电缆机械力的计算方法

在电缆敷设过程中，作用在电缆上的机械力主要有牵引力、侧压力和扭转力。机械力超过电缆的允许值，就会损伤电缆，尤其是在敷设路径落差较大或弯曲较多的场所，机械敷设大截面高压电缆前，需要根据敷设方式的不同计算电缆的牵引力和侧压力，确定卷扬机械的容量，保证敷设机械力满足规程要求。电缆所受到牵引力和侧压力与电缆盘架设的位置、电缆牵引方向和电缆穿管材料的摩擦系数等因素有关。

（1）牵引力

1）牵引力的规定

《电气装置安装工程　电缆线路施工及验收标准》（GB50168—2018）给出了用机械敷设电缆时的最大牵引强度要符合表2.6中的规定。同时，机械敷设电缆的速度不超过15 m/min，在复杂路径上敷设时，其速度应适当放慢。采用牵引头牵引电缆是将牵引头安装在电缆线芯上，牵引力主要作用于电缆导体上，导体受力较大，因此，允许牵引强度较大。采用牵引网套时是电缆外护套受力，一般在电缆线路不长、电压等级不高、所需牵引力较小时使用。铅套抗拉强度低，但有强带加固，故允许牵引强度为10N/mm2；铝护套的抗拉强度高，但为了防止波纹的变形，允许牵引强度一般取为20N/mm2。

表2.6　电缆最大牵引强度

2）牵引力的计算

在电缆直埋、电缆沟、电缆隧道等通道敷设时，电缆放置在滚轮上施放，在电缆穿管敷设时，电缆在管道内施放，不同的材质有不同的摩擦系数，见表2.6。电缆的质量使它和滚轮或管道的接触面之间产生了压力，这个压力乘以接触面的摩擦系数，所得的摩擦力就是牵引时所必须克服的阻力，即牵引力。电缆质量越大、摩擦系数越大，牵引力也越大，牵引力还会随电缆长度的增加而增大。电缆敷设时施加在电缆上的牵引力应不大于电缆允许的最大牵引力，要尽量减小牵引力的大小，防止损伤电缆。在进行电缆敷设前，要根据电缆的材质和敷设方式对电缆路径上施放牵引力进行计算，便于控制牵引力、选择电缆的敷设起点和分段敷设位置，以便合理安排牵引工具和人员。

电缆牵引力的计算公式表示为

式中　T——牵引力，N；

　　　μ——摩擦系数，见表2.7；

　　　W——电缆每米质量，kg/m；

　　　L——电缆长度，m。

机械敷设大截面电缆时，要先确定敷设方法、线盘架设位置、电缆牵引方向，后校核牵引力和侧压力，配备充足的敷设人员、机具和通信设备。首先要计算电缆从电缆盘上施放出来克服电缆盘轴孔和轴间的摩擦力，在孔和轴配合较好的情况下，摩擦力可折算成15m长的电缆重力。然后将按照不同路径、敷设方式摩擦系数不同，将电缆分成不同的受力段，分别计算各段的牵引力值，电缆施放克服轴孔和轴间的摩擦力和各段牵引力相加得到路径上总的牵引力。(www.xing528.com)

电缆线路各种情况下牵引力的计算公式见表2.8。

表2.7　各种牵引条件下的摩擦系数

注：混凝土管包括石棉水泥管。

表2.8　各种情况下牵引力的计算公式

注：T—牵引力，N；
μ—摩擦系数，见表2.7；
W—电缆每米质量，kg/m；
L—电缆长度，m；
θ1—电缆作直线倾斜牵引时的倾斜角，rad；
θ—弯曲部分的圆心角，rad；
T1—弯曲前牵引力，N；
T2—弯曲后牵引力，N；
R—电缆弯曲时的半径，m。

（2）侧压力

电缆在转弯时，转弯部分的内侧会受到牵引力分力的反作用力而发生挤压，产生侧压力。侧压力过大，容易对电缆外护套造成机械损伤，影响绝缘性能。塑料电缆的最大允许侧压力为3kN/m。

一般情况下，侧压力等于牵引力和弯曲半径之比，即

式中　P——侧压力，N/m；

　　　T——牵引力，N；

　　　R——弯曲半径，m。