在建筑電氣工程的設(shè)計過程中,常遇到配電導(dǎo)體的選擇和選型問題。筆者通過學(xué)習(xí)和積累國內(nèi)外相關(guān)標準、信息及知識,總結(jié)了一些認識,供業(yè)內(nèi)同仁參考和斟酌。鑒于有的做法源自國外而不是國內(nèi),難免存在爭議。個人的粗淺認識權(quán)當拋磚引玉。
(1)敏感的醫(yī)療電子設(shè)備場所的接地及等電位聯(lián)結(jié)的做法,采用等電位網(wǎng)格的方法比放射式連接可靠。
按《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ16-2008及標準圖集《等電位聯(lián)結(jié)安裝》02D501-2的要求,醫(yī)院手術(shù)室局部應(yīng)做等電位聯(lián)結(jié)。基本方法是 用6mm2及以上的銅導(dǎo)線將LEB與配電柜PE線連接,且高度在2.5m以下的所有可導(dǎo)電部分全部用6mm2銅導(dǎo)線以放射式連接到LEB,同時要求連接線 的電阻≤0.2,且任何兩個導(dǎo)體間的電位差≤10mV.醫(yī)療高頻電子設(shè)備要求接地距離盡可能短,放射式方法往往達不到要求。更可靠的方式是安裝等電位聯(lián)結(jié) 網(wǎng)格。好處是:(1)減少醫(yī)療電氣設(shè)備之間發(fā)生高頻干擾時的電位差;(2)新增設(shè)備的聯(lián)結(jié)只需用6mm2銅導(dǎo)線穿管敷設(shè)至架空地板下,與等電位聯(lián)結(jié)網(wǎng)格連接即可。
(2)在有單獨引下線(除利用建筑結(jié)構(gòu)鋼筋之外)的防雷系統(tǒng)中使用水平均壓環(huán)。(雷電防護 第3部分:建筑物物理損壞和生命危險)對于防雷引下線的 注釋中建議使用水平均壓環(huán)(Floor grading ring,即裸銅帶),用來從水平方向連接所有引下線和玻璃幕墻的鋁合金結(jié)構(gòu))。此做法的好處 是:(1)從水平方向連接了所有引下線和玻璃幕墻的鋁合金結(jié)構(gòu),有效降低其電感,起到分流的作用;(2)均衡電位。
(3)鋁合金導(dǎo)體選用的誤區(qū)。鋁合金電纜的載流量只有廠家提供的數(shù)據(jù),對設(shè)計師來說缺乏可信度。國際標準IEC 60228:2004 《Conductors of insulsted cables》Table 2有鋁或鋁合金導(dǎo)體(Aluminium or aluminium alloy conductor)的“每公里電阻歐姆值”。鋁的電阻約為鋁合金的60%,即電能損耗和電壓降相應(yīng)減少60%,對于接地故障保護的動作值 (回路阻抗)有很大的影響。這也說明鋁合金導(dǎo)體的導(dǎo)電性能比鋁差。
對于人員密集場所(如高層住宅)、高供電可靠性場所、易發(fā)火災(zāi)場所(因為鋁合金/鋁熔點低,熱穩(wěn)定性能較差)、缺乏專業(yè)值守的設(shè)施、消防配電系統(tǒng)、潮濕及空氣含鹽份的場所(如沿海地區(qū)),采用鋁合金電纜存在較大隱患。
此外,鋁合金電纜的載流量甚至沒有被IEC或者NEC標準中提及。這從側(cè)面反映出鋁合金電纜在國外既沒有被廣泛采納,也不為眾多線纜廠家看重。
(4)高層建筑對母線槽或預(yù)制分支電纜的選擇。
同樣的工程,如果預(yù)制分支電纜適用,將比采用母線槽更經(jīng)濟、更可靠。有的設(shè)計師誤以為較大容量的建筑負荷只能用母線槽。其實,合理設(shè)計預(yù)制分支電纜 的解決方案可以完成此類負荷的供電。采用中等規(guī)格分支電纜多回路供電方式可以很容易實現(xiàn)大容量配電,既有利于大幅降低成本,也有利于提高配電可靠性。對于 類似解決方案,國內(nèi)的一線電纜企業(yè)可以提供。
(5)分析耐火電纜、防火電纜及礦物絕緣電纜(MI電纜)的概念及選用
由于諸多廠家提法不同,以及有關(guān)標準的缺失或不足,設(shè)計師時常被上述概念困擾,進而影響工程設(shè)計的質(zhì)量。
耐火電纜是指在火焰中能保持一定時間供電功能的電纜,而防火電纜是一種俗稱,一般是指不怕火燒的電纜,是礦物絕緣電纜的別稱。目前市場上有一類新型的采用耐火云母帶絕緣的防火電纜,其本質(zhì)上更類似于傳統(tǒng)的耐火電纜,還不能稱為真正意義上的防火電纜。
走出電氣設(shè)計的視角,業(yè)內(nèi)對于我國礦產(chǎn)資源利用的認識也存在誤區(qū),并影響著業(yè)內(nèi)對于電氣導(dǎo)體的選用。許多埋頭于本職工作的設(shè)計師不清楚,我國的鋁礦 和銅礦一樣貧乏——我國每年鋁礦的進口依賴度保持在60%,并非如一些人想象的那樣鋁多銅少。大量的鋁都應(yīng)用在結(jié)構(gòu)和交通上,建筑電氣不是鋁重點應(yīng)用的領(lǐng) 域。鋁多銅少其實是對于中國電解鋁產(chǎn)能過剩的曲解。這種誤區(qū)的背后推手可能來自于覬覦中國市場的國外鋁企業(yè)。
作為合金材料,鋁合金導(dǎo)體在我國無法實現(xiàn)同級再生利用。我國電解鋁的單位能耗是銅的16倍。這說明推廣鋁合金導(dǎo)體既不環(huán)保,也不符合可持續(xù)發(fā)展理念。幾年前的來自國外的銅包鋁概念曾在我國被熱炒,后來逐漸降溫,因為市場終究要歸于理性。
筆者對于上述涉及建筑電氣工程的導(dǎo)體選用問題提出了一些個人見解,同時借工作的有利條件,有更多宏觀視角洞察問題。希望本文有助于推動我國電氣設(shè)計水平的提高和行業(yè)理念的提升。