10kV电力排管疏通设备的研发

10kV电力排管疏通设备的研发

钱程程国开

（宁波供电公司浙江宁波315000）

摘要：电力电缆通过电缆排管敷设，一些问题也逐渐暴露出来，其中最难解决的是排管堵塞导致的电缆无法穿过。由于施工现场泥沙较多，下雨和积水会导致泥沙流入管道内，长时间阻塞管道，尤其在备用排管和过河、过马路顶管使用时这种现象尤为严重。堵塞的排管严重阻碍电缆敷设，对工程施工进度造成严重影响。如何疏通堵塞排管亟待解决。

关键词：电缆排管、敷设、堵塞、疏通

一、引言

目前，城市高压电缆一般通过电力排管敷设于地下，可以大大减少占地面积，提高供电安全性和可靠性，同时也不会对城市景观造成影响。城区电缆地下排管的敷设率已经达到了90%以上，很多乡镇也开始进行架空线路入地化改造。地下排管未做好封堵工作将会出现泥沙堵塞，严重影响电缆敷设施工，对排管的疏通非常有必要。

二、方案介绍

1.传统解决方法

一般的电缆管道，根据施工工艺可分为两类：一类是以PVC管为材料的普通排管，一类是以MPP管为材料的顶管，因此我们以这两类管道的堵塞作为研究对象。

对于普通排管的堵塞，常常采用爆破排管或者高压水枪管口冲刷的方式进行疏通。爆破排管是一项较为复杂的工程，常常涉及线路停电、政策处理、马路维修、绿化补偿等等问题，风险较高，施工难度大，工期长。高压水枪管口冲刷，即将高压水枪放置于排管的一端，如果堵塞处距离管口较远，水流的冲击力将大大减弱，难以达到疏通的目的，如果排管被完全堵死，水流无法流向排管的另一端，这样该方法不能达到目的。

对于顶管堵塞，一般情况下，过河及过马路顶管，两端高，中段低，目前倘未有可以疏通的办法，只能放弃原先顶管，重复建设，费用会大幅增加，影响整个工程的建设周期。

2.技术难题

（1）电缆排管狭窄，大型器械难以进入；

（2）存在多处堵塞的情况，位置难以确定；

（3）淤泥堵塞位置远离工作井，普通高压水枪从排管口打入后冲击到淤泥时已经没有冲击力，无法有效疏通管道；

（4）一般水泵容易被泥沙堵塞，抽水困难；

（5）长距离抽水可能吸入部分空气导致气缚现象；

（6）电缆排管内部须防止受到机械损伤。

3.设计思路

（1）破土装置

①对风镐进行改装，送入管道内，通过高压空气撞击淤泥，使泥块松动破碎，以达到疏通目的。但风镐撞击力量极大，深入管道内难以控制方向，可能导致电缆排管内部的机械损伤；后座力强，长距离输送后对推进杆强度要求很高；且淤泥混杂积水，撞击破裂后很快粘联难以排出。

②使用高压水枪，因管道窄且长，在管道口不易控制深入管道内的枪头，故对枪头进行改装，放弃出水口开关部分，利用高压水泵开关直接控制，大大减小了枪头体积，方便操作。且高压水枪持续出水后座力较小，对推进杆强度要求小。喷射水流对淤泥的分散作用明显，粘度和比重下降，方便后续排放处理，因此选用此方案。

（2）排水装置

①喷射泵方案。利用空压机或高压水流产生的高速流体从真空室喷出，抽水口形成类真空环境，底部带有淤泥的浑水受负压影响迅速排出。这种设计优势在于不受任何管道内杂物影响，但缺点是工作效率较低，设计和制作精度要求极高，对高速空气流和水流质量要求也很高。

②气动叶轮方案。在抽水口加装带有叶轮的气动马达，利用高压空气带动气动马达运转，用叶轮将浑水从底部推出。这种设计的优势在于排管底部作业效率更高，不存在气缚现象，加装底阀后效率稍有降低，但可将排管内浑水彻底排尽。但这种设计对叶轮的强度要求很高，浑水当中也不能掺杂石子，管道较长时气体压力不足导致动力不足，且气动马达价格高昂，维修困难。

③水泵方案。利用抽水泵将浑水从排管内抽出。水泵方案有两个难点，一是对水质的要求很高，一旦堵塞叶轮可能导致发动机过热而烧毁，我们采用的解决方案是采用半开放式叶轮，直径小于1cm的石块不会对水泵抽水产生影响；二是后水管道和泵壳内淤积气体会产生气缚现象，导致排水速度大幅下降，解决方案是加装底阀，改造的底阀不仅能使气体的产生量大大减小，还能阻挡直径过大的石子等杂物，维护水泵正常工作。此外，向排管注入更多的水，提高水位，淤泥冲击部位的压力增大，污水泵的排水效率相应上升，密度较大的泥沙更易排出。

（3）辅助装置

①助动滑车。助动滑车可以固定排水口与喷枪，减少装置头部摩擦，帮助喷枪定位以达到更好的清洗效果，在底部水位上升时助动滑车车可使高压喷枪和钢丝软管不会偏离工作位置。

②底阀。改装后的底阀可以阻止直径大于1cm的杂物被吸入钢丝软管，保护排污泵的正常工作。当需要排污泵暂停工作时，底阀可以防止钢丝软管内的水柱倒流回电缆排管，再次启动时防止气缚效应，增加排污泵效率。

③探头。加装LED灯的探头固定在助动滑车上，在行进过程中帮助确定排管堵塞的位置和情况，当排管清理完毕后，探头可对施工状况进行复查。

④可拆卸推送管。推送管可推动助动滑车滑入电缆排管内部，为2m一节可连接拆卸形式，方便运输及井下作业。

⑤蓄水装置。将4个蓄水桶进行连通，3、4号桶在工程准备时蓄满水。4号桶供给高压水泵冲洗淤泥，污水泵先向1号桶排水，待排满后再转排2号桶，1号桶作沉降处理。打开1号阀，经过滤网后流入3号桶，再次过滤进入4号桶可循环利用。2号桶排满后做同样处理。

4.装置结构示意图

（1）系统示意图

图1系统示意图

（2）推送部件结构图

图3现场实际图

三、数据分析

1、污水泵

功率：1.5kW电流：3.4A扬程：18m

流量：13m3汽蚀余量：3m3

2、高压水泵

功率：2.2kW电压：380V

3、吸程核算

图5顶管剖面图

以上图排管工程为例，管口与管底最大高差为：

6.4-0.9=5.5m

污水泵吸程为（大气压水柱-汽蚀余量-实际应用可能损失）

10.33m-3m-0.5m=6.83m

水泵吸程大于排管深度。

实际应用中，机械损失量不足0.5米，此外，喷射的水流会使管底水位上升，与管口相对高差降低，污水泵吸程完全满足施工要求。

4、高压水流分析

喷射泵流量Q=30L/min

高压水枪出口直径D=3mm

根据动量守恒

排管堵塞淤泥为1类土至3类土，但经高压水冲击后，堵塞物逐渐软化，坚实系数下降，经试验测得，采用20度的高压水喷射角，5cm厚的三类土可在10秒之内软化成1类土，在30秒之内被完全分散成泥水。

四、功能介绍

组装设备后，将引导小车送入电缆排管内，通过管道探头寻找排管堵塞位置，利用高压水泵冲击淤泥，使其变成泥水，再用污水泵将泥水抽出，最终达到电缆排管疏通的目的。

五、技术上存在的需要改进的地方

由于疏通管道过程中对淤泥冲洗导致水变浑浊，加之排管深埋地下，光源不足，管道探头在排管内难以看清，需对其进行进一步改进。

参考文献

[1]王立勇.加强10kV配网工程管理改善线路运行状况[J].通讯世界.2015(20)

[2]梁仕州.电力线路运行管理之我见[J].科技与企业.2014(04)

[3]胡涛.110kV线路运行与维护的刍议[J].经营管理者.2011(18)

[4]周峰.规范群众护线员管理降低线路运行成本[J].云南电业.2007(04)