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一种新型电缆蛇形拿弯控制工具的研究

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摘要：本文针对电缆在垂直蛇形敷设过程中的一系列难题引入了电缆垂直蛇形敷设专用工具并详细阐述了新的施工方法，旨在解决电缆垂直敷设时拿弯困难、蛇幅控制等问题，并提升电缆垂直敷设的工作效率。

关键词：蛇形敷设；专用工具

一、引言

为适应城市的规划和发展需要，隧道和综合管廊由于其可容纳电缆回路多，运维检修方便等优点，正逐渐成为未来最重要的电力通道之一。然而在这种敷设环境下，电缆中的导体由于运行过程中积蓄的热能损耗受热膨胀，线路长度伸长，将会挤压冲击电缆接头和终端等脆弱部位，严重时可致其损坏。因此对于隧道和综合管廊中的大截面电缆必须采取蛇形敷设，使受热增加的长度在各个蛇幅节距中得到有效分散，以确保电缆线路安全可靠运行。

二、蛇形敷设方式的比较

目前电缆的蛇形敷设方式根据空间布局特征的不同可分为水平蛇形敷设和垂直蛇形敷设两种[1]。经实践证实，两种敷设方式均可有效分散电缆运行过程中产生的热机械力，但各有优缺点。

（一）水平蛇形敷设

水平蛇形敷设是指通过将电缆在水平面上进行滑移使之呈蛇形布置的敷设方式[2]，当采用水平蛇形敷设时，电缆支架的间距一般在1米左右，使得每个波节电缆重量能够较为均匀地分配到多个支架上，而不会因电缆自重导致下垂。水平蛇形敷设的优点在于水平面上对电缆进行滑移布置较为方便，且更易于控制蛇形波幅。但水平蛇形敷设对电缆支架的数量要求较大，且在应用水平蛇形敷设时，电缆线路占用的电缆通道宽度较宽，相较于常规直线布置的敷设方式多出约500-600mm，不利于电缆通道的空间规划。

（二）垂直蛇形敷设

垂直蛇形敷设是指电缆在竖直面上呈蛇形布置的敷设方式。在施工时一般将波形节距控制在4~6米左右，因此需要的电缆支架相较于水平蛇形敷设大大减少。在每个节距中通过调节电缆长度，利用电缆自重并施加一定的下压力使电缆下弯达到规定的蛇幅。垂直蛇形敷设的优点在于占用的水平空间较少，与常规的直线布置敷设方式相差不大，大大地利于电缆通道空间的规划，便于后期检修运维工作的开展。其缺点主要在于施工阶段时电缆拿弯工作难度较大，蛇形波幅难以控制。本文将就这一系列问题进行深入探讨，并提出一种新的电缆垂直蛇形敷设方法，力求解决问题并提升敷设效率。

三、传统电缆蛇形敷设方法介绍

传统的电缆蛇形敷设方法为“手扳葫芦综合法”，即在电缆敷设过程中将电缆一侧用夹具固定在支架上，然后利用手扳葫芦、吊带等工具进行电缆拿弯作业[3]，拿弯过程中需不断测量和调整蛇幅大小使之满足规定值的要求，在拿弯完成后还需利用角铁、木块等对蛇形固定一定时间以防止电缆蛇幅回弹。

传统的电缆蛇形敷设方法操作较为繁琐，需要多人同时配合进行作业，因此不确定因素较大且在拿弯过程中蛇幅控制和调整及其困难。另外，使用手扳葫芦来提供下拉力进行拿弯作业时，由于受力面较小且受力较不均匀，电缆在弯曲过程中无法完全呈圆弧状，因此容易对电缆造成损伤且产生的回弹力也较大。

四、新型电缆拿弯专用工具介绍

新型电缆拿弯专用工具如图所示，整体支撑结构由底座、支柱、上下横担构成。整体结构可拆解组装，以便于工具的运输和下井，底座设有四个万向轮，使得工具在电缆通道内易于转移，支撑电缆上下横担可以自由调整，以应对在各种高度下敷设电缆的拿弯作业。拿弯装置为一具有圆弧型的单侧压模，通过导柱固定在上横担上，施工时通过转动压模上的螺杆产生下压力使电缆弯曲，压模内侧设有压力传感器，当压力值超过设定值时能够发出警报提醒作业人员，使拿弯装置对电缆的侧压力处于可控状态从而避免对电缆造成损伤。横梁与压模上沿设有测距仪，可以实时测量蛇幅大小并反馈给操作者，使原本繁琐的调节蛇幅工作变得自动化、便捷化。

五、使用新型拿弯工具的作业过程

首先将装置零部件运输至电缆隧道或综合管廊等需要进行电缆弯曲的位置，把立柱，横担及电缆拿弯装置组装好。将装置移动至第一个蛇幅节距内并调整好装置位置，将电缆一侧用夹具固定，打开激光测距仪和压力传感器，将拿弯装置下降置于电缆上部，归零激光测距仪。根据作业指导书的蛇幅大小要求操作螺杆进行电缆拿弯作业，待蛇幅达到规定值后将本节距另一侧电缆用夹具固定，微收拿弯装置，观察电缆和压力传感器读数，看有无回弹现象，若存在回弹力则重复拿弯操作直至回弹力完全消除。至此一个节距的电缆蛇幅拿弯工作完成，将装置移动至下一节距继续进行拿弯作业。

六、结论

为了解决隧道和管廊中运行电缆的热机械力问题，在施工阶段对电缆进行蛇形敷设是十分必要的，满足相关规程的蛇形敷设可有效地分散电缆受热后的伸长量，消除电缆线路接头与终端等脆弱部位的热机械力，从而确保电缆线路安全运行。

当下仍广泛使用的传统垂直蛇形敷设方法效率较低，且无法精确控制蛇幅大小，对电缆的受力情况也没有进行很好的控制。本文提出的新型电缆拿弯专用工具以及相