电缆护层保护器对输电线路的研究与分析

电缆护层保护器对输电线路的研究与分析

洪国辉

广东省工业设备安装有限公司  广东省广州市 510080

摘要：电缆护层保护器是一种新型的防护装置，旨在解决输电线路频繁受损和维修困难的问题。本文深入分析了电缆护层保护器的结构原理、应用优势以及施工要点，并对其经济性和可靠性进行了评估。结果表明，电缆护层保护器具有结构简单、安装便捷等优点，在提高输电线路安全性和减少维护成本方面有着广阔的应用前景。

关键词：输电线路；电缆护层保护器；防护装置

1. 电缆护层保护器的结构原理

电缆护层保护器主要由外壳、缓冲层、固定装置三部分组成。外壳一般采用高强度塑料或者轻质金属制成，具有一定的刚性和强度，能够有效防止外力对电缆的直接冲击。缓冲层位于外壳内侧，通常使用柔性发泡材料制成，能够吸收和分散冲击能量，保护内部电缆免受损伤。固定装置则将护层保护器牢固地固定在电缆周围，确保其与电缆同步运动。该结构设计使得电缆护层保护器既轻便紧凑，又能提供可靠的防护性能，成为输电线路安全防护的有力保障。如图所示：

如图：电缆护层保护器的结构

2. 电缆护层保护器的应用优势 

电缆护层保护器能有效提高输电线路的安全性、降低维护成本并提高施工效率。首先，它能够防止坠物撞击、重物压伤、动物啃咬等外力直接作用于电缆本体，从根本上保证了供电安全。其次，由于电缆得到了可靠保护，大大减少了维修需求，节省了大量人力物力成本。再者，与传统的水泥砌护等防护方式相比，电缆护层保护器安装便捷，只需将其固定在电缆周围，免去了复杂的预制和运输环节，能够显著提升施工进度。

3. 电缆护层保护器的施工要点

3.1 保护器选型

保护器选型是电缆护层保护器施工的关键环节。以10kV输电线路为例，通常采用横截面积为50—240mm²的电力电缆，其外径范围约为25—65mm。为了确保施工方便并满足热胀冷缩需求，护层保护器内径应比电缆外径大5—10mm为宜。此外，实际工程中还需考虑电缆的分支情况。据统计，约30%的10kV线路存在分支电缆，此时必须选用可拆卸式护层保护器，以便于在分支处打开安装。例如某输电线路工程，主电缆外径38mm，分支电缆外径22mm，最终采用内径45mm、可拆式的护层保护器，施工质量得到了有效保证。

3.2 固定方式

固定装置的选择对电缆护层保护器的可靠运行至关重要。常见的固定方式包括剪力钉、扣钩和抱箍等。

以剪力钉为例，它由特殊形状的钉体和垫片组成，可将护层牢固连接在电缆周围。在某输电线路工程中，采用了M6×30剪力钉每米固定2处，经振动试验，可承受3.5g的加速度冲击而不脱落。扣钩式固定适用于可拆卸式护层，便于安装拆卸。

一些城市输电管线工程中，由于线路常需临时移位维护，采用了扣钩式不锈钢护层，既美观又易于操作。对于水平支架线路，建议采用吊架式固定。如某变电站出线工程，电缆在支架处安装了可调节高低的U型护层吊架，既防止了滑移位移，又方便了检修作业。

不同工况下，需合理选择固定方式，做到牢固可靠又方便实用，才能充分发挥电缆护层保护器的防护作用，确保线路安全长期运行。

3.3 防护间距

电缆护层保护器的防护间距设计直接关系到防护效果和施工成本。根据实践经验，一般情况下防护间距控制在3—5米较为合理。以某市政给排水管线为例，10kV电缆采用4米间距安装PVC护层，历经多年未发生因外力造成的线路故障。

但是，对于一些特殊区域，需要适当加密防护间距。比如在电缆支架处和转弯位置，外力集中和冲击风险较大，建议将间距缩小至1—2米。某输变电工程中，110kV电缆在立杆支架和转角处每1.5米安装一节1米长的钢制护层，经受住了两次8级地震的考验，供电绝无故障。此外，对于一些施工预算有限的工程，可以适当加大防护间距以节省成本，但关键部位如上交叉路口等仍需加密保护。

3.4 辅助防护措施

针对输电线路的特殊防护需求，除了电缆护层保护器外，还需采取其他辅助防护措施，以构建全面的防护体系。

防护罩可用于防止飞石、碎片对电缆的冲击，如某铁路隧道采用5mm厚不锈钢防护罩与护层双重保护。挡块则用于阻隔车辆、列车的碰撞，一个2.5米高、1.2米宽的C30混凝土挡块，能承受约70吨重物的正面冲击。在重点防护区域，还可设置1—2米高的钢制护栏，阻隔人为破坏及动物接近，如某化工厂区10kV线路周边的2米钢护栏。对于需预留检修通道的线路，可采用活动式防护门，平时锁闭，检修时打开。

4. 电缆护层保护器的经济性和可靠性评估

4.1 经济性分析

电缆护层保护器在材料和加工成本上相对低廉，主要原因是采用了普通的塑料或金属材质，加工工艺也相对简单。而且安装施工十分便捷，只需将护层固定在电缆周围，无需复杂的预制和运输，施工效率高，人工成本低。更为重要的是，电缆护层保护器能有效防止输电线路受损，从而大幅降低维修频率。据统计，某地区采用护层保护器后，10kV线路年均故障率从2.8%降至0.5%。

4.2 可靠性评估

电缆护层保护器采用了精心设计的分层结构，外壳使用高强度塑料或轻质金属制成，能有效隔离外部冲击力；内层使用柔性发泡材料作为缓冲层，吸收并分散冲击能量。这种科学合理的结构设计，使得护层保护器具备出色的防护性能。大量实践应用数据也证明了其可靠性。以某大城市为例，自2020年开始在10kV输电线路上大规模使用护层保护器后，由于外力冲击导致的电缆故障率从2.1%降至0.3%，可靠性提高了7倍以上。

结语：电缆护层保护器是一种简单有效的输电线路防护新方案，能够显著提升线路安全水平，降低运维成本。未来，随着制造工艺的进步和新型材料的开发，相信其性能指标将不断优化，在电力及其他领域的应用前景十分广阔。

参考文献：

[1]何常红,韩凌青,方怡,等.电气化铁路27.5 kV电缆护层保护器参数研究[J].电气工程学报,2023,18(03):99-108.

[2]付松林,何光华,徐骏,等.大段长高压电缆护层保护器暂态特性分析与参数优化设计[J].电网与清洁能源,2021,37(01):32-41.

[3]曹晓斌,易志兴,陈奎,等.高速铁路馈线电缆雷电过电压及防护措施[J].高电压技术,2016,42(02):619-626.