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选用预制分支电缆应注意的几个设计问题 - 无图版
xwd --- 2008-10-30 13:22:21
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预制分支电缆是一种新型的预制型建筑配电电缆，它广泛应用于住宅楼、办公大楼、宾馆、医院、商场、工厂、住宅小区、矿井等配电系统中，也用于公路、桥梁、隧道、机场跑道的照明系统中。该产品根据各个具体建筑的结构特点和配电要求，将主干电缆、分支电缆、分支联接体等三部分进行一体化设计制造，因此具有优良的技术经济指标，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槽具有突出的优点，所以在建筑领域中已广泛应用。
一、预制分支电缆分支段短路和过载保护问题
预制分支电缆是一种为现代建筑度身定做、量体裁衣的专业产品，具有最佳适用性和技术经济性 ，但在工程设计中，往往忽略了分支段电缆的保护问题。由于分支段电缆截面一般都比主电缆小，因此，当分支段电缆发生过载或短路时，主电缆保护系统不会动作保护，从而造成事故扩大，影响系统安全运行。参照日本电线工业协会颁布的预制分支电缆行业标准JCS376（1992）的有关规定。我们认为应注意以下问题：
a、当分支段电缆不超过3米时，可以不加保护。
b、当分支段电缆超过3米而不足8米时，未被保护的分支段电缆的电流超过主电缆载流量的35%时，可以不加保护。
c、当未被保护分支段电缆的电流超过主电缆的载流量的55%时，可以不加保护。
线路的正常运行离不开合理的设计、科学的施工，预制分支电缆配电系统分支段电缆的安全运行也离不开以上二点。从投入使用的两千多个工程运行情况看，没有发生因分支段电缆短路、过载故障而影响运行的情况，在这里建议做好以下几点：
1、为防止分支段电缆负载设备故障，分支电缆支线配电箱中必须设置具有过载和短路保护功能元件，要求当分支段电缆的载流量大于保护元件的额定值时，支线配电箱中的保护元件与分支联接体间一般不超过3m；
2、当分支段电缆超过3m时，设计时应适当增大分支电缆的截面积，使得该段
发生两相和三相短路时，主电缆保护总开关应瞬时或短延时脱扣。为防止联接体至支线配电箱段电缆发生故障，分支段电缆施工时应小心，不要擦伤护套和绝缘，建议敷设在阻燃的管或槽中，分支段电缆引入配电箱接头处用绝缘隔板隔开或用PVC带裹包密封，保证在端子接头处因日久绝缘老化或积尘污垢而引起短路。
二、预制分支电缆主电缆段短路和过载保护问题
预制分支电缆主电缆截面的选择往往按各楼层配电箱的计算电流之和乘以同时系数（一般取0.7），主电缆截流量按xd电缆间距选取后，适当放宽余量，预制分支电缆主电缆保护元件按设备安装容量选取额定值。这样做的缺点是保护元件往往与预制分支电缆不相匹配，有时会使预制分支电缆处于无保护状态运行。另外，预制分支电缆水平段一般沿桥架、线槽敷设，多缆并列，这就使电缆的额定载流量降低，可能造成电缆长期过载容易留下事故隐患。假设有一幢30层的高楼：每层32KW，30层共有30×32KW=960KW，负荷电流960kW×2A/kW=1920A，取同时系数0.7，则主电缆的计算负荷电流为：1920A×0.7=1344A。根据一般设计人员设计，高层建筑设计为两个回路供电，即1F到15F一个回路，16F到30F为另一个回路，1F到15F及16F到30F计算负荷电流为1344A÷2=672A，查表2d间距安装时，YFD-YJV-1×300的截流量为725A，故选取主缆（725A）YFD-YJV-4（1×300）+1×150，而1F到15F及16F到30F预制分支电缆的主开关按安装容量480KW选用NM1-800/3300、IN=700A开关。从以上的选型分析，当主电缆因走桥架而多缆并排致使其额定电流为643A＜725A ，若负载电流保持在680A左右，那么预制分支电缆的主干电缆长期处于过载现象。电缆长期过载会缩短其使用寿命，留下事故隐患，正确的做法是应根据所选取的NM1-800/3300 、IN=700A选取预制分支电缆主电缆截面为：YFD-YJV-4（1×400）+1×240，其捆扎式安装时的额定电流为771A＞700A保证预制分支电缆长期处于有保护状态运行，消除了隐患。
三、预制分支电缆主电缆、分支电缆型号选用原则:
YFD系列分支电缆主电缆、分支电缆型号有：VV—聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆；ZR-VV—聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套阻燃电力电缆；NH-VV 聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套耐火电力电缆；YJV—交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆；ZR-YJV—交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套阻燃电力电缆；NH-YJV—交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套耐火电力电缆；WL-YJV—交联聚乙烯绝缘聚烯烃护套电力电缆；WL-NH--YJV—交联聚乙烯绝缘聚烯烃护套耐火电力电缆。
VV型预制分支电缆适用于一般工作场所或一般负荷；
YJV型预制分支电缆具有以下优点：
a、具有优异的热稳定性和老化稳定性、能在正常（90℃）、紧急（130℃）、和短路（250℃）条件下能输送较大电流。所以它的载流量要比VV大。
b、具有优良的耐化学腐蚀性能，如无机盐、“油”、碱、酸和有机溶剂等。可广泛使用在各种苛刻的环境，耐老化和工作寿命长，一般使用寿命较VV电缆超过一倍左右。
c、具有良好的耐水性能、极低的吸湿性、无卤素所以可用在特潮湿场所。
PVC绝缘及外护套ZR-VV型阻燃预制分支电缆和XLPE绝缘PVC外护套ZR-YJV型阻燃预制分支电缆，它的性能除上述外还有一个阻燃性能。但要注意，阻燃电缆是不能代替耐火、防火电缆使用的。就是说该电缆在燃烧时如果离开火源后立即熄灭不会继续燃烧。但一旦燃烧后，绝缘层破坏就不能像耐火电缆一样继续供电。
PVC绝缘及外护套NH-VV型耐火预制分支电缆和XLPE绝缘PVC外护套NH-YJV型耐火预制分支电缆，它是在VV和YJV电缆基础上加上一层含云母类耐火层，当发生火灾电缆燃烧后，虽然绝缘层破坏了，但云母类耐火层若不受外力而损伤破坏，该电缆仍可继续供电。
在耐火预制分支电缆使用中有一种误解，认为耐火电缆既然可在火焰下工作，平时耐200~300℃高温应不成问题，其实耐火电缆不耐高温。当线芯温度或环境温度使电缆外护套和内绝缘温度超过70℃（或90℃）将加速使其材料老化，一旦外护套和内绝缘因老化龟裂，其内层的细带绕包耐火层是挡不住外界潮气侵袭而很快击穿。因此，它的长期工作温度受制于外护套和内绝缘层材料的允许使用温度 ：NH-VV为70℃ 、NH-YJV为90 ℃
四、预制分支电缆联接体的结构、性能要求
预制分支电缆是在普通全塑电力电缆基础上发展而来，根据各具体建筑的结构特点和尺寸，预先把分支联接体与分支、主干电缆一同设计制造，在结构上可分为三部分：⑴主干电缆；⑵分支电缆；⑶分支联接体；目前，因单芯预制分支结构简单、便于生产和施工，已获得大量应用；多芯型预制分支电缆具备一般多芯电缆的运行性能。目前也已在推广应用中，预制分支电缆是一种新型的电力配电线缆，其关键性能有以下两项：
1、一根具备良好品质的预制分支电缆，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——因为电缆的性能是预制分支电缆产品的基础指标。
2、分支联接体的性能至关重要，这是预制分支电缆的关键性能。分支联接体把主电缆与分支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，即接触电阻和热循环试验。接触电阻要求与等长的分支电缆的基准电阻之比值R1/R2（R1：接头接触电阻，R2：分支电缆基准电阻）≤1.2；对热循环试验，当主电缆和分支电缆分别通过额定工作电流，加热5小时，自然冷却3小时为一个循环，共125个循环，第25次循环后，联接体表面温度不超过75℃，以后每次循环，接头表面温度不得比第25次循环的表面温度值高8℃。YFD系列预制分支电缆经国家电线电缆质量监督检验中心检测，接触电阻R1/R2为0.7，热循环第25次联接体表面温度为43℃＜75℃，第26~125次的最高温度：47℃＜51℃。决定分支联接体的性能关键在于分支联接体的材料和工艺，对广大设计人员而言，应充分关心预制分支电缆的电缆质量、接头的材料选择和生产工艺、工装。
设计人员应对于高层干线配电系统的大动脉——预制分支电缆谨慎选择，使其先进性得到充分的发挥.
一、预制分支电缆分支段短路和过载保护问题
预制分支电缆是一种为现代建筑度身定做、量体裁衣的专业产品，具有最佳适用性和技术经济性 ，但在工程设计中，往往忽略了分支段电缆的保护问题。由于分支段电缆截面一般都比主电缆小，因此，当分支段电缆发生过载或短路时，主电缆保护系统不会动作保护，从而造成事故扩大，影响系统安全运行。参照日本电线工业协会颁布的预制分支电缆行业标准JCS376（1992）的有关规定。我们认为应注意以下问题：
a、当分支段电缆不超过3米时，可以不加保护。
b、当分支段电缆超过3米而不足8米时，未被保护的分支段电缆的电流超过主电缆载流量的35%时，可以不加保护。
c、当未被保护分支段电缆的电流超过主电缆的载流量的55%时，可以不加保护。
线路的正常运行离不开合理的设计、科学的施工，预制分支电缆配电系统分支段电缆的安全运行也离不开以上二点。从投入使用的两千多个工程运行情况看，没有发生因分支段电缆短路、过载故障而影响运行的情况，在这里建议做好以下几点：
1、为防止分支段电缆负载设备故障，分支电缆支线配电箱中必须设置具有过载和短路保护功能元件，要求当分支段电缆的载流量大于保护元件的额定值时，支线配电箱中的保护元件与分支联接体间一般不超过3m；
2、当分支段电缆超过3m时，设计时应适当增大分支电缆的截面积，使得该段
发生两相和三相短路时，主电缆保护总开关应瞬时或短延时脱扣。为防止联接体至支线配电箱段电缆发生故障，分支段电缆施工时应小心，不要擦伤护套和绝缘，建议敷设在阻燃的管或槽中，分支段电缆引入配电箱接头处用绝缘隔板隔开或用PVC带裹包密封，保证在端子接头处因日久绝缘老化或积尘污垢而引起短路。
二、预制分支电缆主电缆段短路和过载保护问题
预制分支电缆主电缆截面的选择往往按各楼层配电箱的计算电流之和乘以同时系数（一般取0.7），主电缆截流量按xd电缆间距选取后，适当放宽余量，预制分支电缆主电缆保护元件按设备安装容量选取额定值。这样做的缺点是保护元件往往与预制分支电缆不相匹配，有时会使预制分支电缆处于无保护状态运行。另外，预制分支电缆水平段一般沿桥架、线槽敷设，多缆并列，这就使电缆的额定载流量降低，可能造成电缆长期过载容易留下事故隐患。假设有一幢30层的高楼：每层32KW，30层共有30×32KW=960KW，负荷电流960kW×2A/kW=1920A，取同时系数0.7，则主电缆的计算负荷电流为：1920A×0.7=1344A。根据一般设计人员设计，高层建筑设计为两个回路供电，即1F到15F一个回路，16F到30F为另一个回路，1F到15F及16F到30F计算负荷电流为1344A÷2=672A，查表2d间距安装时，YFD-YJV-1×300的截流量为725A，故选取主缆（725A）YFD-YJV-4（1×300）+1×150，而1F到15F及16F到30F预制分支电缆的主开关按安装容量480KW选用NM1-800/3300、IN=700A开关。从以上的选型分析，当主电缆因走桥架而多缆并排致使其额定电流为643A＜725A ，若负载电流保持在680A左右，那么预制分支电缆的主干电缆长期处于过载现象。电缆长期过载会缩短其使用寿命，留下事故隐患，正确的做法是应根据所选取的NM1-800/3300 、IN=700A选取预制分支电缆主电缆截面为：YFD-YJV-4（1×400）+1×240，其捆扎式安装时的额定电流为771A＞700A保证预制分支电缆长期处于有保护状态运行，消除了隐患。
三、预制分支电缆主电缆、分支电缆型号选用原则:
YFD系列分支电缆主电缆、分支电缆型号有：VV—聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆；ZR-VV—聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套阻燃电力电缆；NH-VV 聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套耐火电力电缆；YJV—交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆；ZR-YJV—交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套阻燃电力电缆；NH-YJV—交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套耐火电力电缆；WL-YJV—交联聚乙烯绝缘聚烯烃护套电力电缆；WL-NH--YJV—交联聚乙烯绝缘聚烯烃护套耐火电力电缆。
VV型预制分支电缆适用于一般工作场所或一般负荷；
YJV型预制分支电缆具有以下优点：
a、具有优异的热稳定性和老化稳定性、能在正常（90℃）、紧急（130℃）、和短路（250℃）条件下能输送较大电流。所以它的载流量要比VV大。
b、具有优良的耐化学腐蚀性能，如无机盐、“油”、碱、酸和有机溶剂等。可广泛使用在各种苛刻的环境，耐老化和工作寿命长，一般使用寿命较VV电缆超过一倍左右。
c、具有良好的耐水性能、极低的吸湿性、无卤素所以可用在特潮湿场所。
PVC绝缘及外护套ZR-VV型阻燃预制分支电缆和XLPE绝缘PVC外护套ZR-YJV型阻燃预制分支电缆，它的性能除上述外还有一个阻燃性能。但要注意，阻燃电缆是不能代替耐火、防火电缆使用的。就是说该电缆在燃烧时如果离开火源后立即熄灭不会继续燃烧。但一旦燃烧后，绝缘层破坏就不能像耐火电缆一样继续供电。
PVC绝缘及外护套NH-VV型耐火预制分支电缆和XLPE绝缘PVC外护套NH-YJV型耐火预制分支电缆，它是在VV和YJV电缆基础上加上一层含云母类耐火层，当发生火灾电缆燃烧后，虽然绝缘层破坏了，但云母类耐火层若不受外力而损伤破坏，该电缆仍可继续供电。
在耐火预制分支电缆使用中有一种误解，认为耐火电缆既然可在火焰下工作，平时耐200~300℃高温应不成问题，其实耐火电缆不耐高温。当线芯温度或环境温度使电缆外护套和内绝缘温度超过70℃（或90℃）将加速使其材料老化，一旦外护套和内绝缘因老化龟裂，其内层的细带绕包耐火层是挡不住外界潮气侵袭而很快击穿。因此，它的长期工作温度受制于外护套和内绝缘层材料的允许使用温度 ：NH-VV为70℃ 、NH-YJV为90 ℃
四、预制分支电缆联接体的结构、性能要求
预制分支电缆是在普通全塑电力电缆基础上发展而来，根据各具体建筑的结构特点和尺寸，预先把分支联接体与分支、主干电缆一同设计制造，在结构上可分为三部分：⑴主干电缆；⑵分支电缆；⑶分支联接体；目前，因单芯预制分支结构简单、便于生产和施工，已获得大量应用；多芯型预制分支电缆具备一般多芯电缆的运行性能。目前也已在推广应用中，预制分支电缆是一种新型的电力配电线缆，其关键性能有以下两项：
1、一根具备良好品质的预制分支电缆，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——因为电缆的性能是预制分支电缆产品的基础指标。
2、分支联接体的性能至关重要，这是预制分支电缆的关键性能。分支联接体把主电缆与分支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，即接触电阻和热循环试验。接触电阻要求与等长的分支电缆的基准电阻之比值R1/R2（R1：接头接触电阻，R2：分支电缆基准电阻）≤1.2；对热循环试验，当主电缆和分支电缆分别通过额定工作电流，加热5小时，自然冷却3小时为一个循环，共125个循环，第25次循环后，联接体表面温度不超过75℃，以后每次循环，接头表面温度不得比第25次循环的表面温度值高8℃。YFD系列预制分支电缆经国家电线电缆质量监督检验中心检测，接触电阻R1/R2为0.7，热循环第25次联接体表面温度为43℃＜75℃，第26~125次的最高温度：47℃＜51℃。决定分支联接体的性能关键在于分支联接体的材料和工艺，对广大设计人员而言，应充分关心预制分支电缆的电缆质量、接头的材料选择和生产工艺、工装。
设计人员应对于高层干线配电系统的大动脉——预制分支电缆谨慎选择，使其先进性得到充分的发挥.