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一種提高電纜載流量的管道填充介質(zhì)
摘 要 向管道內(nèi)灌注介質(zhì)可提高穿管敷設(shè)電纜線路載流量，根據(jù)這一研究，廣州電力工業(yè)局電纜管理所在其它單位的協(xié)助下，成功研制出一種滿足要求的介質(zhì)——SH凝膠體。該介質(zhì)具有初始粘度小，經(jīng)一段時間后粘度變大，堿度低，穩(wěn)定性好，泌水率小的特點。通過大電流試驗，說明管道內(nèi)填充SH凝膠體后，改善了電纜的散熱條件。我們對穿管敷設(shè)的電纜通過向管道內(nèi)灌注介質(zhì)以提高電纜線路載流量的可行性進行了廣泛的調(diào)查研究和計算論證，參閱了大量的國內(nèi)外有關(guān)資料，在中國科學(xué)院廣州研究所和廣東省灌漿工程技術(shù)研究開發(fā)中心的協(xié)助下，成功研制了滿足要求的介質(zhì)——SH凝膠體。
1 SH凝膠體的特性
SH凝膠體是利用膨潤土吸水膨脹和保水的特性，與水、砂、水泥及添加劑以一定質(zhì)量比，通過一定的配制工藝混合而成，其中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75.56%。
1.1 SH凝膠體的特性
粘度(旋轉(zhuǎn)粘度計測定，9 r／min，20 ℃)：起始粘度，4.338 Pa.s；7 d后粘度，270.564 Pa.s。堿度(按NaOH計)：1.56 g／100 g。密度：1.170 3 g／cm3。泌水率：不大于0.9%。體積膨脹變化：見表1。
1.2 SH凝膠體的優(yōu)點
SH凝膠體有如下優(yōu)點：
a)初始粘度小，易于灌注，使用建筑灌漿機可實現(xiàn)長距離管道的充分填充；
表1 SH凝膠體的體積膨脹變化
溫度／℃ 比體積／cm3.g－1 溫度／℃ 比體積／cm3.g－1
5
10
15
20
25
35
40
45 0.850 8
0.851 6
0.852 5
0.853 5
0.854 5
0.856 7
0.857 9
0.859 1 50
55
65
70
75
80
85
— 0.860 5
0.861 9
0.863 6
0.865 3
0.867 4
0.872 6
0.875 2
—
b)經(jīng)一段時間后，凝膠體粘度變大(約為初始粘度的8倍)，使之不會從管道的縫隙流失；
c)堿度低；
d)隨溫度變化的穩(wěn)定性好，保證了凝膠體在不同溫度下都可以充滿管道；
e)泌水率小，水分不易散失。
2 大電流試驗
我們委托廣東省電力工業(yè)局試驗研究所對管道敷設(shè)的電纜在填充SH凝膠體前后進行了大電流試驗，同時測量電纜各部分的溫度，以掌握管道用SH凝膠體填充后對電纜散熱條件的改善情況。
2.1 試驗接線布置及試驗程序
試驗電纜為法國阿爾卡特(ALCATE)110 kV,Cu／XLPE／Pb／PVC，1×630 mm2電力電纜，長18 m。預(yù)埋聚乙烯(PE)波紋管12 m，埋深1 m。兩組測溫?zé)犭娕己蛡鞲衅鳎惭b在電纜中部，間距1 m，測溫部位分別為電纜線芯、電纜表面、管道表面和管道旁土壤。電纜兩端用2條LGJ-240鋼芯鋁絞線并聯(lián)連接組成回路，2臺升流器亦并聯(lián)運行，在試驗回路中施加800 A電流，監(jiān)測電纜各部分溫度直至穩(wěn)定。
2.2 試驗結(jié)果分析
比較灌漿前后電纜溫升的試驗數(shù)據(jù)(見表2)可知，灌漿后電纜的線芯溫度降低了6.5 ℃，電纜表面溫度降低了7.2 ℃，說明由于管道內(nèi)填充了SH凝膠體，改善了電纜的散熱條件，使電纜在相同的敷設(shè)條件和電流下，電纜線芯和表面溫度都降低。
表2 電纜溫升試驗數(shù)據(jù)
時間 電纜線芯溫度／℃ 電纜表面溫度／℃ 管道表面溫度／℃
灌漿前 51.2 38.4 25.8
灌漿后 44.7 31.2 25.9
3 結(jié)束語
現(xiàn)場試驗與理論計算的結(jié)果比較接近，考慮到電纜實際是三相同時運行和試驗中無絕緣介質(zhì)損耗引起的溫度變化，以上的試驗結(jié)果是令人信服的。
我們下一步計劃選擇一條負(fù)荷較重的電纜線路，在距離較長的穿管敷設(shè)段向一個邊相灌注SH凝膠體，通過實時測溫儀器(每15 min)記錄該相電纜和另一邊相電纜的表面溫度，以得到實際運行的電纜線路管道內(nèi)填充SH凝膠體后對散熱條件的改善程度。
作者：廣州電力工業(yè)局電纜管理所 戴南洲 劉堅 王曉兵
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