在于负荷电流的变化以及环境温度的变化。当电缆在运行中温度升高或降低时,其线芯和金属护套会发生热胀冷缩。电缆的截面越大,产生的热机械力就越大。经过多次热胀冷缩的循环,线芯和金属护套还会产生蠕变,进而引发位移、滑落甚至损坏电缆及附件等严重威胁。
针对各种敷设方式,热伸缩带来的具体威胁如下:
- 直埋敷设:电缆受周边土壤限制无法产生整体位移,线芯在热机械力作用下会在线路两端产生巨大的轴向推力,引起末端位移,严重威胁电缆附件的安全。
- 排管敷设:由于不受横向约束,电缆在热机械力作用下易产生弯曲变形。随着温度不断变化,反复的弯曲变形会使电缆金属护套产生疲劳应变。
- 隧道敷设:电缆通常放置在支架上且不作刚性固定,热伸缩量较大。在斜面敷设时极易发生滑落,在弯曲处易出现严重位移;同时,反复的弯曲变形同样会导致金属护套疲劳应变。
- 竖井敷设:电缆自身的重力加上热机械力的双重作用,有可能使金属护套产生过分的应变,从而缩短电缆的使用寿命。
- 市政桥梁敷设:若敷设在桥内排管或箱梁中,会面临与排管或隧道敷设相同的问题。此外,敷设在桥梁上的电缆还会受到桥梁自身伸缩和振动的影响,这会进一步加速电缆金属护套的损坏。
补充应对措施:
为了有效应对上述热伸缩带来的危害,工程上通常会采取以下对策:
- 优化电缆设计:采用分裂导线以减小热机械力,附件设计需考虑承受热机械力。
- 采用蛇形敷设:在直埋临近终端处、隧道、竖井等场景,将电缆作蛇形敷设,通过蛇形波幅的变化来吸收由热机械力带来的变形,减小末端推力。
- 合理设置固定方式:在接头两侧、终端处等关键部位采取刚性固定,以保护接头安全;在斜面敷设时增加固定点防止滑落。
- 桥梁特殊处理:在桥梁伸缩缝处、上下桥梁处必须采取挠性固定,或选用能使电缆伸缩自如的排架及伸缩补偿装置。