施工现场供电问题分析

鹿书恩+武海博

摘 要：对电力施工现场存在的相关问题进行了分析，并提出了相应的解决办法，以期为相关单位提供参考和借鉴。

关键词：电力施工；空调；涡流；通风设施

中图分类号：TM73 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.08.100

1 空调供电问题

虽然实体保卫子项的多联体空调和倒送电子项的多联体空调来自同一厂家，但因设计方不同，二者供电方式的差别较大——前者为统一供电，后者为每个房间的室内机（1台或2台）配有1台动力箱。其原因在于倒送电区域的消防与空调是联动的。设计院文件指出，火灾报警系统接收到探测器发出的报警信号后，应自动关闭防火阀，停止风机等暖通设施，但未明确指出在某个房间发生火灾后只停止该房间的通风设施。在实际中，建筑物的某个房间发生火灾后没必要停止整个网控楼的通风设施，且整个网控楼房间温度的迅速上升会对电气设备的运行造成影响。如果需要停止整个网控楼的通风设施，则没必要每两台室内机配置1台动力箱。具体的控制方式是通过修改火灾报警系统的设置确定的，在施工图纸上无法分辨火灾报警系统是将报警信号送到了某一台动力箱，还是通过总线送到了所有动力箱，且每台动力箱均与火警模块箱连接，各火警模块箱通过总线相连。

对于空调供电问题，倒送电子项设计院曾积极解决过该问题，确实起到了冗余供电的作用。原设计中的供电方式如图1所示，室内机的这种布置方式确实考虑到了冗余制冷，停止一个系统后，每个房间仍有1台空调在运行。

在图1中，一台室外机连带的室内机往往不止4台。空调厂家将一台室外机及其连带的所有室内机称为一个系统，室外机可以单独供电，但不同系统的空调无法交叉供电。空调检修时，往往是按系统进行的，交叉供电会影响检修工作，比如，为了检修一台空调而停掉2个系统是不合适的。设计修改后的供电方式如图2所示。

设计修改后的供电方式仍存在2个问题：①消防联动问题。在设计修改后的供电方式中，一个房间出现火灾便会停止所有房间的空调。②导致冷凝水滴出。同一系统的空调冷媒是相通的，一个系统中只有部分室内机不带电时，冷媒仍然在流动，停止的空调仍然会产生冷凝水。虽然每台室内机都配有用于抽取冷凝水的泵，但停电之后泵无法工作，冷凝水无法被及时抽出。如果一个系统内的所有室内机全部不带电，则冷媒不再流动，进而不会产生冷凝水。动力箱控制空调启停是通过电源控制的，不同于空调线控器，关闭房间墙壁上的空调线控器不会使空调彻底断电，其冷凝水泵仍在工作。

对于消防联动问题，在今后的设计中可要求空调厂家留出专门的控制接口，而不是通过电源控制启停。实体保卫子项的消防联动是通过在进、出房间的新风管上安装70 ℃的防火阀进行的。温度达到70 ℃时会关闭防火阀，而不是进行电气联锁。这种方式的缺点是灵敏度不高、着火地点可能不在防火阀旁边，且防火阀达到70 ℃时可能火势已经很大。此类子项的特点为房间小、24 h有人值守，因此，在发生火灾后易被发现。而网控楼的值班室在3层，除了1层各配电室的巡检人员外很少有人进入。

针对冷凝水问题，空调厂家给出了2条建议：①开启空调前，请确保每台室内机空调通电后再接通室外机的电源；空调开关请使用线控器控制，不需要断开就地配电箱的电源；如果室内、外机断电后突然通电，则应先检查室内机的电源，再开启室外机的电源，最后通过线控器开关启动空调。②建议更改配电方式，实现同一系统所有室内机的统一供电。

对于上述建议，第一条已告知运行人员，这样做的原因是在正常运行的情况下，如果室内机突然断电，则室外机会出现故障，进而停止制冷。但如果室内机只有部分通电的情况下开启室外机是不会报警的，冷凝水就是在这种情况下产生的。而第二条建议的修改量过大，在解决冷凝水问题的同时，会导致开启一个系统的空调至少要配有3台动力箱。因此，针对第二条建议，设计院回复了以下3点：①当一条回路供电、另一条回路失电时，所有房间内的室内机会停止运行，影响面积非常大；②由于室内机数量较多，如果采用串接供电的方式，则末级回路的电压降会过大，进而对设备运行造成不利影响；③在所有室内机采用一条回路并接供电方式的情况下，如果动力箱内的接触器打开，则仍然无法避免回汽管结霜的现象。

在设计院回复的第一点中，动力箱的数量较多，而动力箱越多，故障点就越多，发生故障的概率也会提升；在设计院回复的第二点中，每个室外机连带的室内机的数量在7台左右；在设计院回复的第三点中的问题是不存在的。

2 电缆穿管问题

某日，从施工用电箱到办公楼配电间的低压电缆被烧坏，电缆型号为4×240，4芯全部接到了同一相上，且单根穿管埋地敷设。被烧坏后的电缆如图3所示。

电缆被烧坏的原因是交流电产生的变化磁场导致保护管管壁内产生了涡流，进而导致钢管发热。所用的钢管为铁磁材料，其可将交流电产生的环形磁场集中到管壁内部，因此，管壁内部的磁场较强，磁场变动时产生了较强的涡流。从图1中可以看出，钢管被烧坏部分主要为埋入地下的部分，这是因为埋地部分不易散热。

对于交流电缆穿管问题，国标和电力行标都有明确规定，比如，《电力工程电缆设计规范》（GB 50217—2007）中的5.4.1指出，交流单芯电缆以单根穿管时，不得采用未分割磁路的钢管；《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》（GB 50168—2006）中的5.3.4指出，交流单芯电缆不得单独穿入钢管内。如果安装上述规范施工，则被烧坏的电缆的施工方法是正确，因为这段电缆不是单芯电缆，而是4×240的。上述规范的目的是不允许单相交流电缆穿钢管的。《电气装置安装工程质量检验及评定规程 第5部分：电缆线路施工质量检验》（DL/T5161.5—2002）中的2.0.3指出，交流单芯电力电缆在钢管内敷设的质量标准为“三相电缆共穿一管”。该标准比较明确，当三相电缆穿在一起时，其周围的电场相互叠加后为0，不会产生磁场，进而不产生涡流。目前，在施工现场穿钢管的低压电缆较多，但未被烧坏，这是因为其一根电缆中不同的芯接到了不同的相上。

GB 50217—2007中提到了分割磁路钢管的方法，即在保护管上沿电缆方向切一个开口，并用不导磁的铜焊加固，这种做法的原理就是改变磁路。铠装电缆的铠装层相当于钢管，因此，不会产生涡流和发热现象。铠装层是经过专门设计的，不是简单地用钢带或钢丝缠绕而成的。此外，施工人员要在穿管时考虑涡流问题，在电缆进出盘柜时也要考虑该问题，因为盘柜的壁板也是由铁磁材料制成的，应尽量避免单相电缆通过封闭的铁质构件。

切除被烧坏的电缆后发现，制作电缆接头时用的是铜管，如图4所示，铜管外径与电缆一芯的外径相同，但截面积小于240.对于直流电路，导线截面内的电流密度基本上是均匀的，但在交流电路中，由于涡流的出现会使电流趋向导线表面，这称为趋肤效应。因此，导线的中心基本上没有电流通过，用铜管接线不会削弱电缆的承载能力。

3 结束语

本文分析了空调供电问题和供电电缆穿管问题，设计人员应充分考虑用电设备的特性和相关连锁要求，并充分掌握设计原理，从而确保现场设备的正常运行。

〔编辑：张思楠〕