吳明孝 李雪桓 周少珍 楊威 付剛

摘 要：隨著城市配電網(wǎng)的快速發(fā)展，電力電纜的敷設(shè)需求越來越多。非開挖改性聚丙烯（MPP）管、氯化聚氯乙烯（CPVC）管等高強(qiáng)度、耐腐蝕、施工方便的電力電纜保護(hù)管已被廣泛應(yīng)用于電力電纜敷設(shè)施工中。本文針對(duì)常用電纜保護(hù)管的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差異進(jìn)行分析，以供試驗(yàn)檢測(cè)人員參考。

關(guān)鍵詞：非開挖改性聚丙烯（MPP）管;氯化聚氯乙烯（CPVC）管;標(biāo)準(zhǔn)差異

中圖分類號(hào)：TU821文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2021）17-0052-03

Difference Analysis of Test Standards between Trenchless Modified Polypropylene （MPP） Pipe and Chlorinated Polyvinyl Chloride （CPVC） Pipe for Power Industry

WU Mingxiao LI Xuehuan ZHOU Shaozhen YANG Wei FU Gang

（State Grid Henan Electric Power Research Institute，Zhengzhou Henan 450000）

Abstract： With the rapid development of the urban power distribution network， there is an increasing demand for the laying of power cables. Trenchless modified polypropylene （MPP） pipes， chlorinated polyvinyl chloride （CPVC） pipes and other high-strength， corrosion-resistant， and convenient power cable protection pipes have been widely used in power cable laying facilities. This paper analyzes the test standard differences of commonly used cable protection tubes for reference by test personnel.

Keywords： trenchless modified polypropylene （MPP） pipe;chlorinated polyvinyl chloride （CPVC） pipe;standard difference

隨著城市用電需求的日益增長(zhǎng)，用電密度越來越高，架空線路因受供電安全、建設(shè)空間、環(huán)境保護(hù)等限制，在進(jìn)入市區(qū)后，通常采用電纜入地的方式構(gòu)筑輸、配電線路網(wǎng)絡(luò)。電力電纜線路具有占用地面和空間少、供電安全可靠、觸電可能性小、電力系統(tǒng)功率因數(shù)提高明顯、運(yùn)維簡(jiǎn)單方便、城市美化效果突出、保密性好等優(yōu)點(diǎn)，因此構(gòu)建城市用電網(wǎng)絡(luò)的比例逐年提升[1]。

1 概述

當(dāng)前，城市電網(wǎng)的電力電纜纜敷設(shè)施工主要有非開挖穿管敷設(shè)、開挖直埋敷設(shè)和隧道敷設(shè)等三種方式[2]。其中，非開挖穿管敷設(shè)方式，因其施工簡(jiǎn)單、對(duì)周邊環(huán)境影響較小、投資較少、檢修方便、可避免地下其他管線對(duì)電纜本身的影響等優(yōu)勢(shì)，大大滿足了現(xiàn)階段城市用電規(guī)?？焖僭鲩L(zhǎng)的需求[3]。因此，當(dāng)前，城市新增配電網(wǎng)施工，特別是繁華地段的電纜敷設(shè)和老舊小區(qū)的城市化改造工程中，穿管敷設(shè)的施工方式已被廣泛采用。而隧道敷設(shè)多用于管線集中的城市規(guī)劃工程及35 kV及以上高電壓等級(jí)電纜的敷設(shè)中。直埋敷設(shè)多用于不易有經(jīng)常性開挖的地段、道路邊緣較易翻修情況等的35 kV及以下電力電纜敷設(shè)中[4]。

常用的電纜保護(hù)管有兩種，即非開挖改性聚丙烯（MPP）管和氯化聚氯乙烯（CPVC）管。非開挖改性聚丙烯（MPP）管是以聚丙烯樹脂為主體，添加其他聚烯烴及少量抗氧劑、提高壽命所必需的穩(wěn)定劑以及有利于提高導(dǎo)管力學(xué)及加工性能的添加劑等而形成的一種穩(wěn)定的復(fù)合材料。氯化聚氯乙烯（CPVC）管是以氯化聚氯乙烯（CPVC）樹脂和聚氯乙烯（PVC）樹脂為主，加入有利于提高導(dǎo)管力學(xué)及加工性能的添加劑，在一定的溫度和壓力下在模具內(nèi)擠出成型的一種實(shí)壁結(jié)構(gòu)的塑料電纜導(dǎo)管。MPP管使用熱熔焊接，焊接頭強(qiáng)度高，可超長(zhǎng)度高牽引力拖管，韌性好，具有優(yōu)良的抗地層沉降、抗震性能，克服了CPVC管抗地層沉降性能差以及不能高牽引力拖管的弊端[5]。

2 標(biāo)準(zhǔn)比對(duì)分析

目前，電力行業(yè)對(duì)非開挖改性聚丙烯（MPP）管和氯化聚氯乙烯（CPVC）管執(zhí)行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)分別為《電力電纜用導(dǎo)管技術(shù)條件 第7部分：非開挖用改性聚丙烯塑料電纜導(dǎo)管》（DL/T 802.7—2010）和《電力電纜用導(dǎo)管技術(shù)條件 第3部分：氯化聚氯乙烯及硬聚氯乙烯塑料電纜導(dǎo)管》（DL/T 802.3—2007）?，F(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)對(duì)兩種管材外觀質(zhì)量和尺寸檢查的整體要求是一致的，但對(duì)技術(shù)性能和試驗(yàn)方法的要求存在較大差異，主要差異如表1所示。

2.1 密度

MPP管和CPVC管兩種管材均按照《塑料 非泡沫塑料密度的測(cè)定 第1部分：浸漬法、液體比重瓶法和滴定法》（GB/T 1033.1—2008）的方法A（浸漬法）進(jìn)行試驗(yàn)。CPVC管密度不大于1.6 g/cm3，MPP管密度介于0.90～0.94 g/cm3。

對(duì)于密度大于浸漬液密度的試樣，試樣密度用式（1）進(jìn)行計(jì)算。

式中：[ρS]為23 ℃或27 ℃時(shí)試樣的密度，g/cm3;[mS，A]為試樣在空氣中的質(zhì)量，g;[ρIL]為23 ℃或27 ℃時(shí)浸漬液的密度，g/cm3;[mS，IL]為試樣在浸漬液中的表觀質(zhì)量，g。

對(duì)于密度小于浸漬液密度的試樣，試樣密度用式（2）進(jìn)行計(jì)算。

式中：[mK，IL]為重錘在浸漬液中的表觀質(zhì)量，g;[mS+K，IL]為試樣加重錘在浸漬液中的表觀質(zhì)量，g;其他變量同式（1）。

2.2 環(huán)剛度

環(huán)剛度指的是在管道受到外力影響之后，管材出現(xiàn)徑向變形的情況，變形達(dá)到3%時(shí)受力數(shù)值與變形量的計(jì)算值。如果使用環(huán)剛度較小的材料，則在使用中非常容易出現(xiàn)過度變形以及壓屈失穩(wěn)的情況，影響管材使用的安全性。如果管材的環(huán)剛度較大，不僅會(huì)增加管材的建設(shè)成本，還會(huì)出現(xiàn)管壁過厚等情況。環(huán)剛度用式（3）計(jì)算。

式中：[S]為單次測(cè)量的管材環(huán)剛度，kN/m2;[F]為相對(duì)于管材3.0%變形時(shí)的負(fù)荷，kN;[L]為試樣的長(zhǎng)度，mm;[y]為相對(duì)于管材3.0%變形時(shí)的變形量，mm;[di]為管材內(nèi)徑平均值，mm。

MPP管和CPVC管兩種管材對(duì)于環(huán)剛度試驗(yàn)的區(qū)別在于：CPVC管環(huán)剛度試驗(yàn)中，要求將試樣放入（80±2）℃的烘箱內(nèi)保持1 h，取出試樣，在2 min內(nèi)完成試驗(yàn)，環(huán)剛度等級(jí)為SN8≥8 kPa、SN12≥12 kPa、SN16≥16 kPa;MPP管要求的試驗(yàn)環(huán)境條件為室溫，試驗(yàn)前，試樣需要在試驗(yàn)室環(huán)境條件下放置至少24 h，環(huán)剛度等級(jí)為SN24≥24 kPa、SN32≥32 kPa、SN40≥40 kPa。

2.3 壓扁試驗(yàn)

壓扁試驗(yàn)是檢驗(yàn)管材在給定條件下壓扁變形而不出現(xiàn)裂紋缺陷的極限塑性變形能力。MPP管和CPVC管對(duì)垂直方向變形量的要求有所區(qū)別：CPVC管要求加荷至試樣垂直方向變形量為原內(nèi)徑的30%時(shí)，試樣不應(yīng)出現(xiàn)裂縫或破裂;MPP管要求加荷至試樣垂直方向變形量為原內(nèi)徑的50%時(shí)，試樣不應(yīng)出現(xiàn)裂縫或破裂。

2.4 落錘沖擊

落錘沖擊試驗(yàn)可以考察管材在使用中的抗沖擊性，確保其在特殊環(huán)境下始終保持穩(wěn)定的狀態(tài)，減少出現(xiàn)斷裂、裂縫等情況。CPVC管試驗(yàn)環(huán)境條件為室溫，試驗(yàn)前，試樣需要在試驗(yàn)室環(huán)境條件下放置至少24 h，沖擊后的試樣不得出現(xiàn)裂縫或破裂。落錘質(zhì)量介于2.50～5.00 kg。MPP管試樣置于溫度（-5±1）℃下保溫至少8 h，從冷凍箱中取出后30 s內(nèi)完成試驗(yàn)，沖擊后的試樣不得出現(xiàn)裂縫或破裂。落錘質(zhì)量介于6.0～15.0 kg。

2.5 維卡軟化溫度

維卡軟化溫度是指熱塑性塑料放于液體傳熱介質(zhì)中，在一定負(fù)荷和等速升溫條件下，試樣被1 mm2的壓針頭壓入1 mm時(shí)的溫度。維卡軟化溫度是評(píng)價(jià)材料耐熱性能，反映制品在受熱條件下物理力學(xué)性能的指標(biāo)之一。

MPP管和CPVC管兩種管材對(duì)于維卡軟化溫度試驗(yàn)的區(qū)別在于：CPVC管預(yù)處理溫度為低于預(yù)期維卡軟化溫度（VST）50 ℃的溫度，軸向壓力為（50±1）N，維卡軟化溫度≥93 ℃。MPP管預(yù)處理溫度為20～23 ℃，軸向壓力為（10.0±0.2）N，維卡軟化溫度≥150 ℃。

3 結(jié)論

比對(duì)發(fā)現(xiàn)，MPP管在抗壓、抗沖擊方面的要求明顯高于CPVC管，這是因?yàn)镸PP管材最大的優(yōu)勢(shì)就是其應(yīng)用性能，改性聚丙烯是在聚丙烯樹脂的基礎(chǔ)上，加入一定量的聚烯烴、抗氧化劑、穩(wěn)定劑等，使得制作的管材絕緣性強(qiáng)、耐腐蝕性高、抗沖擊力強(qiáng)。在實(shí)際使用的過程中，它能夠抗擊地震災(zāi)害，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在110 kV的高壓電纜中，應(yīng)用效果良好。氯化聚氯乙烯（CPVC）是聚氯乙烯（PVC）經(jīng)氯化反應(yīng)后的產(chǎn)物，隨著氯含量的增加，分子間作用力增強(qiáng)，使得CPVC樹脂的耐候性、耐老化性、耐蝕性、熱變形性等性能均比PVC有較大提高。然而，CPVC樹脂的加工溫度與其分解溫度接近，熱穩(wěn)定性欠佳，同時(shí)當(dāng)CPVC含氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)增至大于65%時(shí)，材料的沖擊性能顯著下降。

參考文獻(xiàn)：

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