淺談分支電纜的先進(jìn)性

1、淺談分支電纜的先進(jìn)性    摘要：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(chǎng)館、路燈電源的電力配送，該產(chǎn)品根據(jù)各個(gè)具體建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和配電要求，將主干電纜、分支線電纜、分支連接體三部分進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)與制造，具有優(yōu)良的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，在工程經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)先進(jìn)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(diǎn)。本文旨在簡(jiǎn)要介紹該產(chǎn)品符合建筑電氣的相關(guān)規(guī)范，并分析介紹分支電纜結(jié)構(gòu)、性能的技術(shù)先進(jìn)性。關(guān)鍵詞：分支電纜 先進(jìn)性 配電電纜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(chǎng)館、路燈電源的電力配

2、送，該產(chǎn)品根據(jù)各個(gè)具體建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和配電要求，將主干電纜、分支線電纜、分支連接體三部分進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)與制造，具有優(yōu)良的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，在工程經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)先進(jìn)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(diǎn)。本文旨在簡(jiǎn)要介紹該產(chǎn)品符合建筑電氣的相關(guān)規(guī)范，并分析介紹分支電纜結(jié)構(gòu)、性能的技術(shù)先進(jìn)性。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(jì)中，供電可靠性、工程經(jīng)濟(jì)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(jì)中，通常采用的方法

3、有三種：1)放射式：由低壓配電室分別對(duì)各個(gè)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(jià)高，經(jīng)濟(jì)性最差。2)鏈接法：由低壓配電室引電纜至某層配電箱，再由某層逐層向上（或向下）鏈接供電，此法經(jīng)濟(jì)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(jí)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(gè)單元區(qū)，每個(gè)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(gè)樓層。此法可靠性、經(jīng)濟(jì)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(gè)樓層在干線電纜上接頭分支，此法經(jīng)濟(jì)性最好，理論上也具有放射式配電相當(dāng)

4、的可靠性，但施工卻是最麻煩的。更主要的是在主電纜上做樓層分支頭時(shí)，受電纜的結(jié)構(gòu)和現(xiàn)場(chǎng)施工條件以及人員素質(zhì)的影響，接頭質(zhì)量參差不齊，實(shí)際運(yùn)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(chǎng)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(diǎn)和不同點(diǎn)。共同點(diǎn)：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(diǎn)和接

5、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(dòng)的影響。具有優(yōu)良的抗震性、氣密性、防水性，免維護(hù)。其關(guān)鍵性能有兩項(xiàng)：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(jī)械物理性能均應(yīng)符合GB 1270691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(jiǎn)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(shí)質(zhì)上是多個(gè)單芯型分支電纜的絞合體，而不是傳統(tǒng)概念多芯

6、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(dú)的絕緣和護(hù)套，每根線芯有獨(dú)立的分支連接頭。多芯型分支電纜具備一般多芯電纜的運(yùn)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(diǎn)：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(diǎn)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(jì)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(dá)到確保運(yùn)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(jìn)的進(jìn)口絕緣線芯穿刺線夾工藝制作，在安

7、裝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行連接，增加了安裝現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)動(dòng)性，安裝運(yùn)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(jiǎn)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?jī)身?xiàng)重要的試驗(yàn)才能檢測(cè)接頭性能，即機(jī)械拉力試驗(yàn)和電熱循環(huán)試驗(yàn)。對(duì)機(jī)械拉力試驗(yàn)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(duì)電熱循環(huán)試驗(yàn)而言，在125次一定時(shí)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(shí)分支頭溫度8。決定分支連接頭的機(jī)械與電氣性能的關(guān)鍵在于分支連接頭的材料和工藝。對(duì)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I

8、PC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(jiǎn)便可靠,安裝時(shí)只需要目測(cè)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(cè)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(yùn)行接頭部位溫升正常。所從IPC絕緣穿刺線夾的使用對(duì)干線的機(jī)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(jìn)的進(jìn)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(yàn)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(duì)導(dǎo)線和線夾做特殊處理,操做簡(jiǎn)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

9、,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(fèi)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(duì)建筑電氣系統(tǒng)中配電線路的設(shè)計(jì)要求1、建筑電氣相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范分支電纜產(chǎn)品的形成時(shí)期與建筑電氣低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)有關(guān)的規(guī)范主要有：（1）GB 5005295 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范（2）GB 5005495 低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范（3）JGJ/T 1692 民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范其中：供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范和低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范是兩項(xiàng)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(jì)規(guī)

10、范由于是一個(gè)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(jí)，除規(guī)定分級(jí)原則外，更規(guī)定了各類具體建筑名稱的負(fù)荷級(jí)別。上述規(guī)范關(guān)于配電的共同點(diǎn)如下：（一）關(guān)于配電級(jí)數(shù)：對(duì)配電級(jí)數(shù)而言，GB 5005295第3.07條規(guī)定：供電系統(tǒng)應(yīng)簡(jiǎn)單可靠，同一電壓供電系統(tǒng)的變配電級(jí)數(shù)不宜多于兩級(jí)，JGJ/T 1692民用建筑電氣設(shè)計(jì)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(jí)數(shù)不宜超過三級(jí)，但對(duì)非重要負(fù)荷供電時(shí)，可超過三級(jí)?！鄙鲜鲆?guī)范體現(xiàn)了一個(gè)要領(lǐng)，那就是配電級(jí)數(shù)越少越好，越少可靠性越高，技術(shù)越先進(jìn)。（二）關(guān)于配電方式：GB 5005295中第6.02、6.03、6.04、

11、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(shí)，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(diǎn)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?，但每一回路環(huán)鏈設(shè)備不超過5臺(tái)，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(diǎn)供電時(shí)，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?！盝GJ/T 1692民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范中對(duì)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”，

12、“8.2.2.4除多層民用住宅外的其他民用建筑，對(duì)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(duì)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?，宜采用放射式與樹干式結(jié)合的方式”，“8.2.3.2對(duì)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(duì)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&g

13、t;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 5005495中5.5.1、JGJ/T 1692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(chǎng)所”。 還要求安裝場(chǎng)所無明顯振動(dòng)。（四）分支電纜的配電方式GB 5005495中5.7.2、JGJ/T 1692中4.13.5規(guī)定“豎井垂直布線時(shí)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(gè)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

14、樓層供電由一根整體干線與分支電纜完成。當(dāng)PG與ZJX之間間距離較近時(shí)，在滿足載流量與起動(dòng)運(yùn)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(gè)連接點(diǎn)，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，但由于干線是一段一段插接而成，接頭多，隱患多），且分支電纜的干線與支線連接是采用先進(jìn)工藝，將主干線、分支線與連接金屬夾具三點(diǎn)共同進(jìn)行冷壓接，其性能完全達(dá)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

15、影響，在導(dǎo)電性上可以看作是一點(diǎn)，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?？偟恼f來，分支電纜配電線路更好地實(shí)現(xiàn)了在規(guī)范規(guī)定中的設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則，具體如下：1）關(guān)于配電級(jí)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(jī)電應(yīng)力等多種因素相適應(yīng)。4）分支電纜配電

16、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(jìn)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(jiǎn)化成二級(jí)配電，每個(gè)樓層都可以達(dá)到最簡(jiǎn)單的二級(jí)配電，符合規(guī)范中配電級(jí)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(chǎng)合甚至是特別重要場(chǎng)合的配電，是一種目前為止最先進(jìn)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(yàn)。與母線槽相比，具有重要輕、體積小、防水性、耐腐蝕性

17、、抗震性良好，型號(hào)規(guī)格組合靈活，性價(jià)比合理等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)環(huán)境要求低，因此能適用于潮濕、鹽霧酸堿、輕微振動(dòng)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(jiǎn)便，施工工期短，工費(fèi)低，符合規(guī)范中設(shè)計(jì)應(yīng)注重經(jīng)濟(jì)性的觀點(diǎn)。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(chǎng)做分支，且接頭耐用扭曲，防震、防水、防腐蝕老化，安裝簡(jiǎn)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(jià)比更優(yōu)于預(yù)分支電纜。四、分支電纜配電設(shè)計(jì)的注意點(diǎn)

18、我們已經(jīng)分析了分支電纜配電系統(tǒng)的技術(shù)先進(jìn)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(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性。但在工程設(shè)計(jì)中，需注意一點(diǎn)那就是分支線的保護(hù)問題，分支電纜應(yīng)盡量避開易受機(jī)械損傷的場(chǎng)所安裝，并加以保護(hù)。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(shí)，干線保護(hù)系統(tǒng)不會(huì)對(duì)其發(fā)生作用，因此必須在支線配電箱中設(shè)置保護(hù)器，保護(hù)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(shí)際尺寸(豎井高度、層高、每層分支接頭位置等)先行測(cè)量，工廠再根據(jù)實(shí)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