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分支電纜的運用

閱讀次數(shù)：1687 發(fā)布時間：2013-11-2 17:28:21

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分支電纜的運用

　　分支電纜是一種新型的建筑配電電纜，廣泛應(yīng)用于中高層建筑、大型廠房、文體場館、路燈電源的電力配送，該產(chǎn)品根據(jù)各個具體建筑的結(jié)構(gòu)特點和配電要求，將主干電纜、分支線電纜、分支連接體三部分進行特殊設(shè)計與制造，具有優(yōu)良的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，在工程經(jīng)濟性、技術(shù)先進性和安裝便利性方面，與傳統(tǒng)電纜和母線（母線槽）相比具有突出的優(yōu)點。

　　一、分支電纜的產(chǎn)生、結(jié)構(gòu)與性能

　　1．產(chǎn)生與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

　　由于現(xiàn)代文明的發(fā)展，高層建筑越來越普及，在高層建筑配電系統(tǒng)電氣設(shè)計中，供電可靠性、工程經(jīng)濟性和施工便利性越來越重要，但采用普通電力電纜加T接箱或母線（母線槽）供電，三者的矛盾很難統(tǒng)一，只能根據(jù)不同工程而有所側(cè)重。在樓層配電設(shè)計中，通常采用的方法有四種：

　　1)放射式：由低壓配電室分別對各個樓層引電纜直接供電，此法可靠性最好，卻需要大量的電纜、橋架和較大的電氣豎井，造價高，經(jīng)濟性最差。

　　2)鏈接法：由低壓配電室轉(zhuǎn)接電纜至某層配電箱，再由某層逐層向上（或向下）鏈接供電，此法經(jīng)濟性最佳，但由于層數(shù)越多，安全系數(shù)越低安全系數(shù)是逐級相乘，因此，可靠性最差，較少采用。

　　3)分區(qū)樹干式：是把一座高層建筑劃分成若干個單元區(qū)，每個單元采用電纜從低壓配電室供電，然后再通過放射式配電至單元區(qū)內(nèi)各個樓層。此法可靠性、經(jīng)濟性都比較好，經(jīng)常被采用。

　　4)干線電纜分支法：從配電室引出一根或數(shù)根主干電纜，每個樓層在干線電纜上接頭分支，此法經(jīng)濟性最好，理論上也具有放射式配電相當(dāng)?shù)目煽啃裕┕s是最麻煩的。更主要的是在主電纜上做樓層分支頭時，受電纜的結(jié)構(gòu)和現(xiàn)場施工條件以及人員素質(zhì)的影響，接頭質(zhì)量參差不齊，實際運行的可靠性并不令人滿意。但這種方法卻促使人們想到把接頭與電纜特殊制造，由此誕生了新一代的建筑配電電纜—分支電纜。

　　分支電纜就是在為了適應(yīng)人們的這種需求在普通全塑型電力電纜基礎(chǔ)上發(fā)展而來。

　　2．分支電纜結(jié)構(gòu)與性能

　　根據(jù)目前市場情況，分支電纜分為預(yù)分支電纜和穿刺分支電纜兩種。他們又有共同點和不同點。

　　共同點：

　　在結(jié)構(gòu)上，均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）分支連接頭。主干電纜導(dǎo)體無接頭，連續(xù)性好，減少了故障點和接觸電阻。

　　在性能上，分支電纜是一種新型的電力配送電纜，分支接頭接觸電阻極小，不受熱脹冷縮和輕微振動的影響。具有優(yōu)良的抗震性、氣密性、防水性，免維護。其關(guān)鍵性能有兩項：

　　首先，分支電纜是由電纜發(fā)展而來的一種電纜，其導(dǎo)體性能、絕緣性能、材料的機械物理性能均應(yīng)符合GB 12706－91標(biāo)準(zhǔn)，這是分支電纜產(chǎn)品的基礎(chǔ)指標(biāo)。

　　其次，分支連接頭的性能至關(guān)重要，這是分支電纜的關(guān)鍵性能，它的專業(yè)制造與加工保證了產(chǎn)品的可靠性。分支連接頭把干線電纜與支線電纜的導(dǎo)體連為一體，并作了絕緣防潮處理。

　　目前，因單芯型分支電纜結(jié)構(gòu)簡單，便于生產(chǎn)和施工，已獲得大量應(yīng)用。多芯型分支電纜實質(zhì)上是多個單芯型分支電纜的絞合體，而不是傳統(tǒng)概念多芯電纜的結(jié)構(gòu)，多芯型分支電纜的每相導(dǎo)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頭。多芯型分支電纜具備一般多芯電纜的運行性能，國內(nèi)只有為數(shù)極少的大型綜合性電纜廠才具備生產(chǎn)能力，一般也僅適用于小截面的主干電纜，目前也已在推廣應(yīng)用中。

　　不同點：

　　在結(jié)構(gòu)上：

　　1）預(yù)分支電纜是把經(jīng)過專門工藝處理的單芯電力電纜作為建筑主干電纜，根據(jù)各具體建筑的結(jié)構(gòu)特點和尺寸量體裁衣，預(yù)先把分支接頭與分支線、主干電纜一同設(shè)計由專業(yè)制造廠完成，使得接頭可靠性大大提高，而且工藝一致性保證了質(zhì)量一致，達到確保運行可靠性的目的。

　　2）穿刺分支電纜的主干電纜采用常規(guī)的普通塑料電纜，分支接頭采用先進的進口絕緣線芯穿刺線夾工藝制作，在安裝現(xiàn)場進行連接，增加了安裝現(xiàn)場的機動性，安裝運輸更加方便。穿刺線夾品種規(guī)格多，分支線選用靈活，任意組合，操作簡單。

　　在性能上：

　　1）從外觀上看，預(yù)分支電纜無法知道內(nèi)部接頭質(zhì)量，只有靠兩項重要的試驗才能檢測接頭性能，即機械拉力試驗和電熱循環(huán)試驗。對機械拉力試驗而言，分支連接頭（含干線與支線導(dǎo)體）的拉斷力應(yīng)保持在連接前的80％以上，對電熱循環(huán)試驗而言，在125次一定時間間隔的額定載荷與空載循環(huán)后，分支連接頭的溫升應(yīng)不高于25次循環(huán)時分支頭溫度8℃。決定分支連接頭的機械與電氣性能的關(guān)鍵在于分支連接頭的材料和工藝。對廣大用戶而言，應(yīng)充分關(guān)心分支電纜的電纜質(zhì)量、接頭的材料選擇和生產(chǎn)工藝設(shè)備。

　　2）穿刺分支電纜的IPC絕緣穿刺線夾具有力矩螺母和穿刺結(jié)構(gòu)，力矩螺母用于保證恒定的接觸壓力，確保良好的電氣接觸，并同穿刺結(jié)構(gòu)一起使安裝簡便可靠，安裝時只需要目測力矩螺母是否擰斷，導(dǎo)線位置是否合適就可以保證可靠的質(zhì)量，經(jīng)測試，接觸電阻阻值及線路絕緣電阻符合施工規(guī)范要求，加負(fù)荷通電試運行接頭部位溫升正常。所從IPC絕緣穿刺線夾的使用對干線的機械性能和電氣性能影響小。一般穿刺分支接頭結(jié)構(gòu)多采用先進的進口絕緣線芯穿刺線夾工藝制作，分支接頭制作有嚴(yán)格的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和檢驗要求，以及嚴(yán)密的質(zhì)保體系。安裝不需要專用工具,不需要對導(dǎo)線和線夾做特殊處理,操做簡單、快捷，與常規(guī)接線方式相比，免去了剝除絕緣層、搪錫或壓接端子、絕緣包扎等工序，減少了絕緣層、電線頭等施工垃圾，降低了施工用電量和因用電所造成的安全隱患，降低了常規(guī)做法難從避免的環(huán)境污染；需要的安裝空間很小，可以大大提高安裝效率，節(jié)省人工和安裝費用。

　　3）總體而言，穿刺分支電纜性能優(yōu)于預(yù)分支電纜。

　　二、相關(guān)規(guī)范對建筑電氣系統(tǒng)中配電線路的設(shè)計要求

　　1．建筑電氣相關(guān)的設(shè)計規(guī)范

　　分支電纜產(chǎn)品的形成時期與建筑電氣低壓配電系統(tǒng)設(shè)計有關(guān)的規(guī)范主要有：

　　（1）GB 50052－95供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范

　　（2）GB 50054－95低壓配電設(shè)計規(guī)范

　　（3）JGJ/T 16－92民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范

　　其中：《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》和《低壓配電設(shè)計規(guī)范》是兩項基礎(chǔ)規(guī)范，主要內(nèi)容參照采用了IEC標(biāo)準(zhǔn)。《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》由于是一個建筑行業(yè)的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，建筑相關(guān)的部分規(guī)定更具體，如供電系統(tǒng)的負(fù)荷等級，除規(guī)定分級原則外，更規(guī)定了各類具體建筑名稱的負(fù)荷級別。上述規(guī)范關(guān)于配電的共同點如下：

　　（一）關(guān)于配電級數(shù)：

　　對配電級數(shù)而言，GB 50052－95第3.07條規(guī)定：供電系統(tǒng)應(yīng)簡單可靠，同一電壓供電系統(tǒng)的變配電級數(shù)不宜多于兩級，JGJ/T 16－92《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》中8.14條規(guī)定：“自變壓器一次側(cè)至用設(shè)備之間的低壓配電級數(shù)不宜超過三級，但對非重要負(fù)荷供電時，可超過三級。”上述規(guī)范體現(xiàn)了一個要領(lǐng)，那就是配電級數(shù)越少越好，越少可靠性越高，技術(shù)越先進。

　　（二）關(guān)于配電方式：

　　GB 50052－95中第6.02、6.03、6.04、6.05條中提出：“在正常環(huán)境的車間或建筑物內(nèi)，當(dāng)大部分用電設(shè)備為中小容量，但無特殊要求時，宜采用樹干式配電”；“當(dāng)用電設(shè)備為大容量，或負(fù)荷性質(zhì)重要，或在有特殊要求的車間、建筑物內(nèi)，宜采用放射式配電”，“當(dāng)部分用電設(shè)備離供電點較遠(yuǎn)，而彼此相距很近、容量很少的用電設(shè)備，可采用鏈?zhǔn)脚潆姡恳换芈翻h(huán)鏈設(shè)備不超過5臺，其總?cè)萘坎灰顺^10KW”；“在高層建筑物內(nèi)，當(dāng)向樓層各配電點供電時，宜采用分區(qū)樹干式配電，但部分較大容量的集中負(fù)荷或重要負(fù)荷，應(yīng)從低壓配電室以放射式配電。”

　　JGJ/T16－92《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》中對配電方式有更為詳細(xì)的規(guī)定，如：“8.2.15居住小區(qū)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(fù)荷或較重要的負(fù)荷應(yīng)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(qū)樹干式的方式”，“由層間配電間或?qū)优潆娤渲粮鞣峙潆娤涞呐潆姡瞬捎梅派涫脚c樹干式結(jié)合的方式”，“8.2.3.2對于容量較大的集中負(fù)荷或重要負(fù)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(qū)樹干式，備用電源也采用分區(qū)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(qū)樹干式，多用電源取自應(yīng)急照明等電源干線”。

　　以上說明，按可靠性從高到低依次為放射式>樹干式>分區(qū)樹干式>鏈接式；

　　（三）關(guān)于母線（母線槽）安裝敷設(shè)方式。

　　GB 50054－95中5.5.1、JGJ/T 16－92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(nèi)場所”。

　　還要求安裝場所無明顯振動。

　　（四）分支電纜的配電方式

　　GB 50054－95中5.7.2、JGJ/T 16－92中4.13.5規(guī)定“豎井垂直布線時應(yīng)考慮下列因素……垂直干線與分支線的連接方法”。

　　分支電纜已充分考慮了主干線與分支線的連接方式，其配電系統(tǒng)一般形式如附圖（見第8頁）所示，在一個n層的大樓中，PG是配電柜，PX是樓層配電箱，ZJX是過路箱，PG至ZJX采用普通電力電纜，ZJX至PX的垂直豎井干線和各樓層供電由一根整體干線與分支電纜完成。當(dāng)PG與ZJX之間的距離較近時，在滿足載流量與起動運行壓降的情況下，ZJX可省去不用，直接與垂直豎井干線采用分支電纜，這樣可減少一個連接點，提高可靠性，節(jié)約投資。

　　由于分支電纜的干線是整根連續(xù)生產(chǎn)，中間無任何接頭（而插接式母線槽從表面看，具有相同的配電形式，但由于干線是一截一截插接而成，接頭多，隱患多），且分支電纜的干線與支線連接是采用先進工藝，將主干線、分支線與連接金屬夾具三點共同進行冷壓接，其性能完全達到電纜接線端子和中間接頭的質(zhì)量要求，而且其配件及安裝是在嚴(yán)格工藝與質(zhì)量控制手段中制造，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，是一種典型的樹干式配電系統(tǒng)。如忽略主干電纜的導(dǎo)體電阻的影響，在導(dǎo)電性上可以看作是一點，從可靠性角度考慮，分支電纜的配電方式就成為一種典型的放射式配電系統(tǒng)。

　　（五）在熟悉電氣規(guī)范的相關(guān)規(guī)定后，讓我們來分析分支電纜配電方法與規(guī)范的符合性：

　　由于上述規(guī)范規(guī)定和分支電纜的結(jié)構(gòu)性能可知，分支電纜配電線路與普通電力電纜加T接箱和母線（母線槽）配電線路比較，更符合規(guī)范中充分考慮到的可靠性。總的說來，分支電纜配電線路更好地實現(xiàn)了在規(guī)范規(guī)定中的設(shè)計指導(dǎo)原則，具體如下：

　　1）關(guān)于配電級數(shù)——越少越好；

　　2）關(guān)于配電方式，按可靠性從高到低依次為放射式>樹干式>分區(qū)樹干式>鏈接式；

　　3）關(guān)于安裝敷設(shè)方式，能與環(huán)境、建筑特征、機電應(yīng)力等多種因素相適應(yīng)。

　　4）分支電纜配電比母線（母線槽）配電具有更好的環(huán)境適應(yīng)性，安裝敷設(shè)更便利。

　　三、分支電纜配電的技術(shù)先進性

　　1）從上述配電系統(tǒng)的分析，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(shù)越少越好的原則，減少了故障隱患。

　　2）分支電纜配電系統(tǒng)（如忽略主干電纜電阻）是一種放射式配電系統(tǒng)，具有很高的配電可靠性，適用于各種重要場合甚至是特別重要場合的配電，是一種目前為止最先進可靠的配電方式。

　　3）分支電纜是一種分支接頭經(jīng)過特殊加工的電力電纜，其外形和結(jié)構(gòu)特征仍然具備電纜特性，而且接頭經(jīng)過密封絕緣處理，可經(jīng)受水中耐壓和絕緣電阻試驗。與母線槽相比，具有重要輕、體積小、防水性、耐腐蝕性、抗震性良好，型號規(guī)格組合靈活，性價比合理等優(yōu)點，對環(huán)境要求低，因此能適用于潮濕、鹽霧酸堿、輕微振動等環(huán)境，而母線在規(guī)范中明確不能應(yīng)用于這些環(huán)境。

　　4）其安裝方式簡便，施工工期短，工費低，符合規(guī)范中設(shè)計應(yīng)注重經(jīng)濟性的觀點。

　　5）穿刺預(yù)分支電纜采用IPC絕緣穿刺線夾由主干電纜分接，不需剝?nèi)ル娎|的絕緣層即可做電纜分支，接頭完全絕緣，可以在電纜任意位置在施工現(xiàn)場做分支，且接頭耐用扭曲，防震、防水、防腐蝕老化，安裝簡便可靠，可以帶電安裝，不需使用終端箱、分線箱，而且主干電纜從10mm2到1200mm2，分支電纜從10mm2到95mm2任意組合選用。性價比更優(yōu)于預(yù)分支電纜。

　　四、分支電纜配電設(shè)計的注意點

　　我們已經(jīng)分析了分支電纜配電系統(tǒng)的技術(shù)先進性，可以說分支電纜就是一種為現(xiàn)代建筑度身定做，量體裁衣的專業(yè)產(chǎn)品，具有最佳的適用性和技術(shù)先進性和經(jīng)濟性。但在工程設(shè)計中，需注意一點——那就是分支線的保護問題，分支電纜應(yīng)盡量避開易受機械損傷的場所安裝，并加以保護。由于支線截面一般都比干線小，當(dāng)支線發(fā)生過載或短路時，干線保護系統(tǒng)不會對其發(fā)生作用，因此必須在支線配電箱中設(shè)置保護器，保護器與分支接頭間一般不超過3m，如超過，分支線必須敷設(shè)在不燃的管或槽中。

　　預(yù)分支電纜主要用于中小負(fù)荷的配電線路中，目前其最大載流已做到1600A，預(yù)分支電纜在定貨前應(yīng)根據(jù)建筑電氣豎井的實際尺寸(豎井高度、層高、每層分支接頭位置等)先行測量，工廠再根據(jù)實際尺寸度身定制，需要一定的制作周期，而且為了避免因樓層功能改變引起容量的變動，宜將預(yù)分支電纜的干線和支線截面均放大一級，特殊情況上還應(yīng)預(yù)留分支線以供備用。穿刺分支電纜由于可靈活組合安裝，不存在此問題，這也是其最大的優(yōu)點。

　　五、綜上所述：

　　分支電纜作為一種新型建筑配電電纜，其完美體現(xiàn)了設(shè)計規(guī)范的要求和原則，其技術(shù)先進性、性價比及其與環(huán)境適應(yīng)能力均優(yōu)于傳統(tǒng)的電力電纜加T接箱或母線槽。分支電纜配電方式，在中小電流的配電方式上具有不可比擬的優(yōu)勢。它作為一種能滿足現(xiàn)有規(guī)范的先進和經(jīng)濟的配電方式，正為廣大設(shè)計人員認(rèn)同，已經(jīng)在國內(nèi)眾多工程中得到推廣應(yīng)用，取得了很好的經(jīng)濟效果，并將得到更的廣泛應(yīng)用。