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低温环境下电缆敷设施工和选型的探讨

发布日期： 2022-03-01 14:40:41 阅读量： 325 作者： 宏亮电缆

电缆产品标准中通常不规定电缆的最低使用温度，现有的电缆设计和施工规范中对电缆的最低使用温度、最低敷设温度和施工要求方面的规定也不多，特别是针对寒区使用的要求更少。我国地域广阔，西部高寒地区、北方严寒地区的冬季温度低、时间长，长期以来存在着在低温下敷设施工和使用中出现电缆开裂的问题。

本文模拟电缆敷设状况,进行电缆低温动态和静态弯曲试验,对低温环境下电缆的选型和敷设提出建议。

1.低温地区电缆在使用中常遇到的几个问题

(1)选型方面：不同绝缘和护套材料电缆的最低使用温度不明确。

(2)施工方面：电缆的最低敷设温度、静态和动态弯曲半径的详细要求不明确。

(3)存贮和运输方面：电缆在低温下存贮和运输过程中对环境的要求不明确。

2.电缆产品标准和施工规范中对电缆低温下使用的规定

2.1、电缆产品标准的规定

在电缆产品标准中几乎都未规定最低使用温度，对最低敷设温度也很少做出规定，通常只规定了最小弯曲半径，这给低温地区电缆的选型、使用和敷设带来了不少问题。几种常用电缆标准中的规定如下:

(1)GB/T 12706-2008 《额定电压1kV到35kV挤包绝缘电力电缆及附件》中规定了允许弯曲半径、护套的低温性能试验，未明确电缆的最低使用温度和敷设温度。

(2)GB/T 9330-2008 《塑料绝缘控制电缆》规定了绝缘和护套的低温弯曲、拉伸和冲击性能要求，规定了电缆敷设温度不低于0℃，无铠装电缆允许弯曲半径不小于电缆直径的6倍，有铠装或屏蔽结构的电缆不小于电缆直径的12倍，有屏蔽结构的软电缆不小于电缆直径的6倍，未规定电缆的最低使用温度。

(3)GB/T 5023-2008 《额定电压450/750V及以下聚氯乙烯绝缘电缆》规定了低温弹性和冲击试验，包括绝缘和护套的低温弯曲、低温拉伸、成品电缆的低温冲击试验，未明确电缆的最低使用温度和敷设温度以及电缆的允许弯曲半径。此类电缆为强制性认证产品（CCC认证）。

2.2、工程设计和施工规范的规定

(1)GB 50168-2006《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》中对电缆敷设的主要规定有：

a）塑料绝缘电缆的最小弯曲半径：无铠装，多芯电缆为15D，单芯为20D；有铠装，多芯为12D，单芯为15D。（D为电缆直径）

b）电缆最低敷设温度：塑料绝缘电力电缆为0℃，耐寒护套控制电缆为-20℃，聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套为-10℃。当施工现场的温度低于上述规定温度时,应躲开寒冷期敷设,或采取加热法。加热法有两种：一种是将电缆在室内环境下，用提高周围空气温度的方法加热，然后再到室外低温环境去敷设。当加热电缆的环境温度为5～10℃时，需加热处理72h，为25℃时需加热处理24～36h。另一种是用电流通过电缆导体的方法加热，加热后电缆表面的温度不得低于5℃。加热处理后的电缆应尽快敷设，敷设前放置的时间一般不超过1h。

(2)GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》（第3.4条电缆绝缘类型）规定低温-15℃以下环境，应选用交联聚乙烯、聚乙烯、耐寒橡皮绝缘电缆，不宜用聚氯乙烯绝缘电缆。（第3.5条电缆护套类型）规定在-15℃以下低温环境应选用聚乙烯外护层，在-15℃以上环境中可选用聚氯乙烯外护层。

3电缆敷设施工实例及低温试验

3.1敷设施工典型实例

例1：山西省，VV、VV22、YJV、YJV22、KVV22、KVVP等常用型号电缆（型号说明见表1）于露天存放，夜间最低气温为-10℃～-18℃，日间最高气温为-12℃～-5℃。因工程急需，电缆放置于室外，又无加热条件，电缆敷设后护套多处开裂，个别弯曲处5天后出现护套开裂。

例2：东北地区，YJV、YJV22、KVVP等常用型号电缆，在-20℃～-10℃下转运过程中受力后个别点护套开裂，电缆在敷设前未采取加热措施，敷设施工过程中护套多处开裂。

例3：江苏南部，气温-5℃～0℃，BV、YJV等常用型号电缆，成圈搬运时摔裂，敷设施工过程中护套多处开裂。

3.2电缆低温试验

为模拟电缆低温使用和敷设施工情况，进行了电缆低温静态和动态弯曲及摔裂试验。

(1)低温动态弯曲试验指低温下，电缆按一定弯曲半径弯曲，观察电缆是否开裂。常用电缆的低温动态弯曲试验结果如表1示。

表1电缆低温动态弯曲试验结果

电缆类型	电缆型号	弯曲半径	温度/℃	绝缘开裂情况	护套开裂情况
电力电缆	VV	10D	-20	无	无
电力电缆	YJV22	10D	-20	无	无
电力电缆	YJY23	10D	-40	无	无
电力电缆	YJY23	10D	-45	无	开裂
控制电缆	KVVP	10D	-20	无	无
控制电缆	KVVP22	10D	-20	无	无
绝缘电缆	BV	10D	-20	无	—

注：1.试验的方法为在试验温度下保持6h，弯曲半径为10D时动态正反弯曲各一次，观察结果，D为电缆外径，以下相同。

2.电缆型号：前缀K为控制电缆，B为布电线类电缆，V、Y、YJ分别为聚氯乙烯（PVC），聚乙烯（PE）和交联聚乙烯（XLPE）绝缘和护套；P为屏蔽结构；后缀的数字22、23分别表示钢带铠装PVC或PE护套。

(2)低温静态弯曲试验指电缆弯曲后，在低温下保持一定时间，观察电缆是

否开裂。常用电缆的低温静态弯曲试验结果如表2示。

表2电缆低温静态弯曲试验结果

电缆类型	电缆型号	弯曲半径	温度/℃	绝缘开裂情况	护套开裂情况
电力电缆	VV	10D	-40	无	无
电力电缆	YJV22	10D	-40	无	无
电力电缆	YJY23	10D	-40	无	无
控制电缆	KVVP	10D	-40	无	无
控制电缆	KVVP22	10D	-40	无	无
绝缘电缆	BV	10D	-40	无	—

注：试验的方法为将低温动态弯曲试验后，未开裂的试样再降温到静态弯曲试验温度，在弯曲状态下保持6h后观察结果。

(3)低温摔裂试验是模拟电缆在施工放线时，电缆从人肩部摔落到地面与地面发生撞击后的开裂情况。常用电缆的低温摔裂试验结果如表3示。

表3电缆低温摔裂试验结果

电缆型号	试验温度/℃	弯曲半径	试验方式	绝缘开裂情况	护套开裂情况
VV	-10	10D	①	无	开裂
YJV22	-10	10D	①	无	开裂
YJY23	-20	10D	①	无	无
YJY23	-40	10D	①	无	开裂
KVVP	-10	10D	①	无	开裂
KVVP22	-10	10D	①	无	开裂
BV	0	以100m成圈	②	无	—
BV	-5	以100m成圈	②	开裂	—

注：试验方法为在试验温度下放置6h，取出后在15s内完成地面摔裂试验。

试验①为单根电缆从1.5m高度以自由落体向地面摔打3次，单根试验分直线放置和弯曲放置两种方式，弯曲放置电缆的摔打部位为弯曲处，两种方式的试验结果无明显差别。

试验②电缆成圈放置，从1m高度以自由落体向地面摔打3次。

3.3敷设实例和低温试验分析

(1)电缆的低温静态弯曲试验表明，即便普通的PVC绝缘和护套电缆在-40℃的低温下也未开裂，说明电缆并非冬季气温低而冻裂的。

(2)电缆低温动态弯曲时，普通的PVC护套电缆在-20℃、PE护套电缆-40℃下未开裂，说明电缆未局部受力和损伤时，在正常敷设温度下的动态弯曲不会导致电缆开裂。

(3)在低于正常敷设温度施工时，若电缆局部受到冲击力，如碰撞、在地面摔打时则很容易出现绝缘和护套开裂，特别是PVC绝缘和护套电缆。

4电缆选型和敷设施工的建议

4.1电缆选型和使用建议

(1)普通PVC护套电缆适合在-15℃以上地区使用，要求在0℃以上敷设施工，绝缘可采用PVC、PE、XLPE等。

(2)电缆若在-30℃以上地区使用，护套建议采用PE，也可选用耐寒型PVC护套或丁腈复合护套，在-10℃以上敷设施工，绝缘可采用PE、XLPE等。

(3)电缆在-30℃以下地区使用，护套建议采用PE，在-20℃以上敷设施工，绝缘可采用PE、XLPE等。

4.2敷设施工注意事项

(1)普通的PVC绝缘和护套电缆，施工温度需在0℃以上。

(2)耐寒PVC护套或丁腈复合护套电缆，施工温度需在-10℃以上。

(3)PE、XLPE绝缘PE护套电缆，施工温度需在-20℃以上。

(4)特殊情况电缆需在低于正常温度敷设施工时，要求在加热处理后1h内敷设完毕。

(5)低温敷设施工时，在电缆弯曲半径较小、斜坡等容易受力处应采取一定的措施，避免电缆因受力出现开裂。

(6)低温存贮和运输时，应避免碰撞、地面摔打等外力冲击。

5.结束语

本文分析了电缆产品标准、工程设计规范和施工规范中对电缆最低使用温度和敷设施工方面的规定，并模拟电缆敷设情况，进行了电缆低温动态和静态弯曲以及摔裂试验，对低温下电缆选型和敷设施工提出了建议。

因电缆样品、试验条件所限，还有待进一步试验和探讨不同材料、结构电缆的最低使用温度、最低敷设温度，为电缆的合理使用和施工提供工程参数。

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