探析电力电缆在建筑电气工程中的应用

陈 雷

（国网上海电力公司电缆分公司，上海 200072）

0 引言

电力电缆被广泛应用于各行各业，在人们的日常生活中也是随处可见。本文对电力电缆在建筑电气工程中的应用进行比较深入地分析研究，重点分析了敷设方式、防火以及截面选择等内容，有助于促进电力电缆设计质量的不断提高，确保用户用电需求。不同场合对电力电缆有着不同的要求，使得电缆产品的种类越来越多，这就给电缆的选择工作造成不小的问题，而电缆性能和敷设方式选择不合理，就会给电力电缆的稳定运行带来很大隐患。因此，本文对电力电缆的敷设方式、防火以及截面选择进行比较深入地分析研究，有助于促进电力电缆设计水平的不断提高，进而选择相适应的电力电缆，为电能的稳定输送提供可靠保障。

1 电力电缆性能分析

1.1 普通电力电缆

普通电力电缆主要是相对于防火电缆而言，其自身并不具备相应的阻燃和耐火性能，在建筑电力工程中常用的主要有聚氯乙烯、交联聚乙烯以及铝合金电缆。其中，聚氯乙烯电缆具有一定的阻燃性能，但是其燃烧过程中会释放出大量的黑烟，这会严重威胁火灾现场人员的生命安全，在实际的应用过程中要进行有针对性地选择；交联聚乙烯电缆具有非常优良的性能，获得了非常广泛的应用，其载流量高、过载能力强以及使用寿命长，并且燃烧时非常清洁干净，不会生成有害物质，但是其阻燃性能较差，在实际的应用过程中要予以充分的考虑；铝合金电缆能够大大降低电缆重量，节省材料、降低成本，被广泛应用于电井内的主干供电线路。

1.2 防火电力电缆

防火电缆是相较于普通电缆而言，具有一定的防火性能，根据其防火性能的高低可以分为矿物绝缘、低烟低卤、耐火以及阻燃电缆等类型，在实际应用过程中要进行有针对性地选择。其中，阻燃电缆具有不延燃的特性，只有遇到明火时才会燃烧，而无明火时则停止燃烧；耐火电缆在发生火灾时，能够经受一定时间内的火焰灼烧而不着火，保障线路的正常运行，但是超过其承受的极限时间后就会燃烧；低烟低卤电缆具有一定的阻燃性，并且其燃烧时不会产生有毒有害的气体，进而能够有效降低其所造成的危害；矿物绝缘电缆具有非常优良的防爆性能，在防爆要求高的场合具有广泛的应用。在实际的选择过程中，要充分结合电力电缆的工作要求，进行有针对性的选择[1]。

2 电力电缆敷设方式选择

2.1 各类敷设方式应用分析

（1）直埋敷设

直埋敷设的方式具有良好的散热性、载流量，并且施工简单、造价低，但是其由于缺少必要的保护措施，容易受到外力破坏，而且还会受到土壤中化学物质的腐蚀。直埋敷设通常用于线路不密集和交通不拥堵的公园绿地和公共建筑间的边缘地带。

（2）排管敷设

排管敷设方式能够为电缆提供可靠的保护，避免在外力的作用下受到破坏，并且检修方便、更换容易，还能将电缆进行有效地隔离，避免相互影响。但是排管敷设的成本较高、散热效果较差，这就会进一步导致其载流量降低。

（3）电缆沟敷设

电缆沟敷设方式成本较低、空间占用小、施工灵活。但是其承受地面压力的能力较差，不能用于车流量较大的区域，并且电缆沟的通风也较差，会导致载流量降低。

（4）隧道敷设

隧道敷设方式维护和检修方便，能够有效避免电缆受到外力破坏，并且在敷设过程中不会受到外界因素的影响。但是其成本非常高、建设周期长、占用面积大，并且需要大量的配套设施[2]。

2.2 敷设过程中注意事项

在实际的电力电缆敷设过程中，往往会受到多种不利因素的影响，为了确保敷设质量符合安全运行的需求，在敷设过程中需要注意以下几项。

（1）对电缆盘的转动速度进行科学合理地控制，避免电缆与地面发生摩擦，而损坏其保护层。

（2）对于并联使用的电力电缆，要确保其长度、型号以及规格相一致。

（3）电力电缆的弯曲半径通常要大于其外径尺寸的10倍。

（4）同一路径敷设的电力电缆要一次性完成，避免二次敷设影响其施工质量。

（5）对于存在接头的电力电缆而言，接头之间需要相互错开，避免位于同一位置，并且还要对接头位置进行明确的标注。

3 电力电缆防火分析

3.1 防火措施

为了尽可能降低电力电缆的着火概率，需要采取行之有效的防火措施。首先，需要结合具体的敷设环境选择相应的电缆型号，进而确保电缆能够在不同的工作环境中始终保持良好的性能；其次，对电力电缆的负荷量进行系统全面地统计分析，优选适宜的电缆截面，并且还要兼顾到负荷的长期发展需求，进而降低电力电缆改造的次数；最后，还要注重电力电缆的防火封堵，进而有效阻隔火灾的进一步蔓延，将火灾的影响区域限制在较小的范围内，从而降低火灾所造成的损失。

3.2 防火电缆敷设选择

防火电缆通常用于电力电缆数量较多、密集度较高的场所，同一建筑物内的防火电缆要采用相同的防火等级。在进行敷设的过程中，严禁将普通电缆和防火电缆一起敷设，这是由于一旦普通电缆着火就会影响防火电缆的性能，导致其防火性能降低。对于发生火灾后需要正常运行一段时间的电缆需要采用防火电缆，例如应急照明、消防设备以及消防电梯等的重要供电回路，需要选用相应等级的防火电缆。低烟无卤阻燃电缆由于电缆燃烧产生的烟雾和有毒气体少，所以被广泛应用于人口密集的公共场合。矿物绝缘电缆用于重要的木结构公共建筑的电源主干线路及特级、一级场所中的特别重要负荷的电源主干线路[3]。

3.3 电缆运行与维护

为了确保电力电缆能够始终处于良好的工作状态，要结合其工作特点采取系统全面的运行与维护措施。在电缆的运行过程中，其电压值需要保持在额定电压的1.15倍，电缆线芯的温度要在规定允许的范围内。当运行过程中，发生跳闸故障，严禁进行试送电。在对电力电缆进行检修的过程中，需要监测其中的实时电流是否在规定允许的范围内，同时，还要重点关注电缆头的制作质量，不断提高其制作工艺，并且在制作之前还要对电缆环境中的潮气进行检查，避免电力电缆受潮，而导致其绝缘性能降低[4]。

4 电力电缆截面选择

4.1 电缆规格（截面）

在电力电缆的设计过程中，对于不同的运行环境其侧重点也不尽相同。对于母线而言，需要对其发热性能、热稳定性以及动稳定性等进行系统全面地检测，确保其能够满足安全运行的需求。对于高压运行的电力电缆需要进行热稳定性校验，而低压运行则可以忽略，在高层建筑内的电力电缆还要对其电压损失进行校验。对于电力电缆的机械强度而言，只有在X型低压绝缘导线架空敷设时才校验，对于室内采用BV或者BVV型的电力电缆可以不用校验机械强度和电压损失。在电力电缆导线截面的选择过程中，需要充分结合经济电流密度原则，对于传输距离远、输送电能容量大的高压电力电缆，要优先进行截面优选，再对其他原则进行校验。此外，在电力电缆截面的选择过程中，还要注意敷设距离引起的单相短路故障、接地故障问题（低压系统）[5]。

4.2 电缆零线与PE线截面

（1）零线N（中性线）截面S0

一般情况下，S0不得低于S火的0.5倍；对于具有特殊要求的电力电缆，S0=S火。例如，三相负载处于严重不平衡的状态，S火不大于16 mm2，单相或者两相回路。

（2）PE线（保护线）截面SPE。

4.3 电缆芯数

在电力电缆芯数的选择过程中，对于低压配电系统而言，需要充分结合其接地形式。对于采用TN-C、TN-C-S 的接地系统，可以采用L1、L2、L3以及PEN 四线进一步引至建筑物内的配电箱进行重复接地处理；TN-S 接地系统由变电所引出L1、L2、L3、N 以及PE 等五线。当前比较常见的电缆芯数类型为3+2和4+1，这两者的不同在于N线的截面积有所差别，前者的3 条相线截面积相同，而N 线与PE线的截面积保持一致，均为相线的1/2；后者的3 条相线与N 线截面积相同，而PE 线的截面积为相线的1/2。在大部分的民用建筑中，其三相平衡负荷通常采用3+2类型的电力电缆，例如常见的动力设备；在单相和三相不平衡负荷中采用4+1 类型的电力电缆，例如，住宅入户电缆，这是由于住宅由大量单相负荷组成，有可能造成三相不平衡情况的发生，所以推荐采用4+1类型的电力电缆[6-7]。

5 结束语

总而言之，电力电缆作为建筑工程的重要组成部分，其对于建筑工程各项功能的顺利实现具有十分重要的现实意义。本文的研究重点主要为电力电缆的截面选择、防火分析以及敷设方式等内容，对于建筑的电气设计具有一定的指导意义，有助于促进电气设计水平的不断提高，进而确保电气设计人员选择与建筑工程相适应的电缆，在保障用户用电需求的同时，还能在一定程度上降低施工成本，为企业带来良好的经济效益。