高层建筑竖向干线供电系统的选择-机电论文高层建筑竖向干线供电系统的选择邹刚（广东电网有限责任公司珠海供电局，广东珠海 519000 ）摘要：详细介绍了高层建筑竖向干线供电系统的几种分支技术，并作分析和比较，指出需根据建筑物性质、用电负荷容量、安装环境等合理选择配电干线分支形式。关键词：竖向干线供电系统；分支箱；绝缘穿刺线夹；母线槽；预分支电缆 0 引言近年来，随着经济实力的增强，我国高层、超高层建筑大批建造。高层建筑具有负荷大、密度高、重要负荷多、对供电连续性要求高的特点。在高层和超高层建筑物中，一般都建有自大楼底部至顶楼且通向每层配电室的强电竖井，以便于向各层负荷供电。高层建筑供电的竖向干线一般采用普通电力电缆、预分支电缆、母线槽三种方式，本文通过对上述几种干线分支方式的结构特点、制作工艺、造价成本、后期维护等方面作综合分析及比较，提出如何合理选择配电干线分支形式。 1 普通电力电缆普通电力电缆作为干线，主要有分支箱分接和绝缘穿刺线夹分接两种方式。 1.1 分支箱分接分支箱一般不装开关，箱体内部配置连接铜排。将整根电缆截成多段后与分支箱相接，分支箱串入干线配电系统，分支线路由分支箱引接。该种接线方式精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 7 页终端数量多，接头制作繁琐，主电缆开断点多，绝缘防护性能下降，影响供电可靠性，返线电缆浪费多、成本高。 1.2 绝缘穿刺线夹分接穿刺线夹是由上下两块绝缘壳体通过一个配有力矩螺丝的螺杆连接组成，绝缘支撑壳体内暗藏两个刀片，刀片用特殊合金制成。安装时，将主干电缆和支路电缆（电线）敷设到位并固定，即可安装穿刺线夹。在电缆分支处剥去2050 cm 的护套，在指定线芯上用穿刺线夹分支；若是铠装电缆，在将外皮钢铠切断安装穿刺夹后，再将两端铠装做等电位连接并密封。（1） 绝缘穿刺线夹可在电缆的任意位置做分支，不需截断主电缆，不需剖开电缆内部的绝缘层，不破坏电缆的机械性能和电气性能，施工方便。（2） 线夹采用了特制的力矩螺母，力矩螺帽被拧掉即表示导线芯已与穿刺连接片可靠连接，保证最小的接触电阻，接头耐扭曲、防震，有良好的耐冲击电流的性能。（3） 线夹采取了自密封结构，防水、防潮功能显著，能防止导线因进水而氧化，延长了绝缘线的使用寿命。（4） 线夹用了特殊绝缘壳体，能抗光照及环境老化，有较高的绝缘强度。（5） 线夹节省了电缆材料成本和竖井空间，效益明显。（6） 受制于电缆生产的截面积，目前穿刺线夹的最大线径是400 mm2（表 1），只适用于小容量动力与照明供电系统的分接。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 7 页（7） 三相四线配电系统在每层需要配置4 个线夹，相邻线夹间需有810 cm 的错位安装空间，布置显局促，不够美观。 2 母线槽母线槽是由保护外壳、导电排、绝缘材料及有关附件组成的母线系统，按绝缘方式可分为空气式插接母线槽、密集绝缘插接母线槽和高强度封闭式母线槽三种。空气式插接母线槽（ BMC ）：由于母线之间接头用铜片软接过渡，而南方地区天气潮湿，接头之间容易产生氧化，形成接头与母线接触不良，使触头容易发热，且接头之间体积过大，水平母线段尺寸不一致，外形不够美观。密集绝缘插接母线槽（ CMC ）：防潮性能、散热效果较差。在防潮方面，母线施工时容易受潮及渗水，造成相间绝缘电阻下降。母线散热主要靠外壳，由于线与线之间紧凑排列安装，L2、L3 相热能散发缓慢，会导致母线槽温升偏高。密集绝缘插接母线槽受外壳板材限制，只能生产不大于3 m 的水平段。由精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 7 页于母线相间气隙小，母线通过大电流时，会产生强大的电动力，使磁振荡频率形成叠加状态，造成过大的噪声。高强度封闭式母线槽（CFW）：工艺制造不受板材限制，外壳做成瓦沟形式，使母线机械强度增加，母线水平段长度最大可生产至13 m 。由于外壳做成瓦沟形式，坑沟位置可将母线分隔固定，母线之间有18 mm的间距，线间通风良好，使母线槽的防潮和散热功能有明显提高，比较适应南方气候；由于线间有一定空隙，使导线温升下降，这就提高了过载能力，并减少了磁振荡噪声。但它产生的杂散电流及感抗要比密集型母线槽大得多，因此在同等载流量比较时，它的导电排截面必须比密集绝缘插接母线槽大。单节母线槽一般为3 m ，出厂后须分段运至施工现场用螺栓进行安装连接。母线槽具有载流量大、便于分接馈电、动热稳定性好等优点，但其在高层建筑中应用也有局限性：（1） 母线槽对敷设环境要求高，在建筑物内部需要专用电气竖井，土建投资成本高。（2） 母线槽安装工艺复杂，对工人安装技术要求高，劳动强度大，费时费力。（3） 母线槽是拼装的，接头多，接头机械应力差，接触面发生故障的几率大，供电可靠性较差。（4） 母线槽在运行过程中外壳会受潮锈蚀，连接头铜排易氧化、腐蚀，呼吸效应会使母线槽绝缘下降；运行中不可避免的震动会使接头松动，接触电阻变大，接头发热。运行规程规定：母线槽至少每年维修检查一次，维修保养成本高。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 7 页 3 预分支电缆预分支电缆由电缆本件、绝缘分支接头、绝缘吊头和安装附件组成。预分支电缆定货前需对建筑电气竖井的高度、层高、每层分支头位置等进行测量，工厂再根据实际尺寸设计，在工厂车间，厂家将需要分支的电缆用6080 t 的液压机与主电缆压合，再经注塑而成。分支电缆技术具有良好的气密、防水、防尘、抗震性能。但高层建筑中预分支电缆产品的应用亦带来了不少新问题：（1） 预分支电缆分支点距离必须事先设计确定，产品出厂后不能变更，设计施工的灵活性较差。（2） 整根预分支电缆相当笨重，运输和安装成本高，对安装附件和竖井壁牢固要求高。（3） 预分支电缆受限于电缆生产截面，输送容量有限。（4） 预分支电缆主线和分支线的连接是一个整体，如果一个分支有问题，整根预分支电缆全部报废，维护成本高。 4 结论对于高层建筑物配电的竖向主干线究竟采用哪种方式，笔者认为需根据建筑物性质、用电负荷容量、安装环境等确定。（1） 用电负荷较小、分支回路很多，供电主干线应尽量采用普通电缆搭配绝缘穿刺线夹分接形式。（2） 等截面的单芯和多芯相比，载流量大、重量轻、外径小。用电负荷较大、分支回路较多，供电主干线应采用预分支电缆和单芯电缆搭配绝缘穿刺线夹分接形式，预分支电缆目前最大载流可达1 600 A。在同等负荷需求下，尽量采用施工简单、维护量小、经济性好的单芯电缆搭配绝缘穿刺线夹分接形精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 7 页式。（3） 用电负荷很大，供电主干线应采用高强度封闭式母线槽，母线槽最大额定电流可达 5 000 A 。 参考文献1JGJ162008 民用建筑电气设计规范 S. 2戴瑜兴，黄铁兵，梁志超.民用建筑电气设计手册M .2 版.北京：中国建筑工业出版社， 2007. 32004 电气竖井设备安装 S. 收稿日期：作者简介：邹刚（ 1972 ），男，安徽淮南人，电气工程师，从事配电运行、检修工作。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 7 页