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一種提高電纜載流量的管道填充介質
摘 要 向管道內灌注介質可提高穿管敷設電纜線路載流量，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——SH凝膠體。該介質具有初始粘度小，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，說明管道內填充SH凝膠體后，改善了電纜的散熱條件。我們對穿管敷設的電纜通過向管道內灌注介質以提高電纜線路載流量的可行性進行了廣泛的調查研究和計算論證，參閱了大量的國內外有關資料，在中國科學院廣州研究所和廣東省灌漿工程技術研究開發(fā)中心的協(xié)助下，成功研制了滿足要求的介質——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量比，通過一定的配制工藝混合而成，其中水的質量分數(shù)為75.56%。
1.1 SH凝膠體的特性
粘度(旋轉粘度計測定，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。預埋聚乙烯(PE)波紋管12 m，埋深1 m。兩組測溫熱電偶和傳感器，安裝在電纜中部，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 結束語
現(xiàn)場試驗與理論計算的結果比較接近，考慮到電纜實際是三相同時運行和試驗中無絕緣介質損耗引起的溫度變化，以上的試驗結果是令人信服的。
我們下一步計劃選擇一條負荷較重的電纜線路，在距離較長的穿管敷設段向一個邊相灌注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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