范梁幫
摘 要:分支電纜是一種新型的預制型建筑配電電纜,廣泛用于中高層建筑、大型廠房、文體場館的電力配送。本文旨在簡要介紹分支電纜結構、性能的基礎上,重點分析介紹該產品在符合建筑電氣的相關規(guī)范方面的技術先進性。
關鍵詞:分支電纜;結構;性能;設計要求;規(guī)范
一、分支電纜的結構與性能
(1)產生與技術標準分支電纜是在普通塑力纜基礎上發(fā)展而來。按傳統(tǒng)方法,在樓層配電設計中,通常采用的辦法有三種:
①放射式,由地下配電間分別對各個樓層引電纜直接供電,卻需要大量的電纜、橋架和較大的電纜井,造價高,經濟性最差。
②鏈接法,由配電間引出電纜至底層配電箱,再由底層逐層向上鏈接供電,此法經濟性最佳,但由于層數越多,安全系數越低(安全系數是逐級相乘)。
③分區(qū)樹干式,把一座高層建筑劃分成n個單元區(qū),每個單元采用電纜接從配電室供電,然后再分配至單元區(qū)內各個樓層。經濟性都比較好,經常被采用。
④干線電纜分支法,從配電室引出一根(或數根)主干電纜,每個樓層在干線電纜上供頭分支,此法經濟性最好,但施工卻是最麻煩的,更麻煩的是在主電纜上做樓層分支頭時,受電纜的結構和現場施工條件以及人員素質的影響,接頭質量參差不齊,但這種方法卻促使人們想到把接頭與電纜一同制造,由此誕生了新一代的建筑配電電纜——分支電纜。
分支電纜是把經過專門工藝處理的單芯電力電纜作為建筑主干電纜,根據各具體建筑的結構特點和尺寸量體裁衣,預先把分支接頭與分支線、主干電纜一同設計制造。是把上面第(4)種方法中現場施工和管理的工作由專業(yè)制造廠完成,而且工藝一致性也帶來了質量一致。
(2)結構分支電纜在結構上,分為單芯型和多芯絞合型兩種,每根單芯分支電纜又可分為三部分:①主干電纜;②支線電纜;③分支連接體。
(3)性能分支電纜是一種新型的電力配送電纜,其關鍵性能有兩項:首先,一根具備良好品質的分支電纜,必須是性能優(yōu)良的電力電纜,對于國內產品,其導體性能、絕緣性能、材料的機械物理性能均應符合GB12706-91標準——電纜的性能是分支電纜產品的基礎指標。第二,分支連接體的性能至關重要,這是分支電纜的關鍵性能。分支連接體把干線電纜與支線電纜的導體連為一體,并作絕緣防潮處理。
二、相關規(guī)范對建筑電氣系統(tǒng)中配電線路的設計要求
(1)建筑電氣相關的設計規(guī)范目前與建筑電氣低壓配電系統(tǒng)設計有關的規(guī)范主要有:
①GB50052-1995 供配電系統(tǒng)設計規(guī)范;
②GB50054-1995 低壓配電設計規(guī)范;
③JGJ/T16-92 民用建筑電氣設計規(guī)范;
④GBJ16-87 建筑設計防火規(guī)范(1997年版本);
⑤GB50045-1995 高層民用建筑設計防火規(guī)范;
由于上述規(guī)范在頒布實施時,分支電纜產品在國內還沒有應用先例,因此在規(guī)范中并未提及分支電纜,但在眾多條款中體現了設計指導方向,總的說來,有三種觀點:
①關于配電級數——越少越好;
②關于配電方式,從高到低依次為放射式>樹干式>分區(qū)樹干式>鏈接式;
③關于安裝敷設方式,應與環(huán)境、建筑特征、機電應力等多種因素相適應。
(2)關于電纜和母線安裝敷設方式:
GB50054-94中5.5.1、JGJ/T16-92中9.12.1都規(guī)定“封閉母線宜用于干燥和無腐蝕性的屋內場所。”
GB50054-94中5.7.2、JGJ/T16-92中4.13.5規(guī)定“豎井垂直布線時應考慮下列因素:垂直干線與分支線的連接方法?!?/p>
GB50054-94中5.7.3豎井內垂直布線采用大容量單芯電纜大容量線線作干線時,應滿足下列條件:①載流量要留有一定的裕度;②安裝及維修方便和經濟。
GBJ16-87《建筑設計防火規(guī)范》中10.1.4規(guī)定:“消防用電設備的配電線路應穿管保護。當暗敷時應敷時應敷設在非燃燒體結構內,其保護層厚度不應小于3cm,明敷時必須穿金屬管,并采取防火措施。采用絕緣和護套為非延續(xù)燃性材料的電纜時,可不采取穿金屬管保護,但應敷設在電纜井溝內。
GB50045-95《高層民用建筑設計防火規(guī)范》中對消防電源及其配電,9.1.4條也規(guī)定了相同內容。
上述規(guī)范說明:電纜配電比母線具有更好的環(huán)境適應性,安裝敷設更便利。
三、分支電纜配電的技術先進性
(1)分支電纜的配電方式分支電纜配電系統(tǒng)一般如圖所示,在一個n層的大樓中,垂直豎井干線和各樓層供電由一根整預制的分支電纜完成,PG是總配電柜,PX是樓層配電箱,ZJX是轉接箱,當PG與ZJX之間距離不遠時,(滿足載流量與起動運行壓降要求)一般不予選用,這樣可減少一個連接點,節(jié)約投資。
(2)分支電纜配電的技術先進性從上述配電系統(tǒng)的分析中,可以知道分支電纜可以使樓層配電簡化成二級配電,每個樓層都可以達到最簡單的二級配電,符合規(guī)范中配電級數越少越好的原則,這是先進性之一。
分支電纜配電系統(tǒng)的實質是一種放射式配電系統(tǒng),適用于各種重要場合甚至是特別重要場合的配電,這是先進性之二。
分支電纜是一種經過預制的電力電纜,其外形和結構特征仍然具備電纜特性,而且接頭經過密封絕緣處理,在出廠時經受過水中耐壓和絕緣電阻試驗,因此對環(huán)境要求低,能適用于潮濕、鹽霧酸堿等環(huán)境,而母線在規(guī)范中明確不能應用于這些環(huán)境,比母線適用范圍廣。而且,其安裝方式簡便,施工工期短,工費低,符合規(guī)范中設計應注重經濟性的觀點,這是其技術先進性之三。
四、分支電纜配電設計的注意點
從上面的分析可以看出,分支電纜就是一種為現代建筑度身定做、量體裁衣的專業(yè)產品,具有最佳的適用性和技術經濟性,但在工程設計中需注意一點,那就是分支線的保護問題。對由于支線截面一般都有比干線小,因此,當支線發(fā)生過載或短路時,干線保護系統(tǒng)一般不會對其發(fā)生作用,必須在支線配電箱中設置保護器,保護器與分支接頭問題不超過3m,如超過,分支線必須受敷設在不燃的管或槽中,且當該段發(fā)生單相或兩相短路時,干線保護應能夠斷開。對此,應予以注意。
分支電纜作為一種從國外傳入的新型建筑配電電纜,已經在國內眾多工程中得到推廣應用,并且已為廣大設計人員認同并使用。分支電纜配電是一種能滿足現有規(guī)范的一種最先進、經濟的配電方式。