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采用CableCAD仿真軟件建立平滑鋁套高壓電纜的分析模型，分析平滑鋁套電纜的彎曲性能，將彎曲時的載荷施加至建立的模型上，分別對20D、22D、25D、30D的筒體直徑進行計算。當筒體直徑為22D時，電纜彎曲應力分布見圖1；當簡體直徑為22D時，其安全系數(shù)分布見圖2。

圖1 筒體直徑22D時電纜彎曲應力分布

圖2 筒體直徑22D時安全系數(shù)分布

由圖1可知，平滑鋁套電纜的最大應力作用在平滑鋁套上；由圖2可知，當安全系數(shù)為1、筒體直徑為22D及以上時，應力變化不大，因此平滑鋁套電纜不會發(fā)生不可逆的變形。

選取平滑鋁套高壓電纜YJLP03-Z 127/220kV 1×2500，電纜標稱外徑D為138mm。本工作采用仿真軟件模擬計算平滑鋁套的22D筒體直徑的盤具和19D筒體直徑的盤具進行靜態(tài)彎曲性能驗證，試驗結果見表1。

表1 平滑鋁護套電纜的小筒體彎曲試驗

由表1可知，筒體直徑為22D時電纜上盤具后未見平滑鋁護套起皺變形，采用筒體直徑為19D的盤具并經(jīng)多次驗證后，電纜護套表面平整，未見不可逆的變形。

彎曲試驗后，按GB/T 18890-2015中成品電纜試驗的要求，對平滑鋁套電纜進行了局部放電和耐壓試驗，未發(fā)現(xiàn)超過靈敏度的放電，耐壓試驗順利通過。

電纜在施工過程中轉彎處可能會出現(xiàn)彎曲半徑不滿足20D的情況，但是否能滿足平滑鋁套電纜的彎曲性能要求，需要進行可行性研究。本文參考GB/T 32346.1-2015張力彎曲試驗方法，采用張力彎曲試驗，模擬平滑鋁套電纜在安裝敷設時的彎曲受力狀態(tài)下，進行平滑鋁套電纜的彎曲性能驗證，當彎曲半徑小于20D時，在規(guī)定的彎曲次數(shù)內(nèi)，平滑鋁套表面不起皺。

試驗方法及過程

有轉彎的電纜線路，在彎曲部分的內(nèi)側，電纜被牽引力的分力和彎曲物的反作用力共同作用而使其受到的一種壓力，這種壓力稱為側壓力，側壓力是牽引力與電纜彎曲半徑之比，側壓力與電纜的結構有很大關系，皺紋鋁套電纜的側壓力為3kN·m^-1。

采用大截面220kV 2250mm2平滑鋁套電纜為試驗樣品，轉輪的筒體直徑為32D（彎曲半徑為16D），張力彎曲試驗原理示意見圖3。

圖3 張力彎曲試驗原理示意圖

（1）側壓力（T）為5kN·m^-1，電纜彎曲半徑（R）為2200mm，按T=F/R計算得電纜拉力（F）為11kN。電纜拉力設計為11kN，在電纜末端施加拉力，使電纜繞轉輪卷繞和退出卷繞反復3次，不改變彎曲方向。

（2）側壓力5kN·m^-1張力彎曲試驗后，電纜拉力設計為22kN，側壓力10kN·m^-1，按照（1）的方法進行試驗。

試驗結果

按GB/T 32346.1—2015張力彎曲試驗方法分別在5，10kN·m^-1的側壓力下，對平滑鋁套電纜進行彎曲試驗，結果見圖4和圖5。

圖4 5kN·m^-1側壓力時平滑鋁護套彎曲試驗

圖5 10kN·m^-1側壓力時平滑鋁護套彎曲試驗

張力彎曲試驗后，分別觀察5kN·m^-1和10kN·m^-1側壓力下平滑鋁套電纜表面，繞輪卷繞和退出卷繞反復3次后，其表面均無起皺現(xiàn)象。

張力彎曲試驗后，平滑鋁套電纜表面均未產(chǎn)生鋁套起皺現(xiàn)象，再對試驗電纜進行電氣試驗，滿足GB/T 18890-2015中要求：

①局部放電試驗中，無超過申報靈敏度（5pC或更優(yōu)）的可測放電；②沖擊電壓及隨后的工頻電壓試驗，95~100℃，±1050kV各10次，318kV/15min，平滑鋁套電纜未擊穿和未閃絡。