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分支電纜與建築電氣設計規範

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分支電纜是一種經過預製的電力電纜,其外形和結構特徵仍然具備電纜特性,下面是小編蒐集整理的一篇探究分支電纜的論文範文,供大家閱讀借鑑。

分支電纜與建築電氣設計規範

 摘要:分支電纜是一種新型的預製型建築配電電纜,廣泛用於中高層建築、大型廠房、文體場館的電力配送,該產品根據各個具體建築的結構特點和配電要求,將主幹電纜、分支線電纜、分支連接體等三部分進行一體化設計製造,具有優良的技術經濟指標,在工程經濟性、技術先進性和安裝便利性方面,比傳統電纜和母線具有突出的優點。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築電氣的相關規範方面的技術先進性。

 關鍵詞:分支電纜、結構、性能、設計要求、規範

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展而來。由於現代文明的發展,都市的高層建築越來越普及,在高層建築配電系統電氣設計中,供電可*性、工程經濟性和施工便利性越來越重要,採用普通電力電纜供電,三者的矛盾總難完全統一,只能根據不同工程而有所側重。按傳統方法,在樓層配電設計中,通常採用的辦法有三種:

(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)連結法,由配電間引出電纜至底層配電箱,再由底層逐層向上連結供電,此法經濟性最佳,但由於層數越多,安全係數越低(安全係數是逐級相乘)。

(3)分區樹幹式,把一座高層建築劃分成n個單元區,每個單元採用電纜接從配電室供電,然後再分配至單元區內各個樓層。經濟性都比較好,經常被採用。

(4)幹線電纜分支法,從配電室引出一根(或數根)主幹電纜,每個樓層在幹線電纜上供頭分支,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製造,由此誕生了新一代的建築配電電纜——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爲建築主幹電纜,根據各具體建築的結構特點和尺寸量體裁衣,預先把分支接頭與分支線、主幹電纜一同設計製造。是把上面第(4)種方法中現場施工和管理的工作由專業製造廠完成,而且工藝一致性也帶來了質量一致。

分支電纜較早出現於英國和日本,在技術標準方面,1980年,日本電線工業協會頒佈了第一部行業性標準JCS376(1980),隨着技術的發展與進步,在1992年對該標準進行了修訂,放寬了對產品結構材料方面的要求,提高了成品技術指標,目前,國內正規的分支電纜生產廠的產品標準主要是以該標準爲基礎。

2、結構分支電纜在結構上,分爲單芯型和多芯絞合型兩種,每根單芯分支電纜又可分爲三部分:

(1)主幹電纜;(2)支線電纜;(3)分支連接體。

目前,因單芯型分支電纜結構簡單,便於生產和施工,已獲得大量應用。按照日本標準的規定,多芯型分支電纜實質上是多個單芯電纜的絞合體,而不是傳統概念多芯電纜的結構,多芯型分支電纜的每項導體外面都有單獨的絕緣和護套,每根線芯有獨立的分支連接體。多芯型分支電纜具備一般多芯電纜的執行性能,國內只有爲數極少的大型綜合性電纜廠才具備生產能力,目前也已在推廣應用中。

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,必須是性能優良的電力電纜,對於國內產品,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。分支連接體把幹線電纜與支線電纜的導體連爲一體,並作絕緣防潮處理。從外觀上看,無法知道內部接頭質量,有兩項重要的試驗能夠檢測接頭性能,即機械拉力試驗和電熱循環試驗。對機械拉力試驗而言,分支連接體(含幹線與支線導體)的拉斷力應保持在連接前的80%以上,對電熱循環試驗而言,在125次一定時間間隔的額定載荷與空載循環後,分支連接體的溫度不得大於電纜表面溫度的8℃。決定分支連接體的機械與電氣性能的關鍵在於分支連接體的材料和工藝。對廣大用戶而言,應充分關心分支電纜的電纜質量、接頭的材料選擇和生產工藝工裝。

我們講,分支電纜更適合於現代建築的配電系統,爲什麼?要分析這個問題,我們必須首先弄清楚相關電氣設計規範中對配電線路的要求。

 二、相關規範對建築電氣系統中配電線路的設計要求

1、建築電氣相關的設計規範目前與建築電氣低壓配電系統設計有關的規範主要有:

(1)GB50052-1995 供配電系統設計規範

(2)GB50054-1995 低壓配電設計規範

(3)JGJ/T16-92 民用建築電氣設計規範

(4)GBJ16-87 建築設計防火規範(1997年版本)

(5)GB50045-1995 高層民用建築設計防火規範其中:《供配電系統設計規範》和《低壓配電設計規範》是兩項基礎規範,主要內容參照採用了IEC標準。民用建築電氣設計規範》中供電系統和低壓配電部分與其規定基本一致,但由於這是一個建築行業的專業標準,建築相關的部分規定更具體,如供電系統的負荷簡等級,除規定分級原則外,更規定了各類具體建築名稱的`負荷級別。

由於上述規範在頒佈實施時,分支電纜產品在國內還沒有應用先例,因此在規範中並未提及分支電纜,但在衆多條款中體現了設計指導方向,總的說來,有三種觀點:

1、關於配電級數——越少越好;

2、關於配電方式,從高到低依次爲放射式>樹幹式>分區樹幹式>連結式;

3、關於安裝敷設方式,應與環境、建築特徵、機電應力等多種因素相適應。

(一)、關於配電級數:對配電級數而言,GB50052-95第3.07條規定:供電系統應簡單可*,同一電壓供電系統的變配電級數不宜多於兩級,JGJ/T16-92《民用建築電氣設計規範》中8.14條規定:“自變壓器一次側至用設備之間的低壓配電級數不宜超過三級,但對非重要負荷供電時,可超過三級。”上述規範體現了一個要領,那就是配電級數越少越好,越少可*性越高,技術越先進。(二)、關於配電方式,GB50052-95中第6.02、6.03、6.04、6.05條中提出:“在正常環境的車間或建築物內,當大部分用電設備爲中小容量,但無特殊要求時,宜採用樹幹式配電”,“當用電設備爲大容量,或負荷性質重要,或在有特殊要求的車間、建築物內,宜採用放射式配電”,“當部分用電設備離供電點較遠,而彼此相距很近、容量很少的用電設備,可採用鏈式配電,但每一回路環鏈設備不超過5臺,其總容量不宜超過10kW”:“在高層建築物內,當向樓層各配電點供電時,宜採用分區樹幹式配電,但部分較大容量的集中負荷或重要負荷,應從低壓配電室以放射式配電”。

(三)、JGJ/T16-92《民用建築電氣設計規範》中對配電方式有更爲詳細的規定,如:“8.2.15居住小區的高層建築,宜採用放射式配電”“除多層民用住宅外的其他民用建築,對於較大的集中負荷或較重要的負荷應從配電室以放射式配電;對於向多層配電間或配電箱配電,宜採用樹幹式和分區樹幹式的方式”“由層間配電間或層配電箱至各分配電箱的配電,宜採用放射式與樹幹式結合的方式”,“對於容量較大的集中負荷或重要負荷,宜從配電室以放射式配電對各層配電間的配電宜採用下列方式之一:

(1)工作電源採用分區樹幹式,備用電源也採用分區樹幹式或首層至頂層垂直幹線的方式。

(2)工作電源和多用電源都採用由首層到頂層垂直幹線方式。

(3)工作電源採用分區樹幹式,多用電源取自應急照明等電源幹線。

上述規定,是限於制定規範時,分支電纜尚未在國內推廣應用,供電線路主要依賴普通電力電纜和母線。筆者認爲,在應用分支電纜配電後,上述規定應該可以簡化。放射式高於樹幹式,又高於連結式的觀點。

(四)、關於電纜和母線安裝敷設方式。

GB50054-94中5.5.1、JGJ/T16-92中9.12.1都規定“封閉母線宜用於乾燥和無腐蝕性的屋內場所。”

GB50054-94中5.7.2、JGJ/T16-92中4.13.5規定“豎井垂直佈線時應考慮下列因素:……。垂直幹線與分支線的連接方法。”

GB50054-94中5.7.3豎井內垂直佈線採用大容量單芯電纜大容量線線作幹線時,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《建築設計防火規範》中10.1.4規定:“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於3cm,明敷時必須穿金屬管,並採取防火措施。採用絕緣和護套爲非延續燃性材料的電纜時,可不採取穿金屬管保護,但應敷設在電纜井溝內。

GB50045-95《高層民用建築設計防火規範》中對消防電源及其配電,9.1.4條也規定了相同內容。

上述規範說明:電纜配電比母線具有更好的環境適應性,安裝敷設更便利。

在熟悉電氣規範的相關規定後,讓我們來分析分支電纜配電方法與規範的符合性與技術先進性.

 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一般如圖所示,在一個n層的大樓中,垂直豎井榦線和各樓層供電由一根整預製的分支電纜完成,PG是總配電櫃,PX是樓層配電箱,ZJX是轉接箱,當PG與ZJX之間距離不遠時,(滿足載流量與起動執行壓降要求)一般不予選用,這樣可減少一個連接點,節約投資。

2、 分支電纜配電的技術先進性從上述配電系統的分析中,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,符合規範中配電級數越少越好的原則,這是先進性之一。分支電纜配電系統的實質是一種放射式配電系統,適用於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製的電力電纜,其外形和結構特徵仍然具備電纜特性,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,因此對環境要求低,能適用於潮溼、鹽霧酸鹼等環境,而母線在規範中明確不能應用於這些環境,比母線適用範圍廣。而且,其安裝方式簡便,施工工期短,工費低,符合規範中設計應注重經濟性的觀點,這是其技術先進性之三。

四、結語

我們已分析:分支電纜配電系統的技術先進性,可以說分支電纜就是一種爲現代建築度身定做,量體裁衣的專業產品,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。對由於支線截面一般都有比干線小,因此,當支線發生過載或短路時,幹線保護系統一般不會對其發生作用,必須在支線配電箱中設定保護器,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,且當該段發生單相或兩相短路時,幹線保護應能夠斷開。對此,應予以注意。

分支電纜作爲一種從國外傳入的新型建築配電電纜,已經在國內衆多工程中得到推廣應用,並且已爲廣大設計人員認同並使用。本文旨在說明分支電纜配電與現有建築電氣相關規範的一致性,並能更好地體現規範的指導思想。是一種能滿足現有規範的一種最先進、經濟的配電方式。