摘要：利用傳統(tǒng)電纜支架進(jìn)行電纜敷設(shè)會產(chǎn)生渦流損耗和安裝工期長等問題，影響工程進(jìn)度和電纜的運(yùn)行安全。故研制了一種全功能自承式電纜支架，選用阻燃型熱固性高分子復(fù)合材料作為支架，具有質(zhì)量可靠、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)；采用高強(qiáng)度彈簧抱箍的自承式結(jié)構(gòu)，使支架牢固地支撐在工作現(xiàn)場，并且便于靈活電纜敷設(shè)。研究結(jié)果表明，支架可以顯著提高施工速度，降低人工和設(shè)備成本，具有較高的應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞：電纜支架復(fù)合材料自承式結(jié)構(gòu)電纜敷設(shè)

ResearchonFullyFunctionalSelf-SupportingCableSupports

LIBailing1ZHANGXiaoman2LAITingyu3DUANChunming3

1.BeijingPowerTransmissionandTransformationCo.，Ltd.，Beijing，102400China;2.StateGridSijiLocationServiceCo.，Ltd.，Beijing，102211China;3.EngineeringManagementBranchofStateGridJibeiElectricPowerCo.，Ltd.，Beijing，100070China

Abstract：Whenusingtraditionalcablesupportsforcablelaying，problemssuchaseddycurrentlossesandlonginstallationperiodsmayoccur，affectingtheprogressoftheprojectandthesafetyofcableoperation.Therefore，itdevelopsafullyfunctionalself-supportingcablesupport，choosingflame-retardantthermosettingpolymercompositematerialsasscaffolds，whichhastheadvantagesofreliablequalityandcorrosionresistance;Adoptingaself-supportingstructurewithhigh-strengthspringclamps，thesupportisfirmlysupportedontheworksiteandfacilitatesflexiblecablelaying.Theresearchresultsindicatethatthesupportinthisarticlecansignificantlyimproveconstructionspeed，reducelaborandequipmentcosts，andhashighapplicationvalue.

KeyWords：Cablesupport;Compoundmaterial;Self-supportingstructure;Cablelaying

隨著電力工業(yè)自動化程度的提高，變電站中的電纜數(shù)量大幅增多，施工時存在電纜和尾纜等敷設(shè)混亂、電纜路徑可追溯性差等問題[1]。電纜支架作為電纜敷設(shè)的重要設(shè)備，用于支撐和固定大截面電纜，承擔(dān)著電纜保護(hù)和布線的重要功能。在電氣安裝過程中，電纜支架的制作和施工工作量較大，且影響電纜的敷設(shè)、展放工作，對施工進(jìn)度具有很大的影響[2-3]。因此，需要對電纜支架進(jìn)一步創(chuàng)新，推進(jìn)設(shè)備材料綠色選型，提高安裝效率，保證工程質(zhì)量。本文依托廊坊柳林220kV變電站工程，對全功能自承式電纜支架的實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行研究。

1全功能自承式電纜支架設(shè)計(jì)

1.1托臂材料選型

托臂是電纜支架的重要組成部分，其構(gòu)造以及所使用的材料影響電纜安全、穩(wěn)定運(yùn)行和能耗指標(biāo)。本文篩選熱固性復(fù)合材料、玻璃鋼材料、SMC工程塑料和鋼塑復(fù)合材料4種新型復(fù)合材料進(jìn)行對比[4]，如表1所示。

針對篩選的各類材料，性能指標(biāo)要求如下：（1）為保證支架能夠穩(wěn)定的承載電纜，要求材料拉伸強(qiáng)度高于100MPa；（2）具有良好的絕緣性能，表面電阻率大于1010Ω，且不存在渦流損耗；（3）應(yīng)選用具有較優(yōu)耐腐蝕性的材料，腐蝕度小于0.05%；（4）同時由于電纜運(yùn)行時溫度較高，要求材料熱變形溫度高于150℃。

通過上述對比分析，決定采用施工安裝速度快、工藝美觀、使用壽命長、設(shè)計(jì)造價較低的熱固性復(fù)合材料作為托臂部分方案。該材料質(zhì)量密度低、強(qiáng)度高、不銹蝕、電絕緣，可根據(jù)需要設(shè)計(jì)成不同的形狀，成型后具有良好的外觀質(zhì)量。

1.2立柱材料選型

立柱的主要作用是承受豎向荷載和傳遞水平荷載，起到支持和固定的效果，同時能夠保證整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和安全。鍍鋅鋼管、槽鋼鋼管、鋁合金管和不銹鋼管，性能如表2所示。

針對篩選的各類立柱材料，性能指標(biāo)要求如下：（1）為保證立柱能夠牢固的支撐在電纜夾層中，并承載托臂對其的作用力，要求材料屈服強(qiáng)度高于250MPa，拉伸強(qiáng)度高于400MPa；（2）應(yīng)選用具有較優(yōu)耐久性的材料，使用年限地上不少于25年；（3）在電纜夾層中進(jìn)行安裝時，應(yīng)滿足國家空氣質(zhì)量一級標(biāo)準(zhǔn)，PM10濃度小于50ug/m3。

ASmzCz3FSEaCCcdYvXIOYQ==通過上述分析，本文采用不銹鋼管，產(chǎn)品表面光滑，不損傷電纜，強(qiáng)度高，承載能力大，在長期載荷下不易發(fā)生形變，耐腐蝕。所設(shè)計(jì)的立柱頂部與建筑物天花板連接，底部支撐在建筑物地坪上，確保了立柱能夠承受預(yù)期的荷載，提升了抗震、防腐等安全性能。對立柱進(jìn)行全數(shù)外觀檢查，外表面無瑕疵（焊渣、漏焊、焊接不均勻）等缺陷。

1.3組裝結(jié)構(gòu)選型

目前自承式電纜支架結(jié)構(gòu)采用的安裝方式有高強(qiáng)度彈簧抱箍設(shè)計(jì)、多層伸縮卡扣式設(shè)計(jì)、伸縮支撐桿U型鎖設(shè)計(jì)等[7-8]。針對各類結(jié)構(gòu)，性能指標(biāo)要求如下：（1）最大可承受外力≥3000N；（2）托臂旋轉(zhuǎn)角度≥180°；（3）單邊托臂承載能力≥300kg；（4）固定時間≤25min。

為了驗(yàn)證所選結(jié)構(gòu)的承載能力，對其進(jìn)行受力測試，當(dāng)外力達(dá)到3000N時，高強(qiáng)度彈簧和支撐座結(jié)構(gòu)不損壞，伸縮支撐桿發(fā)生變形（彎曲6%），不滿足使用要求。并對剩余兩種電纜支架結(jié)構(gòu)綜合性能進(jìn)行分析，如表3所示。

通過上述對比分析，選定高強(qiáng)度彈簧抱箍設(shè)計(jì)用于電纜支架研發(fā)，通過頂部的四只高強(qiáng)度、長壽命彈簧和頂部接觸緊密，使支架牢固地支撐在工作現(xiàn)場，無需用膨脹螺栓，避免鉆孔產(chǎn)生大量灰塵。本設(shè)計(jì)中同一層的兩個托臂沿立柱周向180°分布，通過抱箍與立柱環(huán)抱結(jié)合，采用模具沖壓成型或托臂抱箍一體注塑成型，托臂和抱箍可以任意調(diào)整位置，利于后續(xù)開展電纜敷設(shè)工作，進(jìn)一步提高電纜夾層的安裝效率。

2廊坊柳林220kV變電站工程實(shí)際應(yīng)用

將所制作的各個模塊集成制作為全功能自承式電纜支架，如圖1所示。在廊坊柳林220kV變電站綜合配電樓電纜夾層安裝及電纜敷設(shè)進(jìn)行測試，共安裝自承式電纜支架175套，動力電纜敷設(shè)總長12.5km，控制電纜敷設(shè)總長30.5km，投入70人在5個區(qū)域內(nèi)進(jìn)行施工，將每個施工區(qū)域作為一個單元，對單個電纜支架安裝時間和電纜敷設(shè)效率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如表4所示。

由上表可以得出，本文設(shè)計(jì)的全功能自承式電纜支架使支架安裝時間平均為24.6min，電纜敷設(shè)效率平均達(dá)到了8.1m/（人/日），相較于傳統(tǒng)電纜支架均有了很大的提升，具有較高的應(yīng)用價值。

4結(jié)語

通過分析目前常用電纜支架的不足，本文研制了一種新型全功能自承式電纜支架。以熱固性復(fù)合材料為托臂，不銹鋼材料為立柱，結(jié)構(gòu)選用高強(qiáng)度彈簧抱箍設(shè)計(jì)，有效提高了現(xiàn)場電纜夾層安裝的效率，同時可實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)、標(biāo)準(zhǔn)化施工、無須設(shè)計(jì)預(yù)埋鐵附件、避免產(chǎn)生渦流損耗等目標(biāo)，顯著提高了施工速度，人工和設(shè)備成本降低，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和較高的實(shí)際應(yīng)用價值。

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