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摘要:通过预制分支电缆与普通电缆、母线槽的比较及预制分支电缆在供电中的可靠性、经济性分析,得出结论:预制分支电缆作供电主干线是当前较好的升级换代产品。
关键词:预制分支电缆,供电可靠性,经济技术指标,工厂化制作,升级换代产品。
中图分类号:U223文献标识码: A
在供电系统中,供电主干线是系统中非常重要部分之一,它好似人体中的输血大动脉。一旦发生故障会造成严重的后果。因此人们一直在为供电主干线的可靠性,不断改进,力求创制安全的、新的、好的产品。
一、普通电缆的特性分析
80年代以前,供电主干线主要是采用普通电缆,电缆是工厂化生产、历史较长、质量可靠,作为供电主干线比裸导线、裸排要可靠得多。在建筑物用电量尚不大,高层建筑不多的情况下,采用普通电缆作为供电主干线是适宜的。
80年代中期,城市建设发展迅速,高层、超高层建筑大批建造,每一建筑物的用电量大大增加。需要大容量的供电主干线供电,但普通电缆不可能造得很大,最大只能做到400mm2。同时普通电缆过大,对现场施工难度也增大。因此一幢大楼供电主干线分解成许多回路,需要许多数量的电缆。施工时要将许多根电缆拉上大楼,劳动强度极大。更难的是现场制作电缆分支接头。制作电缆分支接头,不仅劳动强度大,且技术要求高,能胜任现场制作电缆接头的必须是有丰富实践经验的技术工人,即使是大型的设备安装公司,能胜任制作电缆头的技术工人也很少。此时,急需创制一种容量大、分支方便的供电干线系统来替代普通电缆。
二、母线槽的特性分析
80年代后期,引进了国外的封闭式母线槽,简称母线槽,具有容量大,分支方便(插接式)的特点,安装时是分段安装,相对于普通电缆,有较改进。在供电系统中得到了大量的应用。
这一时代是母线槽的黄金时期,而普通电缆作为供电主干线的作用被母线槽替代了。母线槽的生产厂家真正能做到科学管理,高质量生产的又很少,且存在质量隐患。甚至还将所谓新产品“五芯母线槽”“加强型母线槽”来误导广大用户。五芯母线槽即把PE线也装在壳体内,非但使用不方便,而且是规范不允许。因为PE线必须有绝对可靠的接地连接且不允许有过多的接头,而五芯母线槽的PE线必须一节一节连接,只要有个接头不可靠而断开,PE线就可能带电,那么与它相连的设备外壳也可能带电,具有潜在的危险性。关于加强型母线槽,其实其优点并不像某些制作厂讲的那样,它的唯一优点能适合大跨度柱距(6米)车间的安装,保证机械强度。母线槽作为供电主干线,本身存在着许多无法弥补的缺陷。其中,它的价格非常昂贵,一次投资很大;其二,它的制作方式决定了质量无法控制与保证;其三,接头过多,产生故障点多,供电可靠性差;其四,安装占用建筑面积大;其五,安装环境要求高,施工周期长;其六,耐潮湿、耐腐蚀性差,使用寿命短;其七,维护保养工作量大。根据这些缺陷,迫使人们去思索,创作一种新的产品,来弥补母线槽的不足。
三、预分支电缆的特性分析与比较
90年代初,国外先进工业国家,创作出了预制分支电缆系统,弥补了母线槽许多缺陷,成功地替代了母线槽在供电主干线系统中的位置。
科学技术的进步推动了电缆工业的发展,高科技应用到电缆工业,大截面的单芯XLPE电力电缆诞生,目前可以做到1000mm2,通电1605A,这一容量绝大多数工程的供电主干线已能满足要求,这就解决了供电干线的容量问题,这是其一。其二,单芯电缆很方便地可用工厂化制作技术来制造分支电缆接头。保证了分支接头的质量。由于分支电缆具备了母线槽容量大,分支方便等优点,显然母线槽又将被分支电缆所代替。
为了进一步加深对预制分支电缆的了解,可以通过三者详细的对比。见表:
预制分支电缆、母线槽、普通电缆特性与优缺点比较
从对比中知道:
1、预制分支电缆的电气特性特好,这主要是它的分支接头采用工厂化制作。它的主要特性:①电缆主干线无中间接头,直流电阻减小,供电可靠性提高。②采用单芯XLPE电缆,绝缘耐温等级提高,长期工作温度可达90℃,一般塑料电力电缆长期工作温度为65-70℃ ③系统绝缘电阻特别大,有双层绝缘结构(护套也绝缘)相间绝缘更好,因为安装有空气隔离。④由于采用工厂化压接方式,分支接头的接触电阻最小,最稳定。普通电缆分支接头现场人工制作,现场环境差,制作时间长,导体连接不紧密,绝缘绕包不密闭等不利条件,连接头的质量很难保证。母线槽,虽在工厂中制作,但制作工艺落后,几乎都是作坊式人工制作,制作工人大多是普通工人,检测手段落后,可以说母线槽的分支插接头比普通电缆更差。⑤预制分支电缆接头的护套气密防水性最好。由于接头制作时间短环境好,导体耐氧化耐腐蚀。接头可浸入水中,而普通电缆、母线槽的分支接头不能接触到水。
2、预制分支电缆工程设计、施工快捷方便。①设计周期短,这是因为配电设计时,向土建提供竖井尺寸,如用母线槽,开孔及竖井深度一般需要600-1000mm。建筑工种一般不会同意,因为破坏了建筑的设计结构要求和平面的使用功能。分支电缆的开孔,竖井深度一般只需200-300mm。这个尺寸是建筑较满意的。②安装环境要求比母线槽低得多。安装母线槽的场所,必须尺寸正确,无水、无垃圾,严格的说场所不能有潮气。分支电缆无需这些要求。③安装周期短,只要结构一封顶,大量土建工作尚未结束就能安装。甚至可以投入运行。母线槽绝对办不到。④安装劳动强度低,分支电缆安装时,只要用简单的卷扬机把电缆拉升受位,然后每隔一定间距将其固定在支架上即安装完毕。母线槽,虽是一节一节安装,但每一节仍是很沉,至少几十公斤,受位全靠人力调整,另外对于接头螺栓拧紧如空间太小也是安装者费劲的事。普通电缆安装时的劳动强度是现场制作电缆分支接头、剥头、连接、绕包均是人工制作,很费时费力。
3、供电可靠性高。关于供电可靠性,以前有普通电缆或母线槽作供电主干线。由于它们有缺陷,很难满足供电可靠性要求。现代社会进入信息时代,智能大楼、商住大楼、医院、金融系统、邮电通讯、商场以及住宅等等都有大量的电子设备在工作,一旦发生停电,非但会造成巨大经济损失,还会造成严重社会后果。因此在供配电设计时,总是要考虑双电源切换措施,尽量减少停电损失。但这样会增加投资,因此在供电中采用双电源切换仅是少量的特别重要的负荷,大量的负荷还是采用单回路供电。因此对于提高单回路供电的可靠性太重要了。分支电缆相对普通电缆、母线槽来说,电气性能,干线连续性,接头可靠性及稳定性都明显的要好,干线系统无一故障点存在,大大提高了供电可靠性。
4、能节省建筑面积提高使用面积。从对比可以知道,若用母线槽作主干线,所需要的竖井及楼层开孔深度大,而分支电缆所占面积较小,而且竖井的位置及环境要求极低。这样对于一幢高层建筑物来说,所能节省的面积不仅可观,而且还大大提高了建筑面积的使用功能。就这点来说分支电缆间接地为建设方带来了较高的效益。
5、免维护。从对比表知道母线槽需要经常维护①母线槽制作人为因素很多,无法有效控制质量。②运输、储存过程中,绝缘会受潮变质,铜排会氧化、腐蚀,尤其是连接头铜排更易氧化、腐蚀、电气特性下降。③安装后质量下降。安装时会产生撞击、敲击,连接螺栓的松动能造成隐患。④运行中也会产生问题。母线槽在运行中,绝缘层热时排出潮气,冷却时又吸收潮气,会使绝缘质量下降,接头在时热时冷中会松动及氧化,接觸电阻变大,接头发热,这些足以说明母线槽必须经常维护保养。
普通电缆的维护工作比母线槽少一些,现场制作的接头,已氧化和污染,随时随地可能会发热、烧坏。
分支电缆,电缆本身都是在较好的工厂中通过机械化加工,并有严格的标准与测试方法,质量完全有保证。关键在于分支接头,现在分支电缆的分支接头通过工厂化制作,采用机械化在比较干净的环境中用极短的时间来完成。工厂制作暴露在空气中的时间短,被氧化、腐蚀大大减少。工厂制作的护套,气密防水性好,可以长期稳定电气性能。
6、综合经济效益明显:分支电缆不仅技术性能好质量上乘,更重要的是价格便宜,综合经济效益明显。分支电缆一次投资比母线槽低,现将预制分支电缆与母线槽作一个简单的价格比较。
预制分支电缆和插接式母线一层价格比较表
由前面分析知道采用预分支电缆的优点:①设计、施工周期短;②节省建筑面积提高使用面积;③施工劳动强度小;④对环境要求低;⑤免维护;⑥供电可靠性高减少停电损失等都会产生很好的经济效益。
总之,分支电缆我们不可能一下子对它全面认识。仅从当前的技术经济指标分析,很显然,分支电缆一定能成为供电系统中重要配电装置,是极好的升级换代产品,它将会得到很大的发展,使我国供电系统更可靠、更经济、更先进。
参考文献:
1 上海南洋—藤仓电缆有限公司样册说明;
2 北京泰丰电缆桥架有限公司样册说明;
3 建筑电气安装工程图集;
关键词:预制分支电缆,供电可靠性,经济技术指标,工厂化制作,升级换代产品。
中图分类号:U223文献标识码: A
在供电系统中,供电主干线是系统中非常重要部分之一,它好似人体中的输血大动脉。一旦发生故障会造成严重的后果。因此人们一直在为供电主干线的可靠性,不断改进,力求创制安全的、新的、好的产品。
一、普通电缆的特性分析
80年代以前,供电主干线主要是采用普通电缆,电缆是工厂化生产、历史较长、质量可靠,作为供电主干线比裸导线、裸排要可靠得多。在建筑物用电量尚不大,高层建筑不多的情况下,采用普通电缆作为供电主干线是适宜的。
80年代中期,城市建设发展迅速,高层、超高层建筑大批建造,每一建筑物的用电量大大增加。需要大容量的供电主干线供电,但普通电缆不可能造得很大,最大只能做到400mm2。同时普通电缆过大,对现场施工难度也增大。因此一幢大楼供电主干线分解成许多回路,需要许多数量的电缆。施工时要将许多根电缆拉上大楼,劳动强度极大。更难的是现场制作电缆分支接头。制作电缆分支接头,不仅劳动强度大,且技术要求高,能胜任现场制作电缆接头的必须是有丰富实践经验的技术工人,即使是大型的设备安装公司,能胜任制作电缆头的技术工人也很少。此时,急需创制一种容量大、分支方便的供电干线系统来替代普通电缆。
二、母线槽的特性分析
80年代后期,引进了国外的封闭式母线槽,简称母线槽,具有容量大,分支方便(插接式)的特点,安装时是分段安装,相对于普通电缆,有较改进。在供电系统中得到了大量的应用。
这一时代是母线槽的黄金时期,而普通电缆作为供电主干线的作用被母线槽替代了。母线槽的生产厂家真正能做到科学管理,高质量生产的又很少,且存在质量隐患。甚至还将所谓新产品“五芯母线槽”“加强型母线槽”来误导广大用户。五芯母线槽即把PE线也装在壳体内,非但使用不方便,而且是规范不允许。因为PE线必须有绝对可靠的接地连接且不允许有过多的接头,而五芯母线槽的PE线必须一节一节连接,只要有个接头不可靠而断开,PE线就可能带电,那么与它相连的设备外壳也可能带电,具有潜在的危险性。关于加强型母线槽,其实其优点并不像某些制作厂讲的那样,它的唯一优点能适合大跨度柱距(6米)车间的安装,保证机械强度。母线槽作为供电主干线,本身存在着许多无法弥补的缺陷。其中,它的价格非常昂贵,一次投资很大;其二,它的制作方式决定了质量无法控制与保证;其三,接头过多,产生故障点多,供电可靠性差;其四,安装占用建筑面积大;其五,安装环境要求高,施工周期长;其六,耐潮湿、耐腐蚀性差,使用寿命短;其七,维护保养工作量大。根据这些缺陷,迫使人们去思索,创作一种新的产品,来弥补母线槽的不足。
三、预分支电缆的特性分析与比较
90年代初,国外先进工业国家,创作出了预制分支电缆系统,弥补了母线槽许多缺陷,成功地替代了母线槽在供电主干线系统中的位置。
科学技术的进步推动了电缆工业的发展,高科技应用到电缆工业,大截面的单芯XLPE电力电缆诞生,目前可以做到1000mm2,通电1605A,这一容量绝大多数工程的供电主干线已能满足要求,这就解决了供电干线的容量问题,这是其一。其二,单芯电缆很方便地可用工厂化制作技术来制造分支电缆接头。保证了分支接头的质量。由于分支电缆具备了母线槽容量大,分支方便等优点,显然母线槽又将被分支电缆所代替。
为了进一步加深对预制分支电缆的了解,可以通过三者详细的对比。见表:
预制分支电缆、母线槽、普通电缆特性与优缺点比较
从对比中知道:
1、预制分支电缆的电气特性特好,这主要是它的分支接头采用工厂化制作。它的主要特性:①电缆主干线无中间接头,直流电阻减小,供电可靠性提高。②采用单芯XLPE电缆,绝缘耐温等级提高,长期工作温度可达90℃,一般塑料电力电缆长期工作温度为65-70℃ ③系统绝缘电阻特别大,有双层绝缘结构(护套也绝缘)相间绝缘更好,因为安装有空气隔离。④由于采用工厂化压接方式,分支接头的接触电阻最小,最稳定。普通电缆分支接头现场人工制作,现场环境差,制作时间长,导体连接不紧密,绝缘绕包不密闭等不利条件,连接头的质量很难保证。母线槽,虽在工厂中制作,但制作工艺落后,几乎都是作坊式人工制作,制作工人大多是普通工人,检测手段落后,可以说母线槽的分支插接头比普通电缆更差。⑤预制分支电缆接头的护套气密防水性最好。由于接头制作时间短环境好,导体耐氧化耐腐蚀。接头可浸入水中,而普通电缆、母线槽的分支接头不能接触到水。
2、预制分支电缆工程设计、施工快捷方便。①设计周期短,这是因为配电设计时,向土建提供竖井尺寸,如用母线槽,开孔及竖井深度一般需要600-1000mm。建筑工种一般不会同意,因为破坏了建筑的设计结构要求和平面的使用功能。分支电缆的开孔,竖井深度一般只需200-300mm。这个尺寸是建筑较满意的。②安装环境要求比母线槽低得多。安装母线槽的场所,必须尺寸正确,无水、无垃圾,严格的说场所不能有潮气。分支电缆无需这些要求。③安装周期短,只要结构一封顶,大量土建工作尚未结束就能安装。甚至可以投入运行。母线槽绝对办不到。④安装劳动强度低,分支电缆安装时,只要用简单的卷扬机把电缆拉升受位,然后每隔一定间距将其固定在支架上即安装完毕。母线槽,虽是一节一节安装,但每一节仍是很沉,至少几十公斤,受位全靠人力调整,另外对于接头螺栓拧紧如空间太小也是安装者费劲的事。普通电缆安装时的劳动强度是现场制作电缆分支接头、剥头、连接、绕包均是人工制作,很费时费力。
3、供电可靠性高。关于供电可靠性,以前有普通电缆或母线槽作供电主干线。由于它们有缺陷,很难满足供电可靠性要求。现代社会进入信息时代,智能大楼、商住大楼、医院、金融系统、邮电通讯、商场以及住宅等等都有大量的电子设备在工作,一旦发生停电,非但会造成巨大经济损失,还会造成严重社会后果。因此在供配电设计时,总是要考虑双电源切换措施,尽量减少停电损失。但这样会增加投资,因此在供电中采用双电源切换仅是少量的特别重要的负荷,大量的负荷还是采用单回路供电。因此对于提高单回路供电的可靠性太重要了。分支电缆相对普通电缆、母线槽来说,电气性能,干线连续性,接头可靠性及稳定性都明显的要好,干线系统无一故障点存在,大大提高了供电可靠性。
4、能节省建筑面积提高使用面积。从对比可以知道,若用母线槽作主干线,所需要的竖井及楼层开孔深度大,而分支电缆所占面积较小,而且竖井的位置及环境要求极低。这样对于一幢高层建筑物来说,所能节省的面积不仅可观,而且还大大提高了建筑面积的使用功能。就这点来说分支电缆间接地为建设方带来了较高的效益。
5、免维护。从对比表知道母线槽需要经常维护①母线槽制作人为因素很多,无法有效控制质量。②运输、储存过程中,绝缘会受潮变质,铜排会氧化、腐蚀,尤其是连接头铜排更易氧化、腐蚀、电气特性下降。③安装后质量下降。安装时会产生撞击、敲击,连接螺栓的松动能造成隐患。④运行中也会产生问题。母线槽在运行中,绝缘层热时排出潮气,冷却时又吸收潮气,会使绝缘质量下降,接头在时热时冷中会松动及氧化,接觸电阻变大,接头发热,这些足以说明母线槽必须经常维护保养。
普通电缆的维护工作比母线槽少一些,现场制作的接头,已氧化和污染,随时随地可能会发热、烧坏。
分支电缆,电缆本身都是在较好的工厂中通过机械化加工,并有严格的标准与测试方法,质量完全有保证。关键在于分支接头,现在分支电缆的分支接头通过工厂化制作,采用机械化在比较干净的环境中用极短的时间来完成。工厂制作暴露在空气中的时间短,被氧化、腐蚀大大减少。工厂制作的护套,气密防水性好,可以长期稳定电气性能。
6、综合经济效益明显:分支电缆不仅技术性能好质量上乘,更重要的是价格便宜,综合经济效益明显。分支电缆一次投资比母线槽低,现将预制分支电缆与母线槽作一个简单的价格比较。
预制分支电缆和插接式母线一层价格比较表
由前面分析知道采用预分支电缆的优点:①设计、施工周期短;②节省建筑面积提高使用面积;③施工劳动强度小;④对环境要求低;⑤免维护;⑥供电可靠性高减少停电损失等都会产生很好的经济效益。
总之,分支电缆我们不可能一下子对它全面认识。仅从当前的技术经济指标分析,很显然,分支电缆一定能成为供电系统中重要配电装置,是极好的升级换代产品,它将会得到很大的发展,使我国供电系统更可靠、更经济、更先进。
参考文献:
1 上海南洋—藤仓电缆有限公司样册说明;
2 北京泰丰电缆桥架有限公司样册说明;
3 建筑电气安装工程图集;