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一种提高电缆载流量的管道填充介质
摘 要 向管道内灌注介质可提高穿管敷设电缆线路载流量，根据这一研究，广州电力工业局电缆管理所在其它单位的协助下，成功研制出一种满足要求的介质——SH凝胶体。该介质具有初始粘度小，经一段时间后粘度变大，碱度低，稳定性好，泌水率小的特点。通过大电流试验，说明管道内填充SH凝胶体后，改善了电缆的散热条件。我们对穿管敷设的电缆通过向管道内灌注介质以提高电缆线路载流量的可行性进行了广泛的调查研究和计算论证，参阅了大量的国内外有关资料，在中国科学院广州研究所和广东省灌浆工程技术研究开发中心的协助下，成功研制了满足要求的介质——SH凝胶体。
1 SH凝胶体的特性
SH凝胶体是利用膨润土吸水膨胀和保水的特性，与水、砂、水泥及添加剂以一定质量比，通过一定的配制工艺混合而成，其中水的质量分数为75.56%。
1.1 SH凝胶体的特性
粘度(旋转粘度计测定，9 r／min，20 ℃)：起始粘度，4.338 Pa.s；7 d后粘度，270.564 Pa.s。碱度(按NaOH计)：1.56 g／100 g。密度：1.170 3 g／cm3。泌水率：不大于0.9%。体积膨胀变化：见表1。
1.2 SH凝胶体的优点
SH凝胶体有如下优点：
a)初始粘度小，易于灌注，使用建筑灌浆机可实现长距离管道的充分填充；
表1 SH凝胶体的体积膨胀变化
温度／℃ 比体积／cm3.g－1 温度／℃ 比体积／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)经一段时间后，凝胶体粘度变大(约为初始粘度的8倍)，使之不会从管道的缝隙流失；
c)碱度低；
d)随温度变化的稳定性好，保证了凝胶体在不同温度下都可以充满管道；
e)泌水率小，水分不易散失。
2 大电流试验
我们委托广东省电力工业局试验研究所对管道敷设的电缆在填充SH凝胶体前后进行了大电流试验，同时测量电缆各部分的温度，以掌握管道用SH凝胶体填充后对电缆散热条件的改善情况。
2.1 试验接线布置及试验程序
试验电缆为法国阿尔卡特(ALCATE)110 kV,Cu／XLPE／Pb／PVC，1×630 mm2电力电缆，长18 m。预埋聚乙烯(PE)波纹管12 m，埋深1 m。两组测温热电偶和传感器，安装在电缆中部，间距1 m，测温部位分别为电缆线芯、电缆表面、管道表面和管道旁土壤。电缆两端用2条LGJ-240钢芯铝绞线并联连接组成回路，2台升流器亦并联运行，在试验回路中施加800 A电流，监测电缆各部分温度直至稳定。
2.2 试验结果分析
比较灌浆前后电缆温升的试验数据(见表2)可知，灌浆后电缆的线芯温度降低了6.5 ℃，电缆表面温度降低了7.2 ℃，说明由于管道内填充了SH凝胶体，改善了电缆的散热条件，使电缆在相同的敷设条件和电流下，电缆线芯和表面温度都降低。
表2 电缆温升试验数据
时间 电缆线芯温度／℃ 电缆表面温度／℃ 管道表面温度／℃
灌浆前 51.2 38.4 25.8
灌浆后 44.7 31.2 25.9
3 结束语
现场试验与理论计算的结果比较接近，考虑到电缆实际是三相同时运行和试验中无绝缘介质损耗引起的温度变化，以上的试验结果是令人信服的。
我们下一步计划选择一条负荷较重的电缆线路，在距离较长的穿管敷设段向一个边相灌注SH凝胶体，通过实时测温仪器(每15 min)记录该相电缆和另一边相电缆的表面温度，以得到实际运行的电缆线路管道内填充SH凝胶体后对散热条件的改善程度。
作者：广州电力工业局电缆管理所 戴南洲 刘坚 王晓兵
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