陳 雷

（國(guó)網(wǎng)上海電力公司電纜分公司，上海 200072）

0 引言

電力電纜被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，在人們的日常生活中也是隨處可見。本文對(duì)電力電纜在建筑電氣工程中的應(yīng)用進(jìn)行比較深入地分析研究，重點(diǎn)分析了敷設(shè)方式、防火以及截面選擇等內(nèi)容，有助于促進(jìn)電力電纜設(shè)計(jì)質(zhì)量的不斷提高，確保用戶用電需求。不同場(chǎng)合對(duì)電力電纜有著不同的要求，使得電纜產(chǎn)品的種類越來(lái)越多，這就給電纜的選擇工作造成不小的問(wèn)題，而電纜性能和敷設(shè)方式選擇不合理，就會(huì)給電力電纜的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)很大隱患。因此，本文對(duì)電力電纜的敷設(shè)方式、防火以及截面選擇進(jìn)行比較深入地分析研究，有助于促進(jìn)電力電纜設(shè)計(jì)水平的不斷提高，進(jìn)而選擇相適應(yīng)的電力電纜，為電能的穩(wěn)定輸送提供可靠保障。

1 電力電纜性能分析

1.1 普通電力電纜

普通電力電纜主要是相對(duì)于防火電纜而言，其自身并不具備相應(yīng)的阻燃和耐火性能，在建筑電力工程中常用的主要有聚氯乙烯、交聯(lián)聚乙烯以及鋁合金電纜。其中，聚氯乙烯電纜具有一定的阻燃性能，但是其燃燒過(guò)程中會(huì)釋放出大量的黑煙，這會(huì)嚴(yán)重威脅火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)人員的生命安全，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中要進(jìn)行有針對(duì)性地選擇；交聯(lián)聚乙烯電纜具有非常優(yōu)良的性能，獲得了非常廣泛的應(yīng)用，其載流量高、過(guò)載能力強(qiáng)以及使用壽命長(zhǎng)，并且燃燒時(shí)非常清潔干凈，不會(huì)生成有害物質(zhì)，但是其阻燃性能較差，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中要予以充分的考慮；鋁合金電纜能夠大大降低電纜重量，節(jié)省材料、降低成本，被廣泛應(yīng)用于電井內(nèi)的主干供電線路。

1.2 防火電力電纜

防火電纜是相較于普通電纜而言，具有一定的防火性能，根據(jù)其防火性能的高低可以分為礦物絕緣、低煙低鹵、耐火以及阻燃電纜等類型，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中要進(jìn)行有針對(duì)性地選擇。其中，阻燃電纜具有不延燃的特性，只有遇到明火時(shí)才會(huì)燃燒，而無(wú)明火時(shí)則停止燃燒；耐火電纜在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，能夠經(jīng)受一定時(shí)間內(nèi)的火焰灼燒而不著火，保障線路的正常運(yùn)行，但是超過(guò)其承受的極限時(shí)間后就會(huì)燃燒；低煙低鹵電纜具有一定的阻燃性，并且其燃燒時(shí)不會(huì)產(chǎn)生有毒有害的氣體，進(jìn)而能夠有效降低其所造成的危害；礦物絕緣電纜具有非常優(yōu)良的防爆性能，在防爆要求高的場(chǎng)合具有廣泛的應(yīng)用。在實(shí)際的選擇過(guò)程中，要充分結(jié)合電力電纜的工作要求，進(jìn)行有針對(duì)性的選擇[1]。

2 電力電纜敷設(shè)方式選擇

2.1 各類敷設(shè)方式應(yīng)用分析

（1）直埋敷設(shè)

直埋敷設(shè)的方式具有良好的散熱性、載流量，并且施工簡(jiǎn)單、造價(jià)低，但是其由于缺少必要的保護(hù)措施，容易受到外力破壞，而且還會(huì)受到土壤中化學(xué)物質(zhì)的腐蝕。直埋敷設(shè)通常用于線路不密集和交通不擁堵的公園綠地和公共建筑間的邊緣地帶。

（2）排管敷設(shè)

排管敷設(shè)方式能夠?yàn)殡娎|提供可靠的保護(hù)，避免在外力的作用下受到破壞，并且檢修方便、更換容易，還能將電纜進(jìn)行有效地隔離，避免相互影響。但是排管敷設(shè)的成本較高、散熱效果較差，這就會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致其載流量降低。

（3）電纜溝敷設(shè)

電纜溝敷設(shè)方式成本較低、空間占用小、施工靈活。但是其承受地面壓力的能力較差，不能用于車流量較大的區(qū)域，并且電纜溝的通風(fēng)也較差，會(huì)導(dǎo)致載流量降低。

（4）隧道敷設(shè)

隧道敷設(shè)方式維護(hù)和檢修方便，能夠有效避免電纜受到外力破壞，并且在敷設(shè)過(guò)程中不會(huì)受到外界因素的影響。但是其成本非常高、建設(shè)周期長(zhǎng)、占用面積大，并且需要大量的配套設(shè)施[2]。

2.2 敷設(shè)過(guò)程中注意事項(xiàng)

在實(shí)際的電力電纜敷設(shè)過(guò)程中，往往會(huì)受到多種不利因素的影響，為了確保敷設(shè)質(zhì)量符合安全運(yùn)行的需求，在敷設(shè)過(guò)程中需要注意以下幾項(xiàng)。

（1）對(duì)電纜盤的轉(zhuǎn)動(dòng)速度進(jìn)行科學(xué)合理地控制，避免電纜與地面發(fā)生摩擦，而損壞其保護(hù)層。

（2）對(duì)于并聯(lián)使用的電力電纜，要確保其長(zhǎng)度、型號(hào)以及規(guī)格相一致。

（3）電力電纜的彎曲半徑通常要大于其外徑尺寸的10倍。

（4）同一路徑敷設(shè)的電力電纜要一次性完成，避免二次敷設(shè)影響其施工質(zhì)量。

（5）對(duì)于存在接頭的電力電纜而言，接頭之間需要相互錯(cuò)開，避免位于同一位置，并且還要對(duì)接頭位置進(jìn)行明確的標(biāo)注。

3 電力電纜防火分析

3.1 防火措施

為了盡可能降低電力電纜的著火概率，需要采取行之有效的防火措施。首先，需要結(jié)合具體的敷設(shè)環(huán)境選擇相應(yīng)的電纜型號(hào)，進(jìn)而確保電纜能夠在不同的工作環(huán)境中始終保持良好的性能；其次，對(duì)電力電纜的負(fù)荷量進(jìn)行系統(tǒng)全面地統(tǒng)計(jì)分析，優(yōu)選適宜的電纜截面，并且還要兼顧到負(fù)荷的長(zhǎng)期發(fā)展需求，進(jìn)而降低電力電纜改造的次數(shù)；最后，還要注重電力電纜的防火封堵，進(jìn)而有效阻隔火災(zāi)的進(jìn)一步蔓延，將火災(zāi)的影響區(qū)域限制在較小的范圍內(nèi)，從而降低火災(zāi)所造成的損失。

3.2 防火電纜敷設(shè)選擇

防火電纜通常用于電力電纜數(shù)量較多、密集度較高的場(chǎng)所，同一建筑物內(nèi)的防火電纜要采用相同的防火等級(jí)。在進(jìn)行敷設(shè)的過(guò)程中，嚴(yán)禁將普通電纜和防火電纜一起敷設(shè)，這是由于一旦普通電纜著火就會(huì)影響防火電纜的性能，導(dǎo)致其防火性能降低。對(duì)于發(fā)生火災(zāi)后需要正常運(yùn)行一段時(shí)間的電纜需要采用防火電纜，例如應(yīng)急照明、消防設(shè)備以及消防電梯等的重要供電回路，需要選用相應(yīng)等級(jí)的防火電纜。低煙無(wú)鹵阻燃電纜由于電纜燃燒產(chǎn)生的煙霧和有毒氣體少，所以被廣泛應(yīng)用于人口密集的公共場(chǎng)合。礦物絕緣電纜用于重要的木結(jié)構(gòu)公共建筑的電源主干線路及特級(jí)、一級(jí)場(chǎng)所中的特別重要負(fù)荷的電源主干線路[3]。

3.3 電纜運(yùn)行與維護(hù)

為了確保電力電纜能夠始終處于良好的工作狀態(tài)，要結(jié)合其工作特點(diǎn)采取系統(tǒng)全面的運(yùn)行與維護(hù)措施。在電纜的運(yùn)行過(guò)程中，其電壓值需要保持在額定電壓的1.15倍，電纜線芯的溫度要在規(guī)定允許的范圍內(nèi)。當(dāng)運(yùn)行過(guò)程中，發(fā)生跳閘故障，嚴(yán)禁進(jìn)行試送電。在對(duì)電力電纜進(jìn)行檢修的過(guò)程中，需要監(jiān)測(cè)其中的實(shí)時(shí)電流是否在規(guī)定允許的范圍內(nèi)，同時(shí)，還要重點(diǎn)關(guān)注電纜頭的制作質(zhì)量，不斷提高其制作工藝，并且在制作之前還要對(duì)電纜環(huán)境中的潮氣進(jìn)行檢查，避免電力電纜受潮，而導(dǎo)致其絕緣性能降低[4]。

4 電力電纜截面選擇

4.1 電纜規(guī)格（截面）

在電力電纜的設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于不同的運(yùn)行環(huán)境其側(cè)重點(diǎn)也不盡相同。對(duì)于母線而言，需要對(duì)其發(fā)熱性能、熱穩(wěn)定性以及動(dòng)穩(wěn)定性等進(jìn)行系統(tǒng)全面地檢測(cè)，確保其能夠滿足安全運(yùn)行的需求。對(duì)于高壓運(yùn)行的電力電纜需要進(jìn)行熱穩(wěn)定性校驗(yàn)，而低壓運(yùn)行則可以忽略，在高層建筑內(nèi)的電力電纜還要對(duì)其電壓損失進(jìn)行校驗(yàn)。對(duì)于電力電纜的機(jī)械強(qiáng)度而言，只有在X型低壓絕緣導(dǎo)線架空敷設(shè)時(shí)才校驗(yàn)，對(duì)于室內(nèi)采用BV或者BVV型的電力電纜可以不用校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度和電壓損失。在電力電纜導(dǎo)線截面的選擇過(guò)程中，需要充分結(jié)合經(jīng)濟(jì)電流密度原則，對(duì)于傳輸距離遠(yuǎn)、輸送電能容量大的高壓電力電纜，要優(yōu)先進(jìn)行截面優(yōu)選，再對(duì)其他原則進(jìn)行校驗(yàn)。此外，在電力電纜截面的選擇過(guò)程中，還要注意敷設(shè)距離引起的單相短路故障、接地故障問(wèn)題（低壓系統(tǒng)）[5]。

4.2 電纜零線與PE線截面

（1）零線N（中性線）截面S0

一般情況下，S0不得低于S火的0.5倍；對(duì)于具有特殊要求的電力電纜，S0=S火。例如，三相負(fù)載處于嚴(yán)重不平衡的狀態(tài)，S火不大于16 mm2，單相或者兩相回路。

（2）PE線（保護(hù)線）截面SPE。

4.3 電纜芯數(shù)

在電力電纜芯數(shù)的選擇過(guò)程中，對(duì)于低壓配電系統(tǒng)而言，需要充分結(jié)合其接地形式。對(duì)于采用TN-C、TN-C-S 的接地系統(tǒng)，可以采用L1、L2、L3以及PEN 四線進(jìn)一步引至建筑物內(nèi)的配電箱進(jìn)行重復(fù)接地處理；TN-S 接地系統(tǒng)由變電所引出L1、L2、L3、N 以及PE 等五線。當(dāng)前比較常見的電纜芯數(shù)類型為3+2和4+1，這兩者的不同在于N線的截面積有所差別，前者的3 條相線截面積相同，而N 線與PE線的截面積保持一致，均為相線的1/2；后者的3 條相線與N 線截面積相同，而PE 線的截面積為相線的1/2。在大部分的民用建筑中，其三相平衡負(fù)荷通常采用3+2類型的電力電纜，例如常見的動(dòng)力設(shè)備；在單相和三相不平衡負(fù)荷中采用4+1 類型的電力電纜，例如，住宅入戶電纜，這是由于住宅由大量單相負(fù)荷組成，有可能造成三相不平衡情況的發(fā)生，所以推薦采用4+1類型的電力電纜[6-7]。

5 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，電力電纜作為建筑工程的重要組成部分，其對(duì)于建筑工程各項(xiàng)功能的順利實(shí)現(xiàn)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文的研究重點(diǎn)主要為電力電纜的截面選擇、防火分析以及敷設(shè)方式等內(nèi)容，對(duì)于建筑的電氣設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)意義，有助于促進(jìn)電氣設(shè)計(jì)水平的不斷提高，進(jìn)而確保電氣設(shè)計(jì)人員選擇與建筑工程相適應(yīng)的電纜，在保障用戶用電需求的同時(shí)，還能在一定程度上降低施工成本，為企業(yè)帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。