分支電纜的用途及設(shè)計(jì)

摘 要 分支電纜是一種新型的預(yù)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(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、分支連接體等三部分進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)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，比傳統(tǒng)電纜和母線具有突出的優(yōu)點(diǎn)。本文旨在簡要介紹分支電纜結(jié)構(gòu)、性能的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)分析介紹該產(chǎn)品在符合建筑電氣的相關(guān)規(guī)范方面的技術(shù)先進(jìn)性。

關(guān)鍵詞 分支電纜；結(jié)構(gòu)；性能；設(shè)計(jì)要求；規(guī)范

中圖分類號(hào) TM246 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-（2012）112-0206-01

1 分支電纜的結(jié)構(gòu)與性能

1）產(chǎn)生與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分支電纜是在普通塑力纜基礎(chǔ)上發(fā)展而來。由于現(xiàn)代文明的發(fā)展，都市的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，采用普通電力電纜供電，三者的矛盾總難完全統(tǒng)一，只能根據(jù)不同工程而有所側(cè)重。按傳統(tǒng)方法，在樓層配電設(shè)計(jì)中，通常采用的辦法有以下幾種：

①放射式，由地下配電間分別對(duì)各個(gè)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(jià)高，經(jīng)濟(jì)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(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）。

③分區(qū)樹干式，把一座高層建筑劃分成n個(gè)單元區(qū)，每個(gè)單元采用電纜接從配電室供電，然后再分配至單元區(qū)內(nèi)各個(gè)樓層。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)樓層在干線電纜上供頭分支，此法經(jīng)濟(jì)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(shí)，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，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(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)制造。是把上面第④種方法中現(xiàn)場施工和管理的工作由專業(yè)制造廠完成，而且工藝一致性也帶來了質(zhì)量一致。

2）結(jié)構(gòu)分支電纜在結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)簡單，便于生產(chǎn)和施工，已獲得大量應(yīng)用。按照日本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，多芯型分支電纜實(shí)質(zhì)上是多個(gè)單芯電纜的絞合體，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項(xiàng)導(dǎo)體外面都有單獨(dú)的絕緣和護(hù)套，每根線芯有獨(dú)立的分支連接體。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，目前也已在推廣應(yīng)用中。

3）性能分支電纜是一種新型的電力配送電纜，其關(guān)鍵性能有兩項(xiàng)：首先，一根具備良好品質(zhì)的分支電纜，必須是性能優(yōu)良的電力電纜，對(duì)于國內(nèi)產(chǎn)品，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GB12706-91標(biāo)準(zhǔn)——電纜的性能是分支電纜產(chǎn)品的基礎(chǔ)指標(biāo)。

第二，分支連接體的性能至關(guān)重要，這是分支電纜的關(guān)鍵性能。分支連接體把干線電纜與支線電纜的導(dǎo)體連為一體，并作絕緣防潮處理。從外觀上看，無法知道內(nèi)部接頭質(zhì)量，有兩項(xiàng)重要的試驗(yàn)?zāi)軌驒z測接頭性能，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，分支連接體（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(jī)械與電氣性能的關(guān)鍵在于分支連接體的材料和工藝。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)工藝工裝。

2 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)范目前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：

GB50052-1995供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范；

GB50054-1995低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范；

JGJ/T16-92民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范；

GBJ16-87建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（1997年版本）。

GB50045-1995高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(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)范》中供電系統(tǒng)和低壓配電部分與其規(guī)定基本一致，但由于這是一個(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)荷簡等級(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。

由于上述規(guī)范在頒布實(shí)施時(shí)，分支電纜產(chǎn)品在國內(nèi)還沒有應(yīng)用先例，因此在規(guī)范中并未提及分支電纜，但在眾多條款中體現(xiàn)了設(shè)計(jì)指導(dǎo)方向，總的說來，有三種觀點(diǎn)：

1）關(guān)于配電級(jí)數(shù)——越少越好；

2）關(guān)于配電方式，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，應(yīng)與環(huán)境、建筑特征、機(jī)電應(yīng)力等多種因素相適應(yīng)。

①關(guān)于配電級(jí)數(shù)：對(duì)配電級(jí)數(shù)而言，GB50052-95第3.07條規(guī)定：供電系統(tǒng)應(yīng)簡單可，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/T16-92《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)。

②關(guān)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(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)脚潆姡恳换芈翻h(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”。

③關(guān)于電纜和母線安裝敷設(shè)方式。

GB50054-94中5.5.1、JGJ/T16-92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?！?/p>

GB50054-94中5.7.2、JGJ/T16-92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?！?/p>

GB50054-94中5.7.3豎井內(nèi)垂直布線采用大容量單芯電纜大容量線線作干線時(shí)，應(yīng)滿足載流量要留有一定的裕度及安裝及維修方便和經(jīng)濟(jì)。

分支電纜作為一種從國外傳入的新型建筑配電電纜，已經(jīng)在國內(nèi)眾多工程中得到推廣應(yīng)用，并且已為廣大設(shè)計(jì)人員認(rèn)同并使用。本文旨在說明分支電纜配電與現(xiàn)有建筑電氣相關(guān)規(guī)范的一致性，并能更好地體現(xiàn)規(guī)范的指導(dǎo)思想。是一種能滿足現(xiàn)有規(guī)范的一種最先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)的配電方式。