品在温度300 ℃下结构不破坏，不存在软化、收缩、变形方面的情况，具有良好的散热性、耐腐蚀性和耐久性，其散热效果接近于直埋地下的散热效果。由于管子的主要成分是水泥，水泥水化后同纤维形成坚硬的水泥石，埋在地下地壤中散热效果好，不受自然风化的侵蚀，适用于酸、碱、盐、有机物等各类环境中敷设。管子具有较高的强度和较低的价格，适用于包封、直埋、过路等多种施工方式，施工比较简单、方便。低磨擦纤维水泥管具有较好的刚性，管子间的连接方便，敷设的管路平直，内壁磨擦系数小，有利于电缆穿管通畅并免受外力的破坏。
    由于低磨擦纤维水泥管是一种刚性材料，抗张强度明显低于抗压强度，且重量较重，运输装卸不方便。

    2 电缆保护管的性能参数

    各类电缆保护管的主要性能见表1所示。


    3 结束语

    电缆保护管目前有碳素波纹管、Pvc管、涂塑钢管、玻璃钢管和低磨擦纤维水泥管等，选用时可根据产品的技术性能指标和实际使用条件进行选择。电缆保护管有钢筋混凝土包封、纯混凝土包封和直埋等多种使用方法，直埋使用时应充分考虑埋地深度和产品外压荷载这两个参数之间的相关性，做到既经济又可靠。