引言

電纜穿保護管敷設方式是變電站中常用的電纜敷設方式，具有維護更換方便、散熱作用好、防止電纜受損、阻止火災蔓延等優點。因此，在變電站中普遍采用電力電纜管敷設方式。然而，在設計過程中，選擇電力電纜管管徑時缺乏理論依據，主觀隨意性較大。保護管管徑選擇過小，會使電纜穿管困難、損傷電纜；保護管管徑選擇過大，會造成管材浪費。目前關于電力電纜管管徑的選擇方法主要有查表法，該方法是把常用的電纜規格及適用的保護管型號整理于一張表中，使用方便且簡單，但局限于表格數據，適用的范圍較小，且對多根電纜合穿1根管不適用。因此，本文根據規程要求分析出保護管管徑和電纜直徑的關系，形成電纜外徑、保護管規格數據庫，編制簡單實用的保護管選擇程序；整理出變電站典型設備電力電纜管使用規格和數量，方便工程設計時查詢使用。

1. 電力電纜管敷設要求

根據GB 50168—2006《電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規范》中條款5.3.1[1]，在下列地點，電纜應有一定機械強度的保護管或加裝保護罩：

1）電纜進入建筑物、隧道，穿過樓板及墻壁處；

2）從溝道引至電桿、設備、墻外表面或屋內行人容易接近處，距地面高度2 m以下的一段；

3）可能有載重設備移經電纜上面的區段；

4）管的內徑，不宜小于電纜外徑或多根電纜包絡外徑的1.5倍。排管的管孔內徑，不宜小于75 mm。

4）其他可能受到機械損傷的地方。

保護管選擇程序使用MS Excel進行開發。保護管和電纜的相關數據通過Excel表格導入，并利用相關的宏調用實現保護管的選擇。保護管選擇程序主要涉及如下幾個表模塊：

2. 變電站電力電纜管的選擇方法和內徑估算表

根據GB 50217—2006《電力工程電纜設計規范》中條款5.4，對保護管管材和管徑的主要要求如下：

1）根據規程規定的地點選擇保護管敷設方式，合理選擇管材，優先選擇鍍鋅鋼管。

2）選擇電力電纜管時應核實接線盒、機構箱等預留的電纜孔尺寸，所選擇的保護管應能穿入電纜孔內，此時應將保護管的外徑作為比較參數。

3）每管宜只穿1根電纜，如保護管敷設條件限制，采用每管合穿不多于3根電力電纜或多根控制電纜的方式。

4）為方便繪圖、統計及購買保護管，盡量減少保護管的規格，至同一設備的多根保護管可按保護管的管徑選擇。

3. 保護管選擇程序的實現與應用

4.1 保護管選擇程序的實現

1）需采用穿管抑制對控制電纜的電氣干擾時，應采用鋼管。取包絡外徑系數α=Rb/R，電力電纜管內徑系數K1=Rn/Rb，分別取 n=1，2，…，6，則電纜根數、包絡外徑系數、電力電纜管內徑系數見表1。由于電纜隧道所通過的地層主要為砂層，部分區段穿越粉質黏土地層，同時，考慮到注漿地層應保持后期強度，并兼顧經濟性因素等，設計中注漿材料考慮采用水泥-水玻璃雙漿液。根據相關工程經驗，在本工程中可采用32.5級普通硅酸鹽水泥，水灰比為1∶1，水玻璃濃度25～35°Be，水泥漿:水玻璃漿約為1∶0.8～1∶1。

2）保護管規格表：保護管材質、保護管內徑、保護管外徑。

3）保護管內徑系數表：電纜根數、內徑系數。

4.2 工程應用

針對某110kV變電站，用該程序計算110kVS電氣設備低壓電纜的保護管選擇情況，如表2所示。表2 110kVS電氣設備低壓電力電纜管選擇情況表mm

根據規程要求，表2中保護管材料均選擇鍍鋅鋼管。為減少保護管規格，方便繪圖、統計及購買保護管，每管穿1根電纜時，至110 kV電流互感器、斷路器、隔離開關電動機構、電壓互感器的保護管的規格可全部選用Φ50鍍鋅鋼管，特殊情況下需要每管合穿多根電纜時，至110 kV斷路器、隔離開關電動機構可選用Φ100鍍鋅鋼管。

結論

福通管業認為本項目針對電力電纜管徑選擇存在的問題，結合相關標準規程以及MS Excel開發了一款電力電纜管管徑自動選擇的小程序，在多項工程中得到應用，較好地解決了實際問題。通過本課題的研究取得以下成果：

1）根據規程要求確定了保護管管徑和電纜直徑的關系，形成電纜外徑、保護管規格數據庫，編制簡單實用的保護管選擇程序。

2）整理出變電站典型設備電力電纜管使用規格和數量，方便工程設計時查詢使用。