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安徽天科浅析高压电力电缆蛇形敷设设计注意事项及相关计算
发布时间：2023年04月04日 来源：天科电力 浏览次数：
对于110kV以上高压电缆，由于线芯温度随负荷电流变化而引起的热胀冷缩所产生的热机械力是十分巨大的(会产生数以吨计的轴向力)，主要表现为热伸缩和热应力变化。为避免热机械力对电缆终端、接头的损伤及金属护套因疲劳应变而缩短电缆使用寿命，对轴向力进行有效控制，将其限制在可对电缆进行固定，使之不会发生纵向位移的范围之内就变得非常重要。
电缆采用蛇形布置是释放热机械力的有效方法。将电缆线路布置成近似正(余)弦曲线的连续波浪形，人为设置的波形宽度能有效吸收电缆的热膨胀，由于曲线的连续分布，电缆的热膨胀亦均匀地被每个波形宽度所吸收而不会集中在某一局部，从而使电缆的热膨胀得到控制；降低抱箍对电缆的紧握力和电缆向两端的热伸缩量。
1、概述
蛇形设计中，蛇形的节距及幅宽是重要的参数。
设计中对蛇形布置及轴向力的计算程序可归纳为：
（1）先选定蛇形弧半节距长度L；
（2）根据蛇形弧幅宽度、运行最高温度决定的温差△t计算热伸缩量m；再计算满足带负荷达到最高温升增加的支架长度允许的滑移量n，就可根据电缆各相固定方式来确定支架长度；
（3）根据支架长度允许的滑移量n计算轴向力，从而决定使用抱箍数量卡紧电缆避免电缆蹿动。
2 、蛇形的形状
（1）确定蛇形弧半节距长度L；
根据《电力工程电路设计规范 GB50217-2007中电动力按下式计算:
Fd≥2.05i2(2L)k/(D×10-7) (1)
两卡具的间距2L(节距长度) 即为：
2L≤FdD/(2.05i2k×10-7) (2)
上两式中：i为流经电缆的短路电流；D为三相电流相邻两相间中心距；K为安全系数，取大于2.0。
（2） 确定蛇形弧幅宽度、热伸缩量m、蛇形弧横向滑移量n
热伸缩量m ：
当t≤1/AEα.(μWL+2f) 时，热伸缩量m的计算公式为：
m=(AEα△t-2f)^2/(4μWEα)
当温升△t＞1/AEα.(μWL+2f)时选用以下计算公式公:
m=L/2[α△t-(μWL/2+2f)/AE]
蛇形弧幅向滑移量n：
3、 轴向力
电缆蛇形弧轴向力为电缆蛇形敷设后节点产生的轴向力，其大小均受电缆蛇形弧幅及波节的影响。电缆蛇形弧轴向力的计算公式如下：
①温度下降时：
②温度上升时：
如果不对该轴向力进行固定，则无法对电缆的位移进行控制。对于铝护套的电缆，1个电缆抱箍可以固定3kN左右的轴向力。在同一地点将3个夹板结合起来使用，能够使可固定的轴向力达到3倍，因此通过努力可以固定9kN。但如果将蛇形幅宽减小，则无法进行固定。
220kV大截面电缆一般考虑5档连续固定，110kV电缆一般考虑2档连续固定。
