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                       分支電纜技術(shù)

日本從20世紀(jì)80年代初開始生產(chǎn)分支電纜，并成功應(yīng)用于高層建筑電氣豎井供電系統(tǒng)。由于其具有良好的供電可靠性等諸多優(yōu)點(diǎn)，推廣迅速。同時(shí)也由單一的建筑供電干線用纜，向眾多的使用領(lǐng)域發(fā)展。目前，分支電纜在日本高層建筑中的使用率已達(dá)90％以上，在法國(guó)和香港各商業(yè)大廈和高層住宅中使用率達(dá)到70％以上。20世紀(jì)90年代中后期，北京、上海、廣州、深圳等發(fā)達(dá)城市和地區(qū)的高層建筑陸續(xù)選用了分支電纜，均獲得了較好的使用效果。
預(yù)制分支電纜是國(guó)外少數(shù)幾個(gè)工業(yè)先進(jìn)的國(guó)家在90年代中后期創(chuàng)制成功的新一代中低壓供電線路系統(tǒng)。它具有供電可靠、價(jià)格便宜，安裝簡(jiǎn)單，環(huán)境要求低、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，因此在國(guó)外得到了廣泛推廣與應(yīng)用。預(yù)制分支電纜由于結(jié)構(gòu)合理，制作工藝先進(jìn)，測(cè)度手段嚴(yán)格，產(chǎn)品質(zhì)量處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平�？蓮V泛應(yīng)用于住宅樓、辦公大樓、賓館、醫(yī)院、商場(chǎng)、工廠、住宅小區(qū)，礦井等配電系統(tǒng)，也可應(yīng)用于公路、橋梁、隧道、機(jī)場(chǎng)跑道的照明系統(tǒng)。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、分支電纜、分支聯(lián)接體等三部分進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)制造，因此具有優(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)電纜和母線槽具有突出的優(yōu)點(diǎn)，所以在建筑領(lǐng)域中已廣泛應(yīng)用。它是替代母線槽的更新?lián)Q代產(chǎn)品。
在電氣施工中，電纜敷設(shè)及與配電箱壓接往往存在電纜頭不好處理電纜往返于橋架配電箱內(nèi)或另電纜T接箱、電纜切斷往返等問題，增加了施工難度，浪費(fèi)時(shí)間、增大費(fèi)用。預(yù)制分支電纜技術(shù)理論上解決了插接式密集母線槽所有的問題，還增加了氣密、防水、防塵、抗振性能。預(yù)制分支電纜的安裝極為靈活方便，既可垂直敷設(shè)，又可水平敷設(shè)；即可空氣中敷設(shè)，又可埋地?fù)?dān)設(shè)。水平埋地敷設(shè)同普通電纜相同，值得注意的是分支接頭部位由于不便穿管保護(hù)，故應(yīng)避免在易受機(jī)械外力的環(huán)境中敷設(shè)。對(duì)于垂直敷設(shè)，可采用葫蘆吊裝的方法將電纜一端由地面提升到頂層預(yù)定的位置后，每隔一定間距把電纜固定。起吊實(shí)具由吊鉤、鋼絲拉網(wǎng)、絕緣帽、絕緣套管等組成，并在吊裝電纜時(shí)承受拉力作用。
與以往相比在20世紀(jì)80年代以前，高層建筑不多，用電量較小，普遍使用聚氯乙烯絕緣電纜作垂直供電主干線路，現(xiàn)場(chǎng)制作接頭。接頭的制作，技術(shù)要求較高。由于現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境差，操作人員的技術(shù)差異等因素，會(huì)出現(xiàn)接頭電阻難以保證，絕緣繞包不密閉，各個(gè)接頭性能不一等問題。致使故障點(diǎn)增多，線路損耗增大，使用壽命較短。
到了20世紀(jì)80年代中后期，經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，高層建筑大行其勢(shì)，同時(shí)用電量大大提高，當(dāng)時(shí)大截面電纜還難于生產(chǎn)，母線槽應(yīng)運(yùn)而生，出現(xiàn)了母線槽與普通電纜組合使用的配電干線方式。最初的母線槽，為空氣間隙絕緣形式，結(jié)構(gòu)笨重，環(huán)境因素對(duì)絕緣性能影響非常大�，F(xiàn)在使用的母線槽，導(dǎo)電銅排經(jīng)絕緣處理，體積有所減小，常稱作緊密母線。同樣，緊密母線也存在著較多缺點(diǎn)：1、緊密母線需要一節(jié)一節(jié)安裝，用插接方式連接和螺栓固定，各連接點(diǎn)的接觸電阻很難保證，并且安裝質(zhì)量直接影響到使用性能。2、用于TN－S供電系統(tǒng)的五芯母線槽，對(duì)于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來說時(shí)不允許的。因?yàn)?/SPAN>PE線必須有絕對(duì)可靠的連續(xù)性，不允許有過多的接頭。而母線槽必須一節(jié)一節(jié)連接，只要有一個(gè)接頭出現(xiàn)斷開或松動(dòng)情況，PE線就會(huì)有帶電的可能，其危險(xiǎn)性可想而知。3、運(yùn)行中環(huán)境溫度和工作溫度的變化，將會(huì)產(chǎn)生潮氣的吸入和排出現(xiàn)象，以至接頭松動(dòng)和氧化，使接觸電阻變大，絕緣性能降低等問題出現(xiàn)。4、故障點(diǎn)多，維護(hù)和檢修工作量大，費(fèi)用高。5、體積仍然很大且重，占用的建筑面積較大，安裝勞動(dòng)強(qiáng)度大，工期很長(zhǎng)。
預(yù)分支電纜的出現(xiàn)為高層建筑配電干線設(shè)計(jì)提供了更大的空間選擇，其不但可以把供電可靠性上升到一個(gè)新的高度，并且使工程造價(jià)大大降低了。

分支電纜配電的技術(shù)先進(jìn)性

1、分支電纜的配電方式
分支電纜配電系統(tǒng)一般如圖所示，在一個(gè)N層的大樓中，垂直豎井干線和各樓層供電由一根整預(yù)制的分支電纜完成，PG是總配電柜，PX是樓層配電箱，ZJX是轉(zhuǎn)接箱，當(dāng)PG與ZJX之間距離不遠(yuǎn)時(shí)，（滿足截流量與起動(dòng)運(yùn)行壓降要求）一般不予選用，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，如忽略導(dǎo)體電阻的影響，從可靠性角度考慮，在電性上可以看作是一點(diǎn)。所以圖1可以簡(jiǎn)化成圖2，該圖是一種樹干式配電系統(tǒng)。（插接式母線從表面看，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，不能等效）。由于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，而且是在嚴(yán)格工藝與質(zhì)量控制手段的工廠中制造，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，因此圖2可等效為圖3，可見是一種典型的放射式配電系統(tǒng)。










2、分支電纜配電的技術(shù)先進(jìn)性
從上述配電系統(tǒng)的分析中，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)樓越少越好的原則，這是先進(jìn)性之一。
分支電纜配電系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)是一種放射式配電系統(tǒng)，具有最高的配電可靠性，適用于各種重要場(chǎng)合甚至是特別重要場(chǎng)合的配電，是一種最先進(jìn)可靠的配電方式，這是先進(jìn)性之二。
分支電纜是一種經(jīng)過預(yù)制的電力電纜，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，在出廠時(shí)經(jīng)受過水中耐壓和絕緣電阻試驗(yàn)，因此對(duì)環(huán)境要求低，能適用于潮濕、鹽霧酸堿等環(huán)境，而母線在規(guī)范中明確不能應(yīng)用于這些環(huán)境，比母線適用范圍廣。而且，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)的觀點(diǎn)，這是其技術(shù)先進(jìn)性之三。
但隨著預(yù)制分支電纜產(chǎn)品的問世，亦帶來不少的新問題。一是預(yù)制電纜分支點(diǎn)距離必須事先設(shè)計(jì)確定，所有預(yù)分支電纜均需特殊打制，一但確定難以變更，可操任性差，給現(xiàn)場(chǎng)施工的靈活性較差；二是造價(jià)雖低于插接式密集母線槽，但由于電纜需特殊制造，其價(jià)格仍過于昂貴，定貸周期較長(zhǎng)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工難度也較大，如果分支需發(fā)生變化，電纜將無法滿足變化要求。
電纜穿刺線夾分支技術(shù)巧妙地配合了電纜供電方式，以其特有的優(yōu)點(diǎn)，為電纜分支提供快速、簡(jiǎn)便、可靠的連接，完整地解決了電纜分支的各種技術(shù)難題，從而可能成為最有發(fā)展前途的供電線路分支技術(shù)。電纜穿刺分支的關(guān)鍵技術(shù)是穿刺密封分支結(jié)構(gòu)；并利用了現(xiàn)代科技的新成果，采用高強(qiáng)度航空碳纖維和特殊合金，提高分支接頭的機(jī)械強(qiáng)度、防水防腐蝕性能和分支的電接觸性能。不同型號(hào)線夾的性能參數(shù)見附表1。與傳統(tǒng)電纜連接方式（分接箱或電纜壓接管），供電性能比較有以下優(yōu)點(diǎn)：
⑴　絕緣穿刺線夾不需截?cái)嘀麟娎|，不需剖開電纜內(nèi)部的絕緣層，不破壞電纜的機(jī)械性能和電氣即可在電纜的任意位置做分支。以前在建筑物內(nèi)配電線路中使用電纜均需浪費(fèi)大量的返線電纜，分支需設(shè)端子箱，截?cái)嘀麟娎|，或完全剝開主電纜的絕緣，采用壓接頭做分支，費(fèi)工費(fèi)料，而且大大降低電纜性能，采用穿刺線夾一個(gè)工日非熟練工可完成上百個(gè)分支頭，而采用壓接分支頭一個(gè)工日只做幾個(gè)分支頭。

⑵ 絕緣穿刺線夾的電氣性能極高，絕緣強(qiáng)度達(dá)6KV電壓，耐受15KA電流沖擊。接頭發(fā)熱極小，GB2317-85的電流實(shí)驗(yàn)表明（見天津電氣所實(shí)驗(yàn)報(bào)告－－98152），發(fā)熱量小于同長(zhǎng)導(dǎo)線。傳統(tǒng)電纜分支的做法難以達(dá)到以上的標(biāo)準(zhǔn)。

⑶ 絕緣穿刺線夾的機(jī)械強(qiáng)度高，殼體內(nèi)采用航空碳纖維制造，防水，防腐蝕，搞外界破壞，抗機(jī)械拉力，耐扭曲。傳統(tǒng)分支采用壓接分支，機(jī)械搞拉強(qiáng)度很底，怕扭曲。

⑷ 絕緣穿刺線夾采用專用合金制作，無電化腐蝕。適用于銅鋁過渡或銅鋁對(duì)接。

⑸ 絕緣穿刺線夾安裝極簡(jiǎn)捷，設(shè)有力矩螺栓用于恒定的穿刺壓力，通過機(jī)械方式確定良好的電氣接觸，質(zhì)量可靠，不易受人為因素的影響。傳統(tǒng)電費(fèi)分支頭安裝不方便，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，工人需專門培訓(xùn)，絕緣采用熱縮材料，需專用工具，很容易受人為因素、材料好壞的影響。

(6) 絕緣穿刺線夾使用不需要專用工具,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,免去了剝除絕緣層丶涮錫或壓接丶絕緣包扎等工序,減少了絕緣皮丶電線頭等施工垃圾,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。

（7）絕緣穿刺線夾連接質(zhì)量檢驗(yàn)直觀方便，只需觀察力矩螺帽是否擰掉，主分導(dǎo)線位置是否妥當(dāng)即可，而且使用壽命大于30年，不需維護(hù)。傳統(tǒng)電纜分支頭安裝質(zhì)量無法預(yù)先檢驗(yàn)，壽命相對(duì)較短，故障率較高。

（8）絕緣穿刺線夾可拆卸，適用于異徑導(dǎo)線連接，適用范圍1.5～300mm2,產(chǎn)品上適用范圍標(biāo)志清晰，可任意選用。

（9）在電纜供電線路上使用絕緣穿刺線夾做T接后,除了接頭本身具有的優(yōu)點(diǎn)外,還能帶來簡(jiǎn)化施工,節(jié)省材料成本和建筑面積等效益。
日前,絕緣穿刺線夾（IPC）在天安門廣場(chǎng)照明系統(tǒng)改造及上海浦東機(jī)場(chǎng)照明工程的施工中被采用。它將在高效、節(jié)能、安全的照明系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。
天安門廣場(chǎng)的改造及浦東機(jī)場(chǎng)的建設(shè)均系國(guó)家重點(diǎn)工程，IPC在其中的電力照明系統(tǒng)的安裝，實(shí)施工作中發(fā)揮了重要作用。
以往這類施工的傳統(tǒng)作法是采取手工剝皮，再用纏線的方式從主干電纜引出分支導(dǎo)線到各照明位置。這樣的做法有很多不利的地方，如手工操作費(fèi)時(shí)，另外一個(gè)照明工程往往設(shè)計(jì)成百上千，那每一盞燈都需從主干電纜引出一支線，這樣主干電纜被剝得千瘡百孔，必定會(huì)降低安全系數(shù)，而且造成能量損耗。
但是絕緣穿刺線夾是專門為克服上述不利因素而設(shè)計(jì)的一種特有產(chǎn)品。IPC的穿刺結(jié)構(gòu)，安裝簡(jiǎn)便及絕緣導(dǎo)線無需剝皮的優(yōu)良特性已在上述兩項(xiàng)工程的應(yīng)用中得到充分體現(xiàn)。這樣大大節(jié)約了施工時(shí)間，且增強(qiáng)了安全性及保證了能量的有效傳輸�？梢哉fIPC的設(shè)計(jì)為降低低壓絕緣線纜的連接提供了一種快速、簡(jiǎn)便、高效、節(jié)能、可靠的連接方法。
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)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。對(duì)由于支線截面一般都有比干線小，因此，當(dāng)支線發(fā)生過載或短路墳，干線保護(hù)系統(tǒng)一般不會(huì)對(duì)其發(fā)生作用，必須在支線配電箱中設(shè)置保護(hù)器，保護(hù)器與分支接頭問題不超過3m，如超過，分支線必須受敷設(shè)在不燃的管或槽中，且當(dāng)該段發(fā)生單相或兩相短路時(shí)，干線保護(hù)應(yīng)能夠斷開。對(duì)此，應(yīng)予以注意。
電纜絕緣穿刺線夾早已在發(fā)達(dá)國(guó)家使用，并已有３０年安全運(yùn)行的歷史，大量應(yīng)用于建筑物內(nèi)配電、室外架空線路和電纜直埋線路，電氣性能產(chǎn)品符合ＩＥＣ及歐洲電氣標(biāo)準(zhǔn)。采用電纜做為中小型高層建筑的豎向大容量供電干線，使用電纜絕緣穿刺技術(shù)做為新型電纜分支，使供電線路具有最佳性價(jià)格比，使供電方式多樣化，滿足各種建筑物和不同環(huán)境的配電需求，達(dá)到最佳的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

還以為是分支電纜制作的技術(shù)呢？