摘要：电缆隧道作为电力输送中重要的设施，电缆隧道支架组合安装技术在电缆隧道中的应用有重要的作用。本文着重分析电缆隧道支架的组合关系。
关键词：电缆隧道；支架；组合关系
1 电缆支架及其立柱应满足的要求
a) 机械强度应能满足电缆及其附件荷重、施工作业时附加荷重、运行中的动荷载的要求，并留有足够的裕度，电缆支架宜采用自承式或螺栓连接方式；
b) 电缆支架除支持工作电流大于1500A的交流系统单芯电缆外，宜选用钢制；
c) 金属制的电缆支架应采取防腐措施，禁止采用易燃材料制作；
d) 电缆支架表面光滑，无尖角和毛刺。
e) 电缆支架的层间垂直距离，应满足电缆能方便地敷设和固定，在多根电缆同层支架敷设时，有更换或增设任意电缆的可能，电缆支架之间最小净距应满足相应规定。
2 支架型式选择
随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，对工业生产和日常生活中电网供电的安全性与可靠性需求也日益提高。电缆是供电系统中不可或缺的一部分。在输变电工程中，电缆沟、电缆隧道是电缆铺设的主要通道，而其中的电缆的架设均采用电缆支架承载。如图1所示。在电缆沟、电缆隧道以及其他电力电缆构筑物中，电缆支架主要作用是用于对电缆的支撑和固定，在电缆铺设、安装与运行中起着十分重要的作用。从电缆的生产与使用中发现，不同的电缆铺设环境采用不同材质的电缆支架，目前应用得比较广泛的主要有金属角铁电缆支架、水泥电缆支架、高分子复合材料电缆支架等，其中，金属角铁焊接电缆支架、铝合金电缆支架在电力系统和公用事业部门使用较多。
3 各材质支架的分析
3.1 金属材质电缆支架
角铁电缆支架和铝合金电缆支架统称为金属材质电缆支架，为传统材质的电缆支架，然而在具体工程施工和使用过程中有以下的缺陷存在：首先，电缆架设使用金属支架时，当电缆传输电流时在周围产生磁场，该磁场对金属支架作用并在相邻的金属支架之间形成磁场闭合回路，产生磁力环流，若电流强度比较高时，该磁力环流反作用于电缆，使电缆温度升高，增加电缆电流与支架涡流之间铁损，甚至产生弧光而损毁金属支架，为了避免该问题，一般对电缆直径加粗，防止磁场外露，然而会大大增加电缆设备的制造成本，另一方面为防止出现感应电，在安装角钢支架的同时，需要一条扁钢作为接电线，与主接地网焊接，增加现场工作量。其次，金属材质电缆支架在电缆沟中容易出现腐蚀，降低电缆支架的使用寿命，为了避免该问题，对电缆支架进行外涂油漆或热浸锌等技术处理，但是该方案治标不治本，尤其在比较恶劣的电缆沟或电缆隧道中，防锈腐蚀问题还是经常发生，从而影响整个线路的安全和无故障使用期。最后，金属支架生产过程能耗大、污染大，不符合国家节能减排政策；价格易受国际金属市场价格的影响；水泥现浇的支架外观粗糙，体积庞大，既容易损伤电缆护套，又不利于在狭小电缆沟内的施工。
3.2 复合材质电缆支架
高性能电缆支架的研究方向是针对质量密度低、强度高、不锈蚀的新型防火高分子材料来替代传统材料。我国 1994 年在上海召开的电缆标准会议上，电力部门就曾经建议改进电缆支架的材质，利用复合材料来代替金属材料。因此，研制质量密度低、强度高、不锈蚀的新型防火高分子复合材料电缆架来替代传统材料制造的电缆支架是电缆支架未来的发展趋势。
复合材料是由两种或两种以上不同组分的材料，通过适当的复合工艺，将其组合成一种具有整体结构特性、使用性能优异的新型材料。
复合材料电缆支架本身的优点主要表现在以下几个方面：（1）复合材料是非磁性材料，在电磁场内部不会产生涡流损耗，把电缆支架用复合材料来生产，与金属材质电缆支架相比具有明显的节能降耗效果；（2）复合材料电缆支架是以树脂为基体，利用玻璃纤维作为缠绕层，经复合成型工艺加工后，形成高强度复合材料电缆支架，该支架具有优良的力学性能、电性能和化学稳定性，具有较高的机械强度、较好的耐热性能和瞬时耐高温烧蚀性能，应用于变电站电缆层、电缆沟和电缆隧道等构筑物中，作为对电缆的支撑和固定部件。因此，以高强度复合材料组合电力电缆支架替代钢结均支架切实可行，而且具有明显的经济效益和社会效益。
3.2.1 复合材料电缆支架的分类
由于复合材料电缆支架与传统金属材质电缆支架，仅仅是材质上有所改变，对结构形式变化不大，因此复合材料电缆支架的分类，首先是根据端部固定方式的不同，可分为直埋式、螺栓式及组合式，这四种形式的结构示意图如图2所示。
上述四种电缆支架的结构，其中直埋式和插入式为预埋型分体式电缆支架，螺栓式和组合式为螺孔型分体式电缆支架，能满足不同安装环境和使用习惯的需求，便于各种宽度电缆沟内施工。
除了以上四种常用电缆支架外，根据使用场合的不同，有如下几种电缆支架可供选择：
图3为组装接插式电缆支架，该支架上设计的孔通过紧固件与横臂进行固定安装，实现直臂的间距调整，可以满足不同负载下的工程使用。图4是三层整体式电缆支架，这种结构为一体压制而成，安装简单方便，只需螺栓等紧固件即可实现固定安装。图5为滑动层叠式电缆支架，其横臂采用套入承载架的结构设计，只能上下直线滑动，故其能承受相当大的外力作用而不脱落，所敷设的电缆因此而不会掉落，电缆支架敷设的电线量大，占用空间小。图6为单臂式电缆支架，该支架结构简单，利用混凝土预埋，实现固定。
3.2.2 复合材料电缆支架的安装
对于角钢支架，其安装过程中的工艺流程一般遵循：材料材质检查——电缆支架的下料加工——电缆支架固定——接地线安装——检查验收。对于复合材料电缆支架来说，由于本身为整体缠绕或压制而成的整个组件，不需要对其进行下料加工组装等工序，只需要对其固定端进行固定即可。复合材料电缆支架结构为中部的金属支撑利用玻璃钢纤维缠绕后压制等工序形成，整体的导电性能很差，可以认为是绝缘体，因此对接地线的安装则不需要。综上，复合材料电缆支架的安装工艺流程可精简为：（1）材料材质检查：检查电缆支架是否是合格产品，其检验报告是否完整，整体尺寸是否满足设计要求；（2）电缆支架固定：对支架位置进行定位，要求支架层间净距不应小于两倍电缆外径加10mm，35k V及以上高压电缆不应小于2倍电缆外径加50mm，然后根据支架种类进行端部固定即可；（3）检查验收：根据电缆支架线路平面布置图，检查电缆支架最上层至沟顶、楼板或最下层至沟底、地面的距离；检查电缆支架的托臂间距，托臂和立柱的水平度和垂直度。
4 支架的安装方式
不论是金属支架还是复合支架，与塑钢预制式混凝土电缆隧道主体结构的连接均可采用预埋式和膨胀螺栓这两种方式，预埋式支架有以下几个特点：
1）预埋式支架预先埋设，对隧道结构的影响小；2）预埋式支架需要根据工程实际情况计算预埋支架的间距和长度等，标准化程度低；3）对预埋件的固定，保证在混凝土浇筑过程中不跑位也是复杂过程，增加工作量；4）预埋式支架对后期电缆隧道容量可能发生变化导致的电缆支架的变化适应性相对也差。
相对于预埋式支架，膨胀螺栓式支架有以下几个特点：
1）膨胀螺栓式支架后期施工，对隧道主体结构可能造成不良影响；2）膨胀螺栓式支架需要根据工程实际情况后期施工，不影响电缆隧道主体的预制，标准化程度高；3）膨胀螺栓式支架对后期电缆隧道容量可能发生变化导致的电缆支架的变化适应性相对好；4）膨胀螺栓式支架在两种电缆构筑物接头处可根据实际情况调节，适应性好。
结语
随着工艺及社会生产力发展，对电缆支架的性能要求及使用寿命标准也相应提高，选择性能优良、安全可靠性、快速安装的电缆支架成为了电缆敷设工程中迫切需求。因此，对电缆隧道支架组合关系分析的研究势在必行。