预分支电缆（共7篇）
预分支电缆 篇1
一、分支电缆的结构与性能
1、作为新一代中低压供电线路系统中主干线的预分支电缆从20世纪70年代开发到现在,技术已相当成熟,并已在国内外得到广泛应用,日本占用率达95%,法国、香港占70%,预分支电缆除应用在都市的高层建筑中,已推广到一般民用建筑、工厂企业、机场、码头等领域中。
预分支电缆较早出现于英国和日本,在技术标准方面,1980年,日本电线工业协会颁布了第一部行业性标准J CS 3 7 6(1980),随着技术的发展与进步,在1992年对该标准进行了修订,放宽了对产品结构材料方面的要求,提高了成品技术指标,目前,国内正规的分支电缆生产厂的产品标准主要是以该标准为基础。
2、结构分支电缆在结构上,分为单芯型和多芯绞合型两种,多芯型分支电缆实质上是多个单芯电缆的绞合体,而不是传统概念多芯电缆的结构,等截面的单芯和多芯相比,单芯的载流量大,重量轻、外径小、结构简单、价格较低,便于生产和施工,已获得大量应用。
3、预分支电缆的绝缘材质常用四大分类:聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套(VV)用于一般场所或一般负荷,但VV型电缆是日渐淘汰产品,设计中尽量少用或不用;交联聚乙烯绝缘聚乙烯护套(YJV),用于工作环境平均温度大于35℃,或负荷较大场所,此类产品载流量大,抗过载性能好,燃烧时烟雾少,使用寿命长,设计可选;阻燃型(Z R)、耐火型(N H)用于消防用电设备、应急照明线路,此类产品是在电缆绝缘及护套材料上增加阻燃剂耐火剂,价位略高
二、预分支电缆与母线的比较
现在困扰设计人的一个问题是:预分支电缆和插接式母线究竟选哪个更合算?从经济上比较,经相关资料定性分析:计算总费用预分支电缆大约是母线的50%～70%;一次性投资预分支电缆大约是母线的70%～80%;安装工时预分支电缆大约是母线的1/5～1/10‘在电气竖井内安装工作量预分支电缆比母线缩短80%,但是单纯从材料价格上可以看出,电流等级630A及以下分支电缆与密集型母线价格较为明显,如果考虑施工方便、劳力节省、总投资费用,前者占有优势,800A及以上预分支电缆价格优势不再明显,1000A～1600A电流等级预分支电缆反而比母线贵。
多层及高层民用建筑中,配电方式多采用分区树干式,电缆或母线在电气竖井内安装,分区向各级层总配电箱供电,在垂直干线与分支线的连接方法上,预分支电缆较母线简单,占用空间小,而母线的插接箱可能使配电级数增加一级;封闭母线宜用于干燥和无腐蚀性的屋内场所,预分支电缆防水防腐性能要优于母线,具有更好的环境适应性;GBJ16-87《建筑设计防火规范》中10.1.4规定:“消防用电设备的配电线路应穿管保护。当暗敷时应敷时应敷设在非燃烧体结构内,其保护层厚度不应小于3cm,明敷时必须穿金属管,并采取防火措施。采用绝缘和护套为非延续燃性材料的电缆时,可不采取穿金属管保护,但应敷设在电缆井沟内,这使得电缆配电比母线在消防安全上更有优势,但对于空间狭小,用电点很多的工业建筑,如焊接车间,总装车间,母线体积小,容量大,安装方便,取电方便等特点则更具实际意义,
三、分支电缆配电设计的注意点
我们已分析:分支电缆配电系统的技术先进性,可以说分支电缆就是一种为现代建筑度身定做,量体裁衣的专业产品,具有最佳的适用性和技术经济性,但在工程设计中,需注意一点——那就是分支线的保护问题。对由于支线截面一般都有比干线小,因此,当分配电箱上端的支线发生过载或短路时,如要干线保护系统对其发生作用,必须计算此处单相接地短路电流值,并在相应低压配电屏内出线回路断路器设置合适的瞬动电流值,支线配电箱中设置保护器,保护器与分支接头问题不超过3m,如超过,需在接头出加熔断器保护。
分支电缆作为一种从国外传入的新型建筑配电电缆,已经在国内众多工程中得到推广应用,并且已为广大设计人员认同并使用。本文旨在说明分支电缆配电与现有建筑电气相关规范的一致性,并能更好地体现规范的指导思想。是一种能满足现有规范的一种最先进、经济的配电方式。因水平所限,文中如有谬误,敬请读者指正。
摘要：预分支电缆是一种新型的预制型建筑配电电缆,广泛用于各类建筑的电力配送中,在工程经济性、技术先进性和安装便利性方面,比传统电缆和母线具有突出的优点。
关键词：分支电缆,结构,性能,设计要求
参考文献
[1]崔学林.浅谈分支电缆的设计选型与应用.建筑电气资讯
[2]中华人民共和国国家标准.低压设计配电规范(GB50054-95)
[3]中国航空工业规划设计院组编.工业与民用配电设计手册
[4]赵英荣“.预分支电缆”.电力电缆
预分支电缆 篇2
主要是为为实现双回路或多回路供电，以进步供电的可靠性。目前先进的环网柜可以做到配网自动化，实现远间隔操纵。现在环网柜方式的电缆分支箱也多起来，以后估计会融合一体了。在一条比较长的线路上，电缆的长度无法满足线路的要求，那就必须使用电缆接头或者电缆转接箱，通常短间隔时候采用电缆中间接头，但线路比较长的时候，根据经验在1000M以上的电缆线路上，假如电缆中间有多中间接头，为了确保安全，会在其中考虑电缆分支箱进行转接。
环网柜既有进线也有出线，电缆分支箱也一样，环网柜可以双回路或多回路供电，确保供电可靠性，而电缆分支箱不具备多回路或双回路的供电能力。另外环网柜现在可以实现配网自动化，进行远程控制，电缆分支箱目前基本不具备这样的功能(带开关的户外环网柜除外)。在一条间隔比较长的线路上有多根小面积电缆往往会造成电缆使用浪费，于是在出线到用电负荷中，往往使用主干大电缆出线，然后在接近负荷的时候，使用电缆分支箱将主干电缆分成若干小面积电缆，由小面积电缆接进负荷。
预分支电缆 篇3
关键词：电缆分支箱；选用；安装
中图分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 16-0000-01
随着全方位的电网改造，电力工业的现代化事业有了飛速发展。为了经济安全地对地下线缆进行电力分支配送，需要采用电缆分支箱，为更好地保证整个配电网供电稳定运行需要工作人员熟练掌握10kV电缆分支箱的应用技术特点，并在维护管理方面熟练有效运用。
一、电缆分支箱的选型
（1）在早期生产的产品中以热缩材料为主材的空气绝缘型电缆分支箱为主要产品，目前该类产品已经被淘汰使用。
（2）分支箱中以橡塑外套作为保护材料的防护型产品，在长期的工作中受自然因素的影响容易产生内界面分离和外露端头龟裂的现象，严重影响密封性能和绝缘保护性能，在使用中极大地影响了该种产品的推广发展。
（3）在密封型电缆分支箱中以三元乙丙橡胶作为主要材料，该材料性质偏硬而且容易燃烧，在使用中容易导致起弧或者爬电，造成电缆的燃烧起火，除此之外该材料的防水、防潮、抗老化性能也有一定欠缺，不能满足电缆分支箱长期使用以及免维护的要求，同时又因其材料是有毒物质，严重损害环境保护工作的可持续发展。
（4）在可带电插拔的电缆分支箱中，又因我国的三相供电系统造成了在插拔过程中不能做到三相同时带电插拔。在进行插拔使用中会造成中性点的偏移，产生两相供电现象，造成大范围电力中断，对电力设备造成不必要的损失。
（5）安全环保型电缆分支箱以硅橡胶为主要材质，此种材料性能柔软、密封性能优越、弹性优良、密度高、全绝缘，并且具备良好的防水、防潮、抗老化、耐电晕、长期工作免维护等一系列的优秀特点；在安装使用中硅橡胶与电缆之间采用的是过盈配合，在收缩性能方面具有高度均匀的特点，不会出现因热胀冷缩造成内界面分离的现象，并且此种材料具有无毒环保的优秀特质。
（6）在具有分断功能的电缆分支箱中配备SF6负荷控制开关，具有环网柜的功能特点，同比环网柜价格具有明显优势，在使用中能够替代开关站发挥重要功用，同时在线路的维护和检修中起到便捷作用，降低因停电造成的经济损失，并且在建设配电房困难的地区具有明显的优势，在使用中能够发挥出色的作用。
二、带电情况下可触摸电缆接头与不可触摸电缆接头的区别和选用
在带电情况下可触摸电缆接头与不可触摸电缆街头的区别主要在于可触摸电缆接头为硅橡胶接头，其内部构成有半导体隔断层，外部构成有导电隔断层，使用金属包箍接地，是接头外表面的电位与接地电位相同；不可触摸电缆接头同样为硅橡胶接头但是没有设置隔断层，在实际运行中检测发现此种类型电缆接头容易产生静电。虽然在实测接地电压中两者的接地电压均为零，但在变电站内多回路运行工作中需要检测其中一项回路工作情况，而其它回路又带电的情况下需要采用可触摸的电缆接头以保证工作安全。由于产品在设计上采用的是免维护的设计方案，在使用过程中不存在带电触摸的情况，并且电缆分支箱内的回路不需要进行检修维护，同时电缆分支箱外部箱体采用的是IP33级防护标准并且安全接地。在电缆分支箱带电工作过程中是不允许打开分支箱外壳的，从而避免了带电触摸电缆接头，即使在出现外部碰撞等不可抗外力影响，可触摸与不可触摸接头所表现出来的效果都是一样的。在相同带电情况下不可触摸接头工作性能要高于可触摸接头，在价格方面不可触摸接头要比可触摸接头存在更多的优惠。相比之下采用更经济实惠的不可触摸接头是首选方案。
三、10kV电缆分支箱的安装使用
现在生产10kV户外用的电缆分支箱类型多种多样，对于电缆分支箱的装配施工处在一个非常重要的位置。电缆分支箱内电缆接头的安装工艺方法是否正确，电缆分支箱内各部位组合是否按照正常顺序，能否按照生产厂商配套提供的安装说明书进行实施等，都影响到电缆分支箱的正常运行和使用年限。
在电网线路建设过程中，使用电缆分支箱能够避免在规划设计中因受地理条件、建筑影响等造成电网铺设困难的情况，并且在线路设计中推出高效的线路设计蓝图。在线路铺设影响较大的地区，由于其具有的灵活、便于安装的特点，使其能够纵深用电负荷中心区域，提高电力供应效率，满足用电需求。在电网结构中由于电缆分支箱具有先进的功能设计、优良的使用性能，为电网的优化起到了关键性的作用。在电缆分支箱的建设安装调试工作过程都能在不停电的情况下进行，在停电工作中只需要做电缆引下线的工作，对提高工作效率发挥了重要作用。
在10kV电缆分支箱运行前，需要对电缆及箱体的各接地线进行检查，确保连接正确，避免因接地不正确造成的使用过程中的损失，在安装完成后还需对电缆分支箱进行整体的试验确保工作性能的稳定。
四、安装技术问题
在一些事故中可以发现对于T型应力锥与电缆接头接触不良造成安装时产生问题，并且安装中不合理的接线长度造成应力锥受到损害，为事故的发生埋下了隐患。对于没有按照施工图纸进行严格建设的分支箱基础设施同样会产生影响。现在铺设主电缆一般采用大直径电缆，在不合理的基础建设中造成了电缆弯度半径减小，使得电缆在竖直方向上的排列产生困难，不能正常按照规划方案施工，导致电缆不能实现有效支撑，造成T型接头因受力产生损坏。对于没有正常安装底部隔离板的电缆分支箱由于受到底部潮气的侵袭，造成电缆接头受潮并影响到其绝缘性能，由此受到的损坏很容易造成短路事故并且引起电缆分支箱的整体损坏。
五、结束语
随着工程建设的不断加速，10kV电力线路的高效规划为社会发展实现安全、稳定的电力供应提供了重要作用。电缆分支箱的有效布置安装为配电线路的优化提供了解决方案。
参考文献：
[1]冯辉.浅谈高压电力电缆终端头与中间接头制作的注意事项[J].中国科技信息，2011.
分支电缆与建筑电气设计规范 篇4
1.1 产生与技术标准分支电缆是在普通塑力缆基础上发展而来。
由于现代文明的发展, 都市的高层建筑越来越普及, 在高层建筑配电系统电气设计中, 供电可靠性、工程经济性和施工便利性越来越重要, 采用普通电力电缆供电, 三者的矛盾总难完全统一, 只能根据不同工程而有所侧重。按传统方法, 在楼层配电设计中, 通常采用的办法有三种:
1.1.1 放射式, 由地下配电间分别对各个楼层
引电缆直接供电, 却需要大量的电缆、桥架和较大的电缆井, 造价高, 经济性最差。
1.1.2 链接法, 由配电间引出电缆至底层配电
箱, 再由底层逐层向上链接供电, 此法经济性最佳, 但由于层数越多, 安全系数越低 (安全系数是逐级相乘) 。
1.1.3 分区树干式, 把一座高层建筑划分成n
个单元区, 每个单元采用电缆接从配电室供电, 然后再分配至单元区内各个楼层。经济性都比较好, 经常被采用。
1.1.4 干线电缆分支法, 从配电室引出一根
(或数根) 主干电缆, 每个楼层在干线电缆上供头分支, 此法经济性最好, 但施工却是最麻烦的, 更麻烦的是在主电缆上做楼层分支头时, 受电缆的结构和现场施工条件以及人员素质的影响, 接头质量参差不齐, 但这种方法却促使人们想到把接头与电缆一同制造, 由此诞生了新一代的建筑配电电缆——分支电缆。
分支电缆是把经过专门工艺处理的单芯电力电缆作为建筑主干电缆, 根据各具体建筑的结构特点和尺寸量体裁衣, 预先把分支接头与分支线、主干电缆一同设计制造。是把上面第1.1.4种方法中现场施工和管理的工作由专业制造厂完成, 而且工艺一致性也带来了质量一致。
分支电缆较早出现于英国和日本, 在技术标准方面, 1980年, 日本电线工业协会颁布了第一部行业性标准JCS376 (1980) , 随着技术的发展与进步, 在1992年对该标准进行了修订, 放宽了对产品结构材料方面的要求, 提高了成品技术指标, 目前, 国内正规的分支电缆生产厂的产品标准主要是以该标准为基础。
1.2 结构分支电缆在结构上, 分为单芯型和多
芯绞合型两种, 每根单芯分支电缆又可分为三部分:a.主干电缆;b.支线电缆;c.分支连接体。
目前, 因单芯型分支电缆结构简单, 便于生产和施工, 已获得大量应用。按照日本标准的规定, 多芯型分支电缆实质上是多个单芯电缆的绞合体, 而不是传统概念多芯电缆的结构, 多芯型分支电缆的每项导体外面都有单独的绝缘和护套, 每根线芯有独立的分支连接体。多芯型分支电缆具备一般多芯电缆的运行性能, 国内只有为数极少的大型综合性电缆厂才具备生产能力, 目前也已在推广应用中。
1.3 性能分支电缆是一种新型的电力配送电缆, 其关键性能有两项:
首先, 一根具备良好品质的分支电缆, 必须是性能优良的电力电缆, 对于国内产品, 其导体性能、绝缘性能、材料的机械物理性能均应符合GB12706-91标准——电缆的性能是分支电缆产品的基础指标。
第二, 分支连接体的性能至关重要, 这是分支电缆的关键性能。分支连接体把干线电缆与支线电缆的导体连为一体, 并作绝缘防潮处理。从外观上看, 无法知道内部接头质量, 有两项重要的试验能够检测接头性能, 即机械拉力试验和电热循环试验。对机械拉力试验而言, 分支连接体 (含干线与支线导体) 的拉断力应保持在连接前的80%以上, 对电热循环试验而言, 在125次一定时间间隔的额定载荷与空载循环后, 分支连接体的温度不得大于电缆表面温度的8℃。决定分支连接体的机械与电气性能的关键在于分支连接体的材料和工艺。对广大用户而言, 应充分关心分支电缆的电缆质量、接头的材料选择和生产工艺工装。
我们讲, 分支电缆更适合于现代建筑的配电系统, 为什么?要分析这个问题, 我们必须首先弄清楚相关电气设计规范中对配电线路的要求。
2 相关规范对建筑电气系统中配电线路的设计要求
2.1 建筑电气相关的设计规范目前与建筑电气低压配电系统设计有关的规范主要有:
2.1.1 GB50052-1995供配电系统设计规范
2.1.2 GB50054-1995低压配电设计规范
2.1.3 JGJ/T16-92民用建筑电气设计规范
2.1.4 GBJ16-87建筑设计防火规范 (1997年版本)
2.1.5 GB50045-1995高层民用建筑设计防火规范其中:
《供配电系统设计规范》和《低压配电设计规范》是两项基础规范, 主要内容参照采用了IEC标准。民用建筑电气设计规范》中供电系统和低压配电部分与其规定基本一致, 但由于这是一个建筑行业的专业标准, 建筑相关的部分规定更具体, 如供电系统的负荷简等级, 除规定分级原则外, 更规定了各类具体建筑名称的负荷级别。
由于上述规范在颁布实施时, 分支电缆产品在国内还没有应用先例, 因此在规范中并未提及分支电缆, 但在众多条款中体现了设计指导方向, 总的说来, 有三种观点:a.关于配电级数——越少越好;b.关于配电方式, 从高到低依次为放射式>树干式>分区树干式>链接式;c.关于安装敷设方式, 应与环境、建筑特征、机电应力等多种因素相适应。
2.2 关于配电级数:
对配电级数而言, GB50052-95第3.07条规定:供电系统应简单可靠, 同一电压供电系统的变配电级数不宜多于两级, JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》中8.14条规定:“自变压器一次侧至用设备之间的低压配电级数不宜超过三级, 但对非重要负荷供电时, 可超过三级。”上述规范体现了一个要领, 那就是配电级数越少越好, 越少可靠性越高, 技术越先进。
2.3 JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》中对配电方式有更为详细的规定, 如:
“8.2.15居住小区的高层建筑, 宜采用放射式配电”“8.2.2.4除多层民用住宅外的其他民用建筑, 对于较大的集中负荷或较重要的负荷应从配电室以放射式配电;对于向多层配电间或配电箱配电, 宜采用树干式和分区树干式的方式”“由层间配电间或层配电箱至各分配电箱的配电, 宜采用放射式与树干式结合的方式”, 8.2.3.2对于容量较大的集中负荷或重要负荷, 宜从配电室以放射式配电对各层配电间的配电宜采用下列方式之一:a.工作电源采用分区树干式, 备用电源也采用分区树干式或首层至顶层垂直干线的方式。b.工作电源和多用电源都采用由首层到顶层垂直干线方式。c.工作电源采用分区树干式, 多用电源取自应急照明等电源干线。
上述规定, 是限于制定规范时, 分支电缆尚未在国内推广应用, 供电线路主要依赖普通电力电缆和母线。认为, 在应用分支电缆配电后, 上述规定应该可以简化。放射式高于树干式, 又高于链接式的观点。
3 分支电缆配电设计的注意点
我们已分析:分支电缆配电系统的技术先进性, 可以说分支电缆就是一种为现代建筑度身定做, 量体裁衣的专业产品, 具有最佳的适用性和技术经济性, 但在工程设计中, 需注意一点———那就是分支线的保护问题。对由于支线截面一般都有比干线小, 因此, 当支线发生过载或短路时, 干线保护系统一般不会对其发生作用, 必须在支线配电箱中设置保护器, 保护器与分支接头问题不超过3m, 如超过, 分支线必须受敷设在不燃的管或槽中, 且当该段发生单相或两相短路时, 干线保护应能够断开。对此, 应予以注意。
10kV电缆分支箱的选择 篇5
随着电力工业现代化建设事业的迅速发展,电网改造已全方位启动。地下主线电缆在一定的距离需要实现多回路分支配电时,采用电缆分支箱作为配电的重要配套设备是既经济又方便安全的一种办法。
2、10kV电缆分支箱的选型
(1)热缩材料为主材的空气绝缘型,该产品为早期产品,已属淘汰之列。
(2)橡塑外套为主材作为防护型的电缆分支箱。在长期运行中易发生内界面分离及外露端头龟裂,使绝缘和密封受损,因此该产品的发展受到限制。
(3)三元乙丙橡胶(EPDM)为主材的电缆接头密封型电缆分支箱。其材质偏硬,而EPDM为可燃性材料,易发生爬电或起弧容易燃烧,同时,防潮防水及抗老化的性能也较弱,达不到长期运行免维护的要求。EPDM为有毒物质,对环保也存在不利因素。
(4)带电可拔插式电缆接头型电缆分支箱。我国的供电系统为三相变压器供电,在拔插时不可能做到同时带电拔插,这样拔插将会造成中性点严重偏移,短时间内形成两相供电,严重造成大面积停电事故,对供电及设备带来不必要的经济损失。
(5)硅橡胶为主材电缆接头防洪型电缆分支箱。其材质柔软,具有高弹性、高密度、全绝缘,材料密封性能良好、达到防潮、防水、抗老化、抗阻燃、耐电晕和长期运行免维护等优点。因为硅橡胶与电缆采取过盈配合,径向收缩均匀度高,不会因热胀冷缩使内界面分离而产生内爬电击穿,同时对电缆本体有径向的持久压力,使内界面结合紧密可靠。同时硅橡胶本质是无毒材料,对环保也有利。
(6)带SF6负荷开关分断的电缆分支箱。由于该产品可实现环网柜的功能,而且价格又低于环网柜,在户外起到代替开关站的重要作用,有便于维护试验和检修分支线路,减少停电经济损失的特点,特别是在线路走廊和建配电房较困难的情况下,更显现其优越性。
3、带电可触摸与带电不可触摸的区别和选用
带电可触摸电缆接头与带电不可触摸电缆接头的主要区别,是在于前者的硅橡胶电缆接头内部有半导体屏蔽层,外有导电屏蔽层、通过金融抱箍连接接地,确保电缆接头表面电位与接地相同;而后者同样为硅橡胶电缆接头,通过实测结果两者对地电压均为零值,但在实际运行中、后者表面可能产生感应静电。如果使用在变电所内部的多回路并列运行中,需要检测其中一回路、而相邻回路带电运行时,使用可触摸电缆接头对安全是有利的。但是使用在电缆分支箱中,根本不存在此类问题,因为设计是免维护产品,分支箱内并无任何二次线路需要维护与检修,而且分支箱外壳为IP33防护等级,箱体已可靠接地,在带电运行中不允许打开分支箱外壳,不存在带电触摸分支箱内部电缆接头的任何可能。即使在不可抗外力的侵害下(如被汽车等外物强烈相碰撞),使用可触摸与不可触摸的电缆接头,其两者结果都是相同的。从运行中的可靠性角度分析、可触摸电缆接头由于表面覆盖导电层并经金属抱箍接地,因此无任何外绝缘爬距存在。而不可触摸电缆接头的外层为强绝缘的硅橡胶,尚有许多外绝缘爬距存在。显然,在相同的情况下,不可触摸电缆接头的运行可靠性高于可触摸电缆接头。从经济上的角度考虑,不可触摸硅橡胶电缆接头的价格也低于可触摸型的电缆接头。因此,以采用不可触摸硅橡胶电缆接头较为理想。
4、10kV电缆分支箱的安装使用条件和注意事项
目前我国生产10kV户外电缆分支箱的品种繁多,因此,10kV电缆分支箱的安装施工就变得十分重要。在电缆分支箱与电缆接头安装连接过程的操作方法是否正确、电缆头安装工艺是否熟悉、电缆分支箱内部组件与电缆接头部件组合的先后次序,是否按照厂家配套提供安装规范说明书进行操作等等,都将直接影响电缆分支箱的使用寿命和正常运行。
5、10kV电缆分支箱运行前注意事项
(1)电缆分支箱在运行前,必须检查各分支电缆的接地线是否与箱体的接地端子连接紧固。同时,箱体外壳必须与地网直接连接或有明显的接地点。
(2)电缆分支箱安装完工后,必须按照有关规定的试验标准和条件,对电缆和组件一起进行试验。
6、结束语
预分支电缆 篇6
为满足市场需求,本公司自主研发了一种结合矿物绝缘防火电缆和预制分支电缆优点的矿物绝缘预制分支防火电缆。矿物绝缘防火电缆是一种全无机物结构的新型电缆,其由铜导体、氧化镁粉绝缘和铜护套等共同组成。由于铜的熔点达到1 083 ℃,氧化镁粉的熔点更高,达到了2 800 ℃,且这两种材料都是不燃物,不会进行燃烧,因此矿物绝缘防火电缆在发生火灾时可以继续保持正常供电,给救援带来充分的时间,减少火灾带来的损失。相比传统防火电缆,矿物绝缘防火电缆是一种真正意义上的防火型电缆,是目前唯一能在1 000 ℃的火灾中保持3h供电并能承受消防水喷淋及重物跌落冲击的安全类电缆。
2015年5月1日,由住房城乡建设部和国家质量监督检验检疫总局联合发布的国家标准GB50016—2014《建筑设计防火规范》正式实施。该标准将旧版的GB 50016—2006《建筑设计防火规范》标准和1995年实施的GB 50045—1995《高层民用建筑设计防火规范》标准进行了合并,并对这两项标准之间不协调的要求进行了调整。在电气方面,GB50016—2014标准的10.1.10-3 条款明确指出 “消防配电线路应与其他配电线路敷设在不同的电缆井、沟内;确有困难需敷设在同一电缆井、沟内时,应分别布置在电缆井、沟的两侧,且消防配电线路应采用矿物绝缘类不燃性电缆”。 因此,GB 50016—2014标准的实行,重新定义了矿物绝缘类不燃性电缆在我国电气消防应用中的重要地位,对矿物绝缘类不燃性电缆的普及有着深远的影响。
目前,在楼层、地铁、机场等众多建筑物的供配电线路施工中,各层主干电缆和每层支线电缆的接头处理一直是较为突出的难题。因现场的施工环境恶劣,而接头的技术工艺要求又非常高,传统的现场接线处理方法往往是施工费用较大,却又难以达到理想的效果,造成电缆的导体接触电阻过大、绝缘性能不符合要求等一些问题。 为解决电缆施工中接头难题,市场上适时出现了一种按施工单位要求,在生产时就利用专用生产设备将主干电缆和支线电缆连接在一起的塑料绝缘预制分支电缆,这样既保证了电缆分支连接头的质量和性能,也免去了在施工现场进行连接的过程,降低了施工方的工作量,缩短了工期。 与传统的使用多芯电缆连接或插接式母线槽连接等方法相比,采用预制分支电缆连接方法具有安装施工方便、工期短、节约使用空间、无需维护等优点。 此外,预制分支电缆还具有优越的抗震性能、气密性能、防水性能等。随着国家对各类建筑设施的防火安全要求的不断提高,塑料绝缘预制分支电缆的防火性能不足的问题逐渐浮现。本公司研制的矿物绝缘预制分支防火电缆在具有优异的防火性能的同时,还具有了预制分支电缆的优点。
2 矿物绝缘预制分支防火电缆设计
目前市场上的矿物绝缘电缆产品主要为BTTZ型矿物绝缘电缆及一些柔性矿物绝缘防火电缆。考虑到BTTZ型矿物绝缘电缆产品已有国家标准,且该产品有着多年的生产和使用经验,其生产工艺和制造技术已相当成熟,因此本公司对BTTZ型矿物绝缘电缆进行了专门改型设计,制造了矿物绝缘预制分支防火电缆。
由于矿物绝缘预制分支防火电缆是严格按照客户及施工现场的要求进行设计生产的,因此矿物绝缘预制分支防火电缆设计必须注意以下事项:a.电缆尺寸设计必须准确,主干电缆截面积和支线电缆的截面积选择一定要合理,支线电缆截面积设计过大,会导致主干电缆负荷过大。b.分支点的位置一定要精确,要结合使用场所的图纸进行确定,也可以在施工现场进行实地测量。c.配电系统允许的末端电压降比例应不大于5%,三相最大电压降应不大于19V,单相最大电压降应不大于11V。线路电压降Vd的计算公式[1]为:
式中:Vd的单位为V;K为计算系数,单相电缆K=1,三相电缆K=3;Ie为工作电流或计算电流,单位为A;L为线路长度,单位为m;Vo为单位长度、单位电流强度的电压降,单位为V/(A·m)。
3 矿物绝缘预制分支防火电缆制造
矿物绝缘预制分支防火电缆剖面结构如图1所示。电缆分支连接体的制造工艺是矿物绝缘预制分支防火电缆的关键制造工艺,其可分为导体连接、绝缘处理、外护处理等多个工艺步骤,现对其进行详细介绍。
3.1 分支连接体导体连接工艺
导体连接主要包括以下工艺过程:a.根据客户提供的图纸及设计要求,确定分支连接点的位置,测量主干电缆和支线电缆的护套剥除长度,用铜皮剥切器剥除铜护套,剥开的护套切口宽度应大于所选用的C形夹宽度,但是总宽度不能超过20 mm。b.用事先准备好的耐高温热缩密封管对剥离后的主干电缆两端和支线电缆端头部位进行密封,以防止氧化镁粉的松散导致电缆的绝缘性能受到影响,而后用干净棉纱揩净主干电缆和支线电缆导体表面上的氧化镁粉末,切忌用嘴吹,否则会导致绝缘性能下降[2]。c.采用专用的C形夹对主干电缆和支线电缆的导体进行连接,C形夹的尺寸应根据主干电缆和支线电缆的直径进行合理选择,过大过小都会对导体连接的效果产生影响,且所用C形夹表面不得出现裂缝、飞边等现象。d.用液压钳进行紧压处理,压接时要将C形夹置于主干电缆被剥开部位的中间位置,并将支线电缆的导体与主干电缆导体和C形夹完全紧密相接,严禁减小主干电缆和支线电缆导体原有的截面积;紧压时液压钳要均衡用力,紧压后的C形夹表面要有明显的变形段和未变形段,避免使C形夹受力过大而出现过度变形,导致电缆导体受伤,导体电阻增大,同样也应避免C形夹受力过小而导致主干电缆和支线电缆松散,出现接触不良现象。
3.2 分支连接体绝缘处理工艺
在处理分支连接体绝缘时,对裸露部位应采用手工方式绕包云母带。为确保电缆耐火性能,云母带绕包应不低于两层(即应保证所有裸露部位均有两层云母带),在实际操作时应将绕包搭盖率控制在略大于50%为宜。绕包采用的耐火云母带宜为耐火性能较好的双面合成云母带,可以耐温1 000 ℃以上,接近铜的熔点。
3.3 分支连接体外护处理工艺
分支连接体在完成绝缘处理后,注塑一层低烟无卤阻燃聚烯烃材料,以充分保证电缆的绝缘性能和阻燃性能。在注塑分支连接体时,应注意以下事项:a.当同一型腔用于注塑外径最大的主干电缆和支线电缆时,注塑分支连接体的最小绝缘厚度应不小于主干电缆绝缘和护套的厚度之和。b.当同一型腔用于注塑外径最小的主干电缆和支线电缆时,注塑分支连接体的一次注塑量(可根据主干电缆、支线电缆以及其C形夹的体积进行计算)应小于注塑机的最大注入量的90%,否则就会出现一次注塑充不满型腔以及注塑压力和保压压力过低的情况,这将直接影响分支连接体的质量[3]。c.注塑后的分支连接体应保证其充足冷却,冷却后表面应平整光洁,不能出现气泡、裂缝、生料、凹凸不平等现象。
本公司根据各种规格分支连接注塑体的尺寸设计了一系列分支连接盒。分支连接盒采用金属材质,具有耐高温耐火特性。分支连接盒分为上下两片,合在一起之后可采用内六角螺杆紧固。采用分支连接盒对注塑后的分支连接体进行密封包裹,可使分支连接体具有和电缆本体一样的耐火效果,保证矿物绝缘预制分支防火电缆的使用性能和特性,充分满足在特殊环境下的耐火性能要求。
4 矿物绝缘预制分支防火电缆的施工
矿物绝缘预制分支防火电缆的最大特点就是主干电缆和支线电缆在生产时进行连接,解决了施工现场连接难度高以及现场连接质量不易控制等问题。但如果在矿物绝缘预制分支防火电缆施工时稍微疏忽同样会导致电缆不能正常使用,因此矿物绝缘预制分支防火电缆在安装及敷设时必须注意以下事项:a.在出厂前,基本都是将支线电缆绑在主干电缆上,安装时需在主干电缆安装固定后,再将支线电缆解开进行安装。b.在安装前要对电缆的顶端用密封帽做好密封处理,防止进水。c.电缆自重大于一般的普通电缆,故在安装过程中应注意固定好主干电缆和分支电缆,避免电缆晃动或下坠,造成电缆质量问题。d.主干电缆为单芯电缆时,严禁使用铁制夹具固定电缆,防止产生涡流现象而导致电缆发热损坏。e.敷设前检查电缆安装通道,确认分支电缆可以安全穿过,确保不损伤分支头。f.分支电缆在提升过程中要缓慢均匀受力,不能对支线电缆施加张力,以免分支头受到损伤。g.提升分支电缆所用绳索的承重能力要达到电缆自身重量的4倍以上,当电缆提升到顶端后,需立即将分支电缆顶端的吊头有效固定在顶部的托挂器上,以防电缆受重力而坠落。h.安装完毕后采用防火封堵材料对电缆贯穿楼层地面的孔洞进行防火处理。
5 结语
矿物绝缘预制分支防火电缆是结合当前普通分支电缆的特点及制造工艺,根据市场不断发展的需求,研制出的一种新型防火预制分支电缆。随着国家对环保和安全的要求不断提高,矿物绝缘防火电缆得到了大量的使用,这也必将带动矿物绝缘预制分支防火电缆的快速发展。目前通过初步使用,该产品取得了良好的效果。在后续的工作中,我们将针对该电缆在实际使用中反映出的问题,不断进行改进,提高产品的使用性能和实际使用效果,把该电缆大范围的推向市场。
参考文献
[1]段少林.预分支电缆的选型设计及安装[J].陕西建筑,2010(10):23-24.
[2]李乖爱,沈标祥.矿物绝缘电缆终端头中间头的制作工艺[J].安装,2004(5):35-37.
预分支电缆 篇7
随着城市化建设的不断推进, 县城10k V线路规划走廊与城镇规划发展建设之间的矛盾日益加剧, 10k V配网线路入地以其特有的占地空间小、相对安全、供电可靠、美化环境等诸多优点被普遍应用, 10k V电缆分支箱作为配网线路的重要配套设备, 有效解决了电缆多回路分接配出问题, 因其具有全绝缘、全密封、耐腐蚀、免维护、体积小、结构紧凑、安装组合灵活多变等特点而被广泛使用。但在实际应用中, 因各种原因导致10k V电缆分支箱故障问题经常发生。本文通过2起典型案例对10k V电缆分支箱故障原因进行分析, 并提出实际解决措施。
1 故障案例介绍
案例1:2012年11月29日17时50分接某地区调度电话, 某10k VⅡ段母线有接地信号, 经小电流接地系统选线为某县城10k V乙线接地, 其中A、B、C三相电压分别为10.96k V、10.42k V、0.76k V, 三相零序电压为95.96k V, 初步断定为乙线单相金属性接地, 且故障相为C相。
配电运行人员随即对该线路进行了巡视, 发现育才路1#电缆分接箱右侧箱门接口处有烧黑现象, 如图1所示, 且空气中夹杂着绝缘燃烧后的焦味。打开分接箱盖, 发现该分接箱T型头接某小区箱式变10k V电缆T头C相电缆已烧毁, 如图2所示;且邻相的电缆T头和肘头也有不同程度损伤, 箱体内壁表箱有大量凝露形成的水滴。
某县城乙线育才路电缆分支箱是在2002年城网改造过程中, 结合县城街道改造建设, 将10k V线路进行了入地。为了方便育才路枸杞东、西苑和百合家园等住宅小区供电设施的配出, 在该处新建1台一进五出电缆分支箱, 其型号为GYPD00102002-3。
按照设备运行管理规定, 对该电缆分支箱每月进行一次外观巡视检查, 均未发现异常。2011年9月16日对该分支箱进行了预防性试验, 未发现异常。2011年12月17日, 该电缆分支箱百合家园电缆T头烧坏, 导致线路接地, 随即安排检修人员进行了抢修。
案例2:2012年7月1日9时40分接地调电话, 某变10k VⅠ段母线存在接地信号, 经选线确定为某变B相金属性接地, 其中A、B、C三相电压分别为9.9k V、0.77k V、9.59k V, 三相零序电压为91.87k V, 几分钟后接地信号消失, 95598远程工作站来电, 世纪花园停电。
据居民用户反映世纪花园东苑路边电缆分支箱有剧烈爆炸声, 随后运行人员检查开元开闭所配出的世纪花园断路器动作, 做好安全措施后运行人员对该电缆分支箱进行检查, 发现箱体外观无异常, 打开箱体, 发现电缆分支箱B相电缆T头与绝缘支柱箱体连接处有烧黑放电现象, 如图3所示。维修人员打开电缆肘头和T头, 发现应力体表面已放电烧坏, 如图4所示。
世纪花园东苑电缆分支箱为2005年世纪花园小区开发建设时投运的, 其型号为QKF-12/630, 该电缆分支箱相对老旧, 为一进三出箱体, 进线侧带负荷开关。
按照设备运行管理规定, 对该电缆分支箱每月进行一次外观巡视检查, 均未发现异常。2011年10月11日对该分支箱进行了预防性试验, 未发现异常。
2 故障原因分析
通过分析以上2起电缆分支箱故障案例, 发现电缆分支箱建设时间相对较早, 建设标准较低, 无论是电缆分支箱基础的规范要求, 还是工艺质量都做得不到位。尤其是某县城育才路1#电缆分支箱, 电缆沟和地下暖气沟较近, 电缆沟建设标准低, 加上施工工艺差, 封闭不严, 存在电缆沟通道与暖气沟互通情况, 且电缆和箱体接触处未采用防火堵料封堵, 分支箱基础周围未设计通风透气孔;冬季来临锅炉供暖后, 暖气沟内温度升高, 随着沟内湿度增加, 湿气通过封堵不严的电缆沟进入电缆分支箱基础井中, 再由电缆分支箱基础井通过未做封堵的电缆管口进入电缆分支箱箱体内;当电缆箱体内与外界温差较大时, 箱体内的潮湿通过冰冷的箱体形成凝露, 绝缘老化后的电缆T头和肘头, 极易在潮湿的空气造成绝缘击穿, 最终引起设备故障[1]。通过对育才路1#电缆分支箱和世纪花园东苑电缆分支箱故障现场进行检查, 笔者认为应从设备绝缘、工艺质量、运行维护和外界因素四个方面对造成线路接地故障引起大面积停电的主要原因进行分析。
2.1 设备绝缘问题
两台电缆分支箱均为美式电缆分支箱, 单向开门, 横向多通母排为其主要特点, 具有宽度小组合灵活、全绝缘, 全密封等优点, 预留接口的绝缘保护帽以及母排上套管是由硅橡胶制成的绝缘设备。育才路1#电缆分支箱主要问题是, 电缆T头和肘头绝缘能力出现了问题, 因电缆分支箱基础无透气孔, 电缆分支箱基础井内的潮湿空气不能与外界形成对流, 基础井中的湿气不能及时扩散出去。当电缆分支箱箱体内与室外温差较大时, 在电缆分支箱内壁表面形成凝露, 在电缆T头或肘头运行一段时间后, 硅橡胶表面出现龟裂, 如图5所示。硅橡胶的老化导致绝缘水平下降, 大量的凝露在箱体内壁集聚后形成水汽浸透到T头或肘头内部, 对电缆分支箱放电, 最终导致绝缘击穿。世纪花园东苑电缆分支箱故障同样是电缆进出线口未进行封堵, 分支箱基础无透气孔, 当箱体内潮湿达到一定程度, 湿气通过对电缆绝缘支柱和应力体的侵蚀, 绝缘爬距变小, 最终导致应力体表面同箱体形成回路放电, 发生故障。
2.2 工艺质量问题
通过对现场电缆分支箱施工工艺分析, 发现从事电缆T头和肘头制作施工人员无资质。一方面, 在装配过程中没有按要求对T头、肘头、堵盖和护帽相互连接部分认真用酒精试纸进行清洁处理[1];另一方面, 每一相的T头或肘头的安装顺序不正确, 未能一次成形, 当某一相安装好后, 发现不合适, 又拆下或对某一相进行搬动, 导致绝缘保护帽插入不到预定位的缝隙或安装帽未拧紧。如果长期遇到水汽渗入, 套管的爬电距离变小, 套管表面湿度过大则对箱体放电接地, 同时造成母排桩头对分支箱间隙性放电, 形成母排桩头长期发热, 导致套管被烧坏。
2.3 运维管理
对该分支箱的运维巡视虽然按照规定周期进行, 但巡视工作流于形式, 运行人员巡视不到位, 设备发生异常时未能及时查找原因并提出整改意见。对投运后的电缆分支箱基础验收把关不严, 对已运行的老电缆分支箱基础无排气孔和电缆进、出口未封堵问题 (如图6所示) , 未及时检查整改, 未从根本上做到防患于未然。故运维管理不到位也是引起电缆分接箱故障的主要原因之一。
2.4 外界因素
该电缆分接箱无透气孔, 当冬季来临时, 电缆沟内温度升高, 室外温度降低, 电缆分支箱基础井内的湿气不能及时排出。当箱体内与外界温差较大时, 潮湿的空气在分接箱内壁形成大量凝露通过绝缘老化的T头、肘头或绝缘连接处密封不好的设备进行放电, 从而发生接地故障和套管烧坏。
3 防范措施
3.1 加强新电缆分支箱投运前的验收和试验
运行管理单位对新投运的电缆分接箱应严格按照相关规程要求进行验收;对施工单位未按照典型设计规范要求安装的电缆分支箱一律不予验收;检查施工过程中分接箱绝缘支柱有无损伤、断裂、变形;检查绝缘保护帽、T型接头、肘形接头等连接处是否完好, 电缆接头的连接有无松动、脱开、断裂现象;检查电缆头及箱体安装的接地线是否可靠, 并测量接地电阻是否符合要求;检查预留分支是否全部装上保护帽, 并接触紧密;检查各支路电缆标示及该分支箱外壳编号牌是否齐全;检查电缆分接箱基础透气孔是否符合设计要求;检查电缆进、出箱体处是否做封堵处理;最后收集分接箱出厂合格证, 相关试验报告和设备竣工资料[2]。
3.2 加强施工工艺质量要求
电缆分接箱基础在施工过程中要严格按照典型设计要求和相关运行规程进行施工, 禁止电力电缆与其它天燃气、供暖沟、上下水管道存在互通情况, 同时注意电缆分接箱基础井设置通风透气孔和电缆进、出线口封堵问题[1], 只有这样才能确保电缆分接箱内空气潮湿度达到规定要求, 确保电气设备安全正常运行。
电缆分接箱的T头、肘头、堵盖和护帽的安装应由有资质合格的专业人员进行, 作业前应认真阅读安装说明书和制作图, 了解安装工艺及安装过程中的注意事项[3]。另外还应对完工后的电缆分支箱做详细认真的验收和检查, 将投运后的电缆分支箱施工质量问题消除到零状态。
3.3 提高运行维护水平
加强对配电运检人员的技能培训, 要求运维人员对电缆分接箱验收、投运等全过程进行了解、参与, 熟悉设备性能、操作事项及运维过程中应巡视和急需消缺的内容, 结合季节天气变化注意有可能影响电缆分接箱安全正常运行的因素, 力求将隐患消除在萌芽状态[4]。
3.4 及时消除电缆分支箱基础隐患
针对育才路#1电缆分接箱出现的故障, 我局对县城31台电缆分接箱、环网柜和箱式变压器基础进行了隐患排查, 发现15处电缆口未封堵, 31处基础无透气孔, 电缆与其它管道在同一沟道内的有2处。针对排查发现的问题采取了一系列整改措施, 采用防火堵料对15处电缆口未封堵进行了防火、防潮封堵;对分支箱无透气孔的基础进行改造, 一方面, 在电缆进入分支箱口处进行防潮封堵, 另一方面, 对电缆分支箱基础改造通风口, 同时对电缆分支箱主设备底部采用防水石膏进行处理, 通过采取上述措施有效解决了电缆分支箱基础井内空气潮湿度大的问题, 大大降低了因空气潮湿造成绝缘击穿的故障率。
4 结束语
随着城市化建设进程的加快, 10k V配电线路逐步向绝缘化或电缆入地方向发展, 结合智能电网和配网自动化建设工作的开展, 配网运行管理人员不但要懂设备, 还要清楚原理和设备的使用。目前我单位运行的电缆分接箱, 还有相当一部分是老旧电缆分接箱, 所有设备一次淘汰改造的可能性不大, 运行维护管理的任务还比较艰巨, 因此, 设备运行管理单位一方面要积极争取大修和技术改造项目, 逐步淘汰老旧设备, 另一方面还要加强新投运电缆分接箱、环网柜等设备的验收, 最主要的是加强运维人员对未淘汰的老旧电缆分支箱的运维管理和新增电缆分支箱运行与维护的学习, 这样才能确保配网线路安全可靠运行。
参考文献
[1]孙宝银.10kV电缆分支箱故障分析及措施[J].农村电气化, 2009 (7) .
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[3]陈崇华.10kV电缆分支箱的运行管理[J].电工技术, 2009 (9) .