摘 要 向管道內(nèi)灌注介質(zhì)可提高穿管敷設(shè)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(zhì)——SH凝膠體。該介質(zhì)具有初始粘度小,經(jīng)一段時(shí)間后粘度變大,堿度低,穩(wěn)定性好,泌水率小的特點(diǎn)。通過大電流試驗(yàn),說明管道內(nèi)填充SH凝膠體后,改善了電纜的散熱條件。
我們對穿管敷設(shè)的電纜通過向管道內(nèi)灌注介質(zhì)以提高電纜線路載流量的可行性進(jìn)行了廣泛的調(diào)查研究和計(jì)算論證,參閱了大量的國內(nèi)外有關(guān)資料,在中國科學(xué)院廣州研究所和廣東省灌漿工程技術(shù)研究開發(fā)中心的協(xié)助下,成功研制了滿足要求的介質(zhì)——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(zhì)量比,通過一定的配制工藝混合而成,其中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75.56%。
1.1 SH凝膠體的特性
粘度(旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)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(jì)):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(diǎn)
SH凝膠體有如下優(yōu)點(diǎn):
a)初始粘度小,易于灌注,使用建筑灌漿機(jī)可實(shí)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(shí)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(yàn)
我們委托廣東省電力工業(yè)局試驗(yàn)研究所對管道敷設(shè)的電纜在填充SH凝膠體前后進(jìn)行了大電流試驗(yàn),同時(shí)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(yàn)接線布置及試驗(yàn)程序
試驗(yàn)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(yù)埋聚乙烯(PE)波紋管12 m,埋深1 m。兩組測溫?zé)犭娕己蛡鞲衅鳎惭b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(yùn)行,在試驗(yàn)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(yàn)結(jié)果分析
比較灌漿前后電纜溫升的試驗(yàn)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(nèi)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(shè)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(yàn)數(shù)據(jù)
時(shí)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(jié)束語
現(xiàn)場試驗(yàn)與理論計(jì)算的結(jié)果比較接近,考慮到電纜實(shí)際是三相同時(shí)運(yùn)行和試驗(yàn)中無絕緣介質(zhì)損耗引起的溫度變化,以上的試驗(yàn)結(jié)果是令人信服的。
我們下一步計(jì)劃選擇一條負(fù)荷較重的電纜線路,在距離較長的穿管敷設(shè)段向一個(gè)邊相灌注SH凝膠體,通過實(shí)時(shí)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(shí)際運(yùn)行的電纜線路管道內(nèi)填充SH凝膠體后對散熱條件的改善程度。
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