礦物絕緣電纜在超高層建筑的施工技術(shù)

1、礦物絕緣電纜在超高層建筑的施工技術(shù) 賴銘炘引言: 而隨著城市化進程的加快人們的夢想終于得以實現(xiàn)：“鶴立雞群”的摩天大樓在全球城市建筑中拔地而起，也在我國各大城市紛紛“試比高”，而在我們廣東省特別是廣州和深圳市的高層建筑越來越多?，F(xiàn)規(guī)劃中的廣州珠江新城幾乎全部是由高層建筑和超高層建筑組成。超高層建筑對其供電可靠性和消防系統(tǒng)提出了越來越高的要求。在消防供電干線中也大量應用了礦物絕緣電纜，而礦物絕緣電纜的施工技術(shù)相對傳統(tǒng)耐火電纜的施工技術(shù)大有不同，以下就通過本文對上述問題進行詳細探討。1.超高層建筑的特點a 最顯著的特點就是建筑高度比較高。1972年在美國Pennsylvania(賓夕法尼亞州)的B

2、ethlehem (伯利恒市)的國際高層建筑會議上。將4O層以上建筑高度在100 m以上的建筑定義為超高層建筑。我國長期以來沒有“超高層建筑” 的官方定義直到GB 503522005 民用建筑設計通則頒布執(zhí)行， 才有超高層建筑的定義。 民用建筑設計通則第312條第2款指出?！敖ㄖ叨却笥?00 m的民用建筑為超高層建筑?！盙B 5004595高層民用建筑設計防火規(guī)范(2005年版)也對100 m以上的高層建筑做出了更嚴格的要求和規(guī)定。b建筑規(guī)模大 在建筑高度增加的同時，建筑面積也隨之增大c .功能多人員密度大 ；通常一棟超高層建筑中包含辦公、酒店、商業(yè)等功能，可同時容納數(shù)萬人。在緊急情況下疏散

3、時間長。疏散難度大E1， 。d用電量大變配電所數(shù)量較多。為了深入負荷中心，除了總變配電所外。往往在地下層、避難層或設備層、頂層設置分變配電所。表1 部分超高層建筑電源相關(guān)參數(shù)建筑名稱廣州利通廣場廣州珠江城廣州高德置地廣場深圳平安國際金融中心上海環(huán)球 金融中心建筑面積159500m2448000 m2390000460000 m2381600 m2建筑高度303m309m250m588m492m層數(shù)65層71層48層116層101層功能辦公辦公超五星級酒店、酒店式公寓、辦公、商業(yè)辦公、商業(yè)超五星級賓館、寫字樓、會議室、商業(yè)電源3路10kV電源，同時工作，互為備用4路10kV電源，3用1備2路10

4、kV電源，同時工作，互為備用9路10kV電源， 6用3備3路35kV電源，同時工作，互為備用變壓器總?cè)萘?9200kVA45200kVA39500kVA55500kVA主站35/10kV， 3×12500kVA每個避難層均設分站單位安裝容量120.4 VA/ m2100.9VA/ m2101.3 VA/ m2120.7VA/ m298.3VA/ m2由此可見，保證超高層建筑中供配電系統(tǒng)的干線電纜的可靠穩(wěn)定性非常重要。2. 建筑豎向干線采用礦物絕緣電纜的依據(jù)JGJ 162008 民用建筑電氣設計規(guī)范第13104條規(guī)定：1 火災自動報警系統(tǒng)保護對象分級為特級的建筑物其消防設備供電干線及分

5、支干線，應采用礦物絕緣電纜。2 火災自動報警系統(tǒng)保護對象分級為一級的建筑物， 其消防設備供電干線及分支干線，宜采用礦物絕緣電纜。GB 5011698火災自動報警系統(tǒng)設計規(guī)范第311條規(guī)定，建筑高度超過100m的高層民用建筑為特級保護對象。綜合上述兩本規(guī)范。超高層建筑中消防設備供電干線及分支干線應采用礦物絕緣電纜(即礦物絕緣電纜)。3.礦物絕緣電纜的特點礦物絕緣電纜以高導電率的導電線芯（熔點1083）、絕緣材料（熔點2800）、銅護套（熔點1083）為基本結(jié)構(gòu)組成，當電纜需要防腐處理時可外加一層聚氯乙烯。由上述可見，礦物絕緣電纜具有非常優(yōu)秀的耐火、耐高溫性能，電纜自身無法燃燒，也不會引發(fā)火源。即

6、使有外在火焰的燒烤，電纜仍可正常工作。同時，只要火焰的溫度低于銅的熔點溫度，火情消除后，電纜無需更換，仍可正常使用。這也是礦物絕緣電纜在消防系統(tǒng)中使用的原因。但是，礦物絕緣電纜的缺點也非常明顯，氧化鎂很容易吸潮，吸潮后絕緣電阻急劇降低，礦物絕緣電纜將失去其應有的作用。對于礦物絕緣電纜來說，其中間聯(lián)接器和端頭是防潮的關(guān)鍵，這兩個關(guān)鍵點處理好了，使礦物絕緣電纜的性能能夠得到保證。另外，礦物絕緣電纜的柔性很差，施工放線要保持順直比較困難。同時由于超高層建筑具有隨風偏移的特性，其豎向干線采用礦物絕緣電纜將使電纜聯(lián)接器和端頭長期處于振動狀態(tài)，可能給礦物絕緣電纜的防潮性能帶來一定的影響。礦物絕緣電纜具有無

7、煙無毒、載流量大、防爆、耐腐蝕性能高、使用壽命長、機械強度高、接地可靠等優(yōu)點。在安裝方面, 除大規(guī)格電纜較硬, 拉直和布放電纜有一定困難外, 只要掌握正確的安裝方法, 也具有不少優(yōu)點: 不需電纜槽架, 可直接安裝于支架或梯架上下, 降低電纜橋架的造價, 縮短安裝時間; 可直彎, 對安裝場地適應性強。4.礦物絕緣電纜選用的技術(shù)要點礦物電纜生產(chǎn)長度有限，在電纜敷設長度不夠時，需要中間連接器。但電纜中間連接器價格很高電纜技術(shù)參數(shù)表型號電纜外徑mm成品電纜最大長度m型號電纜外徑成品電纜最大長度mBTTZ 1×2.56.6>500BTTZ 2×411.3280BTTZ 1

8、15;47.2>500BTTZ 2×612.4160BTTZ 1×67.7>500BTTZ 2×1014.2140BTTZ 1×108.8>500BTTZ 2×1616.2110BTTZ 1×169.8500BTTZ 2×2519.180BTTZ 1×2511.1500BTTZ 3×411.9250BTTZ 1×3512.2450BTTZ 3×613.0150BTTZ 1×5013.6200BTTZ 3×1015.1130BTTZ 1×7

9、015.2170BTTZ 3×1617.6110BTTZ 1×9517.4145BTTZ 3×2520.275BTTZ 1×12018.8120BTTZ 4×412.9200BTTZ 1×15020.4100BTTZ 4×614.2180BTTZ 1×18522.982BTTZ 4×1016.3110BTTZ 1×24025.865BTTZ 4×1619.395BTTZ 1×30028.648BTTZ 4×2522.680（以上參照寶勝電纜廠提供的數(shù)據(jù)，不同生產(chǎn)廠家

10、成品最大長度不同）5礦物絕緣電纜安裝施工方法5.1礦物絕緣電纜在超高層建筑的垂直敷設傳統(tǒng)的礦物電纜垂直敷設常用方法有三種：一是沿敷設路徑分布眾多人員合力提拉，這在樓層不高和電纜截面不大的情況下仍可實行；二是采用電動卷揚機的鋼繩向上牽引。但兩種方法都各有弊處。前者既難保證施工安全。又產(chǎn)生大量的人工費用；后者除了安全因素問題，還存在著施工過程對礦物絕緣電纜產(chǎn)品質(zhì)量保護的問題。鋼繩牽引電纜，隨著電纜上升而重量增加，受力點及上部纜體受力增大，可能會造成電礦物絕緣電纜銅護套的機械損傷以及絕緣材料的受潮，樓層越高，問題越明顯。針對上述問題，超高層建筑的礦物絕緣電纜垂直敷設首選高位下放的施工方法。首先將整盤

11、礦物絕緣電纜吊運上高層，利用高位勢能把電纜由上往下輸送敷設，用分段設置的“阻尼緩速器”對下放過程產(chǎn)生的重力加速度加以克制，“阻尼緩速器”的結(jié)構(gòu)由3個導輪和角鋼支架組成。導輪的擺脫位置和礦物絕緣電纜繞經(jīng)路徑是“阻尼緩速”的關(guān)鍵。裝配時，導輪與軸桿配合要稍緊，上下導輪位置固定不變，中間導輪可左右調(diào)整，以適應不同規(guī)格礦物絕緣電纜允許的彎曲半徑。通過“阻尼緩速器”有效地衰減下放電纜的重力加速度。調(diào)整中間導輪位置可改變其減速量。理想的調(diào)節(jié)效果是：當作業(yè)人員向下施力時，礦物絕緣電纜克服阻尼下放運行。當停止施力后，礦物絕緣電纜在阻尼緩速器作用下減速直至停止。但該施工方法受到多方面條件的制約，并不能廣泛地應用

12、。其一，塔吊豎直運輸?shù)臈l件必須足夠，保證電纜能運輸至高層。其二，由于部分礦物絕緣電纜在其他樓層敷設，塔吊運輸受到限制，且施工貨梯的承重及容量的制約，使材料的運輸成為了難題。所以施工過程中只能根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況采取不同的施工方法，根據(jù)不同的情況采取最優(yōu)的方案，做好礦物絕緣電纜的成品保護。同時，根據(jù)礦物絕緣電纜的特點，必須保證垂直段的礦物絕緣電纜的完整，避免或盡量減少礦物絕緣電纜的駁接，減少中間聯(lián)接器的使用，并且做好垂直電纜的固定措施。5.2礦物絕緣電纜終端頭制作礦物絕緣電纜終端頭成品示意圖、將電纜按照所需長度先用管子割刀在上面割一道痕線，再用斜口鉗將護套銅皮夾在鉗口之間按順時針方向扭轉(zhuǎn)，以一

13、步步地夾住護套銅皮的邊并以較小角度進行轉(zhuǎn)動剝離，直到道割痕處。、用清潔的干布或砂紙徹底清除外露導線上的氧化鎂絕緣料，然后將束頭套在電纜上，并將壓蓋的零件垂直擰在電纜護套銅皮上。開始時應用手束擰，并用束頭在零件上滑動來檢查壓蓋的垂直度。確認垂直后再用管絲鉗夾住壓蓋的滾花座繼續(xù)進行安裝，直至護皮一端低于壓蓋內(nèi)局部螺紋處。、從約距電纜敞開端1米處用噴燈火焰加熱電纜進行防潮，并將火焰不斷地移向電纜敞開端，以便將水分排出干凈，且只可向電纜敞開端移動火焰，以免將水分驅(qū)向電纜內(nèi)部。、用歐姆表分別測量一下線芯與線芯、線芯與護套之間的絕緣電阻，測量值必須達到200M以上，若測量結(jié)果達到要求，則可以在壓蓋內(nèi)注入封

14、口膏，封口膏應從一側(cè)逐漸加入，以便將空氣排盡。等封口膏加滿，再壓上罐蓋，做好密封處理，接著用熱縮套管把線芯套上，用噴燈熱縮。5.3礦物絕緣電纜的中間駁接由于礦物絕緣電纜生產(chǎn)當度受電纜原材料長度的限制，或放線過程中受不同電氣回路電纜配備的影響，使得電纜敷設安裝過程中，需采用中間聯(lián)接器將兩根相同規(guī)格電纜聯(lián)在一起，以保證滿足線路長度的需要。該聯(lián)接器的二端均由內(nèi)螺紋無縫銅管、黃銅罐或熱縮管、銅壓接管和熱縮絕緣套管等配件組成。1壓蓋螺母 2壓縮環(huán) 3壓縮本體4熱縮絕緣套管 5銅套管 6銅壓接管礦物絕緣電纜中間聯(lián)接器的制作方法與終端頭的制作方法基本相同，驅(qū)潮、絕緣測試、絕緣等工作都必須要做好，銅壓接管必須

15、把線芯與線芯做好緊密連接。6.超高層建筑結(jié)構(gòu)偏移對于礦物絕緣電纜的影響6.1超高層建筑多為鋼結(jié)構(gòu)，當受到風的影響下，建筑物會產(chǎn)生不同程度的擺動，造成結(jié)構(gòu)的偏移。超高層建筑結(jié)構(gòu)偏移的產(chǎn)生對垂直敷設的礦物絕緣電纜造成的影響：a) 由于礦物絕緣電纜不可避免地采用了中間聯(lián)接器進行連接，中間聯(lián)接器可能會由于結(jié)構(gòu)的擺動使其發(fā)生松動，這樣氧化鎂會受潮，使礦物絕緣電纜的絕緣電阻降低。b) 電纜終端頭與用電設備連接，擺動可能會造成電纜終端頭的密封膠受損，進而造成氧化鎂受潮，使礦物絕緣電纜的絕緣電阻降低。6.2雖然超高層建筑結(jié)構(gòu)的偏移對礦物絕緣電纜產(chǎn)生的影響比較細微，但長期處于該狀態(tài)下，礦物絕緣電纜的質(zhì)量還是難以

16、保證。針對這種情況，施工時要做好相應的措施：a) 經(jīng)國家電線電纜質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心的試驗證明，只要正確使用礦物絕緣電纜的中間聯(lián)接器和終端頭，將礦物絕緣電纜壓緊、密封。礦物絕緣電纜的施工質(zhì)量還是有保證的。b) 針對結(jié)構(gòu)偏移產(chǎn)生的震動，施工時可以參考母線槽垂直安裝的施工方法，在特定的距離上安裝可活動橋架，起伸縮作用。這樣可以大大減少由于震動對礦物絕緣電纜帶來的機械損傷。c) 分段使用礦物絕緣電纜，盡量減少礦物絕緣電纜的長度，特定高度合理安裝檢修箱。d) 在施工允許的場合上，可以適當彎曲礦物絕緣電纜，做成膨脹環(huán)。礦物絕緣電纜膨脹環(huán)7.超高層建筑礦物絕緣電纜垂直敷設的渦流現(xiàn)象單芯礦物絕緣電纜的護層在交流電的作用下會產(chǎn)生微量的渦流，多根使用時，未防止渦流的疊加，必須通過不同的排列方式敷設來減少渦流的影響，在超高層建筑中，大多數(shù)的礦物絕緣電纜都需要垂直敷設，相對于水平敷設，垂直敷設時礦物絕緣電纜的排列難度相應增大，所以應該更加嚴格控制礦物絕緣電纜排列的施工。下圖為礦物絕緣電纜正確的排列方式。礦物絕緣電纜