螺栓式复合材料电缆支架的应用分析

李涛

摘要：结合目前工程建设积极推广“五新”应用，其中对于工程新材料的应用，且具体应用效果及推广都广为关注。在发电厂与变电所内电缆支架作为电缆隧道和电缆沟内支撑电缆连接应用的材料设备，传统的金属角钢支架本身生产耗能大，安装工序多，在潮湿恶劣环境中易腐蚀，设备维护费用高，使用寿命短，为厂内用电设施造成安全隐患。为了克服以上问题，对于新材料电缆支架的应用，采用复合材料代替角钢来生产电缆支架成为目前用电安全的发展趋势。相比于金属材质的电缆支架，复合材料电缆支架具有优良的力学性能、电性能和化学稳定性，且耐腐蚀、耐老化，具有阻燃性，不产生涡流损耗，并符合环境保护的原则。

关键词：复合材料，电缆支架，性能，效益

1、复合材料电缆支架与角钢支架主要技术性能对比

螺栓式复合材料电缆支架，是以饱和聚酯树脂为基体，玻璃纤维为增强材料，利用先进复合材料成型工艺制成，适用于电缆支撑和固定。复合材料电缆支架的技术特点：

1)根据使用条件，合理设计支架的结构尺寸，即节约了材料又确保了强度。

2)整个支架结构合理、美观大方。

3)此种支架安装简便、耐腐蚀、抗老化、阻燃性能好，维护费用低。

4)此支架的材料没有回收利用价值，可以杜绝盗窃现象的发生。

5)本支架设计使用寿命为30年。

6)本支架底座和横梁为分体结构，不仅安装更换方便，而且可以避免拖电缆时对支架造成的危害。

7)解决了热塑性支架难以解决的蠕变现象。

复合材料电缆支架与传统角钢支架性能比较表

（1）物理化学参数

2、螺栓式复合材料电缆支架的应用

2.1应用区域及使用条件

目前发电厂电缆通道的设计通常以桥架型式为主，结合部分区域支架型式以达到贯穿电缆敷设通道的条件。结合建设工程积极“五新”中新材料的应用，复合材料电缆支架逐渐被广泛应用到电缆通道作为敷设电缆的支撑结构。按照应用区域条件来说，螺栓式复合材料支架适合在各类型发电机组及输配电工程的辅助车间、配电间、升压站及变电所内部配电单元及用电设施的电缆通道使用。按照使用条件来说，根据复合材料支架的特点特性适合于酸碱制药车间、多雨潮湿或沿海盐雾的区域，以防止锈蚀问题后期带来的维护与安全问题。以上应用区域及使用条件首先是以满足大合同支架材料使用技术要求为准，当然在项目投标阶段也可做出方案说明，提前介入以便于业主方接受。

2.2施工安装

传统热镀锌角钢支架制作安装工艺流程一般遵循：材料材质检查--电缆支架下料加工--电缆支架焊接固定--接地线安装--检查验收。通常根据设计施工图纸对热镀锌角钢下料、焊接进行电缆支架成品预制作，成品制作完成后对电缆支架进行二次防腐处理，再将预制的成品电缆支架在电缆沟或隧道内按照图纸布置的间距焊接到沟道内预埋件上，对成排焊接的电缆支架通道进行接地后整体验收。而螺栓式复合材料电缆支架对土建电缆沟道无需安装预埋件，适合在砖砌、混凝土浇筑的电缆沟壁中安装，安装方式采用膨胀螺栓进行固定，减少土建施工工序，节约土建施工的费用且更好的提高混凝土的浇筑质量，较角钢制作安装的工期缩短一半。安装完成的支架不易锈蚀，降低后期维护费用。使用复合材料避免过程中对电缆外护套造成损伤，消除了线路运行中潜在的安全隐患，同时减少了施工人员在支架安装与电缆敷设过程中的意外伤害几率。

从工程施工角度考虑，电缆支架通过供应商车间生产，现场安装简易快捷，且支架采用绝缘材料生产制造而成无需对电缆沟支架进行接地施工，减少了安装工人投入，提高了现场的工作效率，有效的缩短了施工工期。

2.3经济对比分析

针对工程实际运用，按照常规主厂房到升压站A外区域电缆沟道支架设计，沟道设计支架为双侧，采用L50*5热镀锌角钢材料制作，安装间距为0.8米，对螺栓式复合材料与传统钢制电缆支架进行经济对比分析。结合电力建设工程预算定额（2013年版）第三册电气设备安装工程中电缆支架安装具体项目工程预算定额如下表：

电缆沟支架示例图

在合计综合费用方面，复合材料电缆支架略高与镀锌角钢支架，但复合材料的电缆支架防腐性能良好，不易锈蚀，且钢材价格易受国际金属市场价格的影响。镀锌角钢支架制作材料工程在使用过程中按照限额进行领料，避免材料浪费。金属支架材料及制作生产过程能耗大、污染大，不符合国家节能减排政策。综合考虑到使用寿命、安装工期、后期维护与环保要求，从长远使用能够降低成本。

3、结语

复合材料可设计性强，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。凭借其优良的性能，可在电力系统获得更为广泛的应用。

（1）传统的钢结构电缆支架存在易锈蚀、导电、导磁的问题,不能完全满足电力建设和资源节约的要求。对于高压单芯大截面电力电缆，为避免产生涡流损耗，应选用非铁磁性材料支架。

（2）以树脂为基体玻璃纤维增强的复合材料，具有优良的力学性能、电性能和化学稳定性，耐腐蚀、耐老化、阻燃、不产生涡流损耗并符合环保要求。在电力系统中应用复合材料电缆支架具有节能降耗的突出优点。

（3）复合材料电缆支架符合电力设施电缆的装置要求、适用于电缆沟、电缆隧道、竖井、电缆层和工井等各种电缆构筑物。

（4）经综合技术经济比较，高强度复合材料电缆支架优于角钢结构电缆支架。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。

参考文献

［1］杨先进，复合支架在高压电力电缆线路中的应用，浙江电力，2014年第1期

［2］侯静梅，SMC高分子复合材料电缆支架的性能优势和应用，价值工程，2012，第32期

作者简介

姓名：李涛工作单位：山东电力建设第三工程公司职务：专工