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分支電纜與建筑電氣設計規范

10-04 19:52:29  瀏覽次數:884次  欄目:建筑電氣
標簽:建筑電氣工程技術,建筑電氣與智能化, 分支電纜與建筑電氣設計規范,http://www.tljciu.live

  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,該產品根據各個具體建筑的結構特點和配電要求,將主干電纜、分支線電纜、分支連接體等三部分進行一體化設計制造,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筑電氣的相關規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展而來。由于現代文明的發展,都市的高層建筑越來越普及,在高層建筑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,采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)分區樹干式,把一座高層建筑劃分成n個單元區,每個單元采用電纜接從配電室供電,然后再分配至單元區內各個樓層。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制造廠完成,而且工藝一致性也帶來了質量一致。

  分支電纜較早出現于英國和日本,在技術標準方面,1980年,日本電線工業協會頒布了第一部行業性標準JCS376(1980),隨著技術的發展與進步,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為基礎。

  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。

  目前,因單芯型分支電纜結構簡單,便于生產和施工,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運行性能,國內只有為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。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(含干線與支線導體)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后,分支連接體的溫度不得大于電纜表面溫度的8℃。決定分支連接體的機械與電氣性能的關鍵在于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,分支電纜更適合于現代建筑的配電系統,為什么?要分析這個問題,我們必須首先弄清楚相關電氣設計規范中對配電線路的要求。

  二、相關規范對建筑電氣系統中配電線路的設計要求

  1、建筑電氣相關的設計規范目前與建筑電氣低壓配電系統設計有關的規范主要有:

  (1)GB50052-1995 供配電系統設計規范

  (2)GB50054-1995 低壓配電設計規范

  (3)JGJ/T16-92 民用建筑電氣設計規范

  (4)GBJ16-87 建筑設計防火規范(1997年版本)

  (5)GB50045-1995 高層民用建筑設計防火規范其中:《供配電系統設計規范》和《低壓配電設計規范》是兩項基礎規范,主要內容參照采用了IEC標準。民用建筑電氣設計規范》中供電系統和低壓配電部分與其規定基本一致,但由于這是一個建筑行業的專業標準,建筑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筑名稱的負荷級別。

  由于上述規范在頒布實施時,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>分區樹干式>鏈接式;

  3、關于安裝敷設方式,應與環境、建筑特征、機電應力等多種因素相適應。

  (一)、關于配電級數: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于兩級,JGJ/T16-92《民用建筑電氣設計規范》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。”上述規范體現了一個要領,那就是配電級數越少越好,越少可*性越高,技術越先進。

  (二)、關于配電方式,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筑物內,當大部分用電設備為中小容量,但無特殊要求時,宜采用樹干式配電”,“當用電設備為大容量,或負荷性質重要,或在有特殊要求的車間、建筑物內,宜采用放射式配電”,“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,可采用鏈式配電,但每一回路環鏈設備不超過5臺,其總容量不宜超過10kW”:“在高層建筑物內,當向樓層各配電點供電時,宜采用分區樹干式配電,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《民用建筑電氣設計規范》中對配電方式有更為詳細的規定,如:“8.2.15居住小區的高層建筑,宜采用放射式配電”“8.2.2.4除多層民用住宅外的其他民用建筑,對于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;對于向多層配電間或配電箱配電,宜采用樹干式和分區樹干式的方式”“由層間配電間或層配電箱至各分配電箱的配電,宜采用放射式與樹干式結合的方式”,“8.2.3.2對于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采用下列方式之一:

  (1)工作電源采用分區樹干式,備用電源也采用分區樹干式或首層至頂層垂直干線的方式。

  (2)工作電源和多用電源都采用由首層到頂層垂直干線方式。

  (3)工作電源采用分區樹干式,多用電源取自應急照明等電源干線。

  上述規定,是限于制定規范時,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。筆者認為,在應用分支電纜配電后,上述規定應該可以簡化。放射式高于樹干式,又高于鏈接式的觀點。

  (四)、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。”

  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。

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