王震
中铁第六勘查设计院集团有限公司电气化设计院分公司 天津市 300000
摘要：随着我国社会经济的快速发展，人民群众对于出行的要求也越来越高。由于地铁运行速度快。准时率比较高，所以成为人们出行的重要选择，为了有效保障地铁的安全稳定运行，必须要针对地铁的供电系统进行分析。本文针对地铁供电系统，环网电缆敷设的特点，以及环网工程的施工设计进行分析，能够有效的提高地铁供电环网敷设质量。
关键词：地铁工程；35kV；电缆敷设
引言
通过地铁供电系统自建的主变电所将城市的电网电能转换为地铁供电所需电能，并且利用环网电缆将电能传输到各个地铁站。由于地铁站之间的线路均位于地下而且区间结构非常复杂，所以在环网电缆敷设的过程中经常会遇到许多特殊的问题，必须要加以深入研究。
一、35kV环网电缆敷设的工程特征
35kV 出线电缆、区间变电所间的35kV 联络电缆、车场及车站，这些都是城市轨道交通供电系统35kV 中压环网电缆的重要组成部分。根据其敷设位置的不同，将这些环网电缆的敷设分为区间电缆和车站电缆两大类。在车辆基地、控制中心、车站以及停车场所敷设的电缆便属于车站电缆。环网电缆敷设工地的要求是需要大量的人工能施工的场所，并需要不同的施工车辆能顺利抵达。
二、户外电缆常出现的问题
2.1外护套层开裂
电缆在户外环境敷设，长时间被日照、雨水侵蚀容易发生外护套开裂的问题。个别外护套开裂可采用包扎、小范围修复等手段处理。电缆多处外护套开裂，水分内侵会严重影响电缆绝缘性能。
2.2中间电缆头处拉脱
电缆在户外敷设，由于热胀冷缩，温度变化时电缆长度也会发生变化。在收缩时，巨大的作用力可能导致中间电缆头处拉脱。
2.3中间电缆头处非导体层收缩
由于材质不同，电缆非导体层各层的收缩性能也不同。各层相对于导体的回缩，会造成中间接头处磁场畸变、绝缘层受损、主绝缘被破坏的情况发生。
三、原因分析
3.1环境因素
高架区间电缆未采取遮阳措施，电缆长时间受阳光直射（紫外线），外护套层容易老化开裂。户外环境温度变化较大，材料伸缩可能造成外护套开裂。电缆导体、绝缘层、外护层、电缆附件伸缩性能不同，造成中间接头处的非导体层回缩。因此应该考虑增加电缆遮阳措施。
3.2施工工艺
电缆敷设施工过程中可能会造成电缆外护层隐性损伤，而这些隐性损伤在电缆运行一段时间后才会显现。施工方面的原因主要有：
（1）电缆敷设未按设计要求进行施工，包括：在电缆头制作前电缆未充分释放应力；电缆未预留足够裕度；未在规定位置及电缆中间头两侧进行刚性固定，造成电缆头长期受力。
（2）电缆中间接头的制作工艺不达标，应力控制部件与电缆绝缘屏蔽搭接长度不足，电缆外护套与电缆附件外护套搭接长度不足，中间接头会在材料正常伸缩的情况下发生脱离。
（3）敷设时电缆转弯半径不满足规范的要求，转弯半径过小，会造成转弯处电缆受力过大。
3.3电缆生产工艺及外护套材料选型
由于要求城市轨道交通用电缆具有低烟无卤A类阻燃性能，因此必须采用低烟无卤阻燃护套材料。
目前电缆采用的护套混合料主要有聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚烯烃等。PVC护套材料阻燃性能好，但其燃烧时会放出大量的卤化氢气体和浓烟，造成火灾的“二次危害”，对人体健康及环境损害较大，不能满足低烟无卤的要求。聚烯烃或聚乙烯是易燃高分子无卤材料，分子结构为线形，氧指数一般不超过20，其本身是可燃的，燃烧时会分解出水和二氧化碳。聚烯烃护套材料中添加了大量的无机阻燃料，如果阻燃添加剂配比不合适，会弱化护套物理机械性能，造成其拉伸强度和断裂伸长率下降。
四、解决方案
4.1电缆选型及外护套层技术要求
地下区间选择低烟、无卤、Ａ类阻燃聚乙烯护套电缆；地上区间选择低烟、低卤、Ｂ类阻燃聚氯乙烯护套电缆。
对于外护套，添加阻燃剂等后材料的抗张强度、柔韧性降低，易发生开裂，所以外护套选型在保证阻燃性的前提下，还需要考虑机械性能。地下区间选择阻燃性好、燃烧无有毒物质释放的无卤Ａ类阻燃电缆；对于地上区间，低卤电缆的阻燃层一般采用聚氯乙烯为基材的材料，并添加阻燃剂。聚氯乙烯材料阻燃性好，添加的阻燃剂少，材料的抗张强度强一些，发生开裂的情况较少。地上用的低烟、低卤电缆，为保证机械性能，避免开裂及收缩，对阻燃、烟气、卤素的要求可以适当降低。
低烟、低卤、B类阻燃电缆的低烟性能应满足GB/T17651要求，即在试验条件下，燃烧时产生的烟浓度其最小透光率不小于20%。按GB/T17650的规定，电缆燃烧时逸出气体的pH值不小于2.5，导电率不大于30μs/mm。低卤电缆的性能应满足GB/T17650.1要求，即在试验条件下，燃烧时产生的卤酸气体逸出量不大于100mg/g。阻燃性能应能满足GB/T18380规定的B类成束电缆垂直燃烧试验的要求。
4.2电缆绝缘层的收缩性能要求
由于工艺原因，交联聚乙烯绝缘层内部可能会存在很大的内应力，使绝缘层收缩，导体露出。交联聚乙烯绝缘层的收缩性能应满足GB/T2951要求，即在收缩试验条件下，持续时间1h，最大允许收缩率为4%。
4.3施工工艺的要求
（1）中间电缆头制作过程中，电缆绝缘屏蔽层与应力控制部件间、电缆外护套与电缆附件外护套间的搭接部分应严格满足电缆头制作的工艺要求，避免出现脱离的现象。
（2）敷设完的环网电缆需静置24h以上，充分释放电缆应力后，再进行中间电缆头制作，避免出现电缆导电部分和绝缘部分不同程度收缩的情况。环网电缆敷设完后，应阶段性排查环网电缆中间头及电缆状态，并做好检查记录。设置电缆中间头托架，避免电缆划伤。
（3）电缆在敷设过程中应该考虑一定的弛度，电缆转弯时应满足电缆转弯半径的要求；电缆的中间头和终端头应刚性固定；在伸缩缝处应留有0.6m的电缆余量；在电缆中间头两端电缆应各留1m余量，终端头留1m余量；区间电缆应留10m余量；电缆盘放在车站两端站台板下，盘放半径应满足电缆转弯半径要求。
4.4生产工艺和相关实验的要求
电缆在出厂前应进行充分的应力释放后方可运输至现场施工。根据经验，应力释放时间应至少20天。另外，须把好型式试验、出厂试验、抽样试验、现场试验的验收关，并重点关注与电缆外护层开裂和电缆头拉脱有关的机械物理性能试验的相关内容。
五、结束语
通过本文针对地铁供电系统环网电缆敷设的特点进行分析，明确了当前地铁供电系统的施工问题，并且针对性的进行分析，从而有效提高地铁供电系统的质量。
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