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(lài)銘炘引言: 而隨著城市化進(jìn)程的加快人們的夢(mèng)想終于得以實(shí)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(guó)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(lái)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(duì)其供電可靠性和消防系統(tǒng)提出了越來(lái)越高的要求。在消防供電干線(xiàn)中也大量應(yīng)用了礦物絕緣電纜，而礦物絕緣電纜的施工技術(shù)相對(duì)傳統(tǒng)耐火電纜的施工技術(shù)大有不同，以下就通過(guò)本文對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)探討。1.超高層建筑的特點(diǎn)a 最顯著的特點(diǎn)就是建筑高度比較高。1972年在美國(guó)Pennsylvania(賓夕法尼亞州)的B

2、ethlehem (伯利恒市)的國(guó)際高層建筑會(huì)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(guó)長(zhǎng)期以來(lái)沒(méi)有“超高層建筑” 的官方定義直到GB 503522005 民用建筑設(shè)計(jì)通則頒布執(zhí)行， 才有超高層建筑的定義。 民用建筑設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)防火規(guī)范(2005年版)也對(duì)100 m以上的高層建筑做出了更嚴(yán)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(shí)，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(shí)容納數(shù)萬(wàn)人。在緊急情況下疏散

3、時(shí)間長(zhǎng)。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(fù)荷中心，除了總變配電所外。往往在地下層、避難層或設(shè)備層、頂層設(shè)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(chēng)廣州利通廣場(chǎng)廣州珠江城廣州高德置地廣場(chǎng)深圳平安國(guó)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(jí)酒店、酒店式公寓、辦公、商業(yè)辦公、商業(yè)超五星級(jí)賓館、寫(xiě)字樓、會(huì)議室、商業(yè)電源3路10kV電源，同時(shí)工作，互為備用4路10kV電源，3用1備2路10

4、kV電源，同時(shí)工作，互為備用9路10kV電源， 6用3備3路35kV電源，同時(shí)工作，互為備用變壓器總?cè)萘?9200kVA45200kVA39500kVA55500kVA主站35/10kV， 3×12500kVA每個(gè)避難層均設(shè)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(jiàn)，保證超高層建筑中供配電系統(tǒng)的干線(xiàn)電纜的可靠穩(wěn)定性非常重要。2. 建筑豎向干線(xiàn)采用礦物絕緣電纜的依據(jù)JGJ 162008 民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范第13104條規(guī)定：1 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)保護(hù)對(duì)象分級(jí)為特級(jí)的建筑物其消防設(shè)備供電干線(xiàn)及分

5、支干線(xiàn)，應(yīng)采用礦物絕緣電纜。2 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)保護(hù)對(duì)象分級(jí)為一級(jí)的建筑物， 其消防設(shè)備供電干線(xiàn)及分支干線(xiàn)，宜采用礦物絕緣電纜。GB 5011698火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范第311條規(guī)定，建筑高度超過(guò)100m的高層民用建筑為特級(jí)保護(hù)對(duì)象。綜合上述兩本規(guī)范。超高層建筑中消防設(shè)備供電干線(xiàn)及分支干線(xiàn)應(yīng)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(diǎn)礦物絕緣電纜以高導(dǎo)電率的導(dǎo)電線(xiàn)芯（熔點(diǎn)1083）、絕緣材料（熔點(diǎn)2800）、銅護(hù)套（熔點(diǎn)1083）為基本結(jié)構(gòu)組成，當(dāng)電纜需要防腐處理時(shí)可外加一層聚氯乙烯。由上述可見(jiàn)，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(wú)法燃燒，也不會(huì)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(shí)，只要火焰的溫度低于銅的熔點(diǎn)溫度，火情消除后，電纜無(wú)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(diǎn)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(yīng)有的作用。對(duì)于礦物絕緣電纜來(lái)說(shuō)，其中間聯(lián)接器和端頭是防潮的關(guān)鍵，這兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)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(xiàn)要保持順直比較困難。同時(shí)由于超高層建筑具有隨風(fēng)偏移的特性，其豎向干線(xiàn)采用礦物絕緣電纜將使電纜聯(lián)接器和端頭長(zhǎng)期處于振動(dòng)狀態(tài)，可能給礦物絕緣電纜的防潮性能帶來(lái)一定的影響。礦物絕緣電纜具有無(wú)

7、煙無(wú)毒、載流量大、防爆、耐腐蝕性能高、使用壽命長(zhǎng)、機(jī)械強(qiáng)度高、接地可靠等優(yōu)點(diǎn)。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(diǎn): 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(jià), 縮短安裝時(shí)間; 可直彎, 對(duì)安裝場(chǎng)地適應(yīng)性強(qiáng)。4.礦物絕緣電纜選用的技術(shù)要點(diǎn)礦物電纜生產(chǎn)長(zhǎng)度有限，在電纜敷設(shè)長(zhǎng)度不夠時(shí)，需要中間連接器。但電纜中間連接器價(jià)格很高電纜技術(shù)參數(shù)表型號(hào)電纜外徑mm成品電纜最大長(zhǎng)度m型號(hào)電纜外徑成品電纜最大長(zhǎng)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(chǎng)提供的數(shù)據(jù)，不同生產(chǎn)廠(chǎng)家

10、成品最大長(zhǎng)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(shè)傳統(tǒng)的礦物電纜垂直敷設(shè)常用方法有三種：一是沿敷設(shè)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(shí)行；二是采用電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)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(fèi)用；后者除了安全因素問(wèn)題，還存在著施工過(guò)程對(duì)礦物絕緣電纜產(chǎn)品質(zhì)量保護(hù)的問(wèn)題。鋼繩牽引電纜，隨著電纜上升而重量增加，受力點(diǎn)及上部纜體受力增大，可能會(huì)造成電礦物絕緣電纜銅護(hù)套的機(jī)械損傷以及絕緣材料的受潮，樓層越高，問(wèn)題越明顯。針對(duì)上述問(wèn)題，超高層建筑的礦物絕緣電纜垂直敷設(shè)首選高位下放的施工方法。首先將整盤(pán)

11、礦物絕緣電纜吊運(yùn)上高層，利用高位勢(shì)能把電纜由上往下輸送敷設(shè)，用分段設(shè)置的“阻尼緩速器”對(duì)下放過(guò)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(gè)導(dǎo)輪和角鋼支架組成。導(dǎo)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(shí)，導(dǎo)輪與軸桿配合要稍緊，上下導(dǎo)輪位置固定不變，中間導(dǎo)輪可左右調(diào)整，以適應(yīng)不同規(guī)格礦物絕緣電纜允許的彎曲半徑。通過(guò)“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(dǎo)輪位置可改變其減速量。理想的調(diào)節(jié)效果是：當(dāng)作業(yè)人員向下施力時(shí)，礦物絕緣電纜克服阻尼下放運(yùn)行。當(dāng)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(yīng)用

12、。其一，塔吊豎直運(yùn)輸?shù)臈l件必須足夠，保證電纜能運(yùn)輸至高層。其二，由于部分礦物絕緣電纜在其他樓層敷設(shè)，塔吊運(yùn)輸受到限制，且施工貨梯的承重及容量的制約，使材料的運(yùn)輸成為了難題。所以施工過(guò)程中只能根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)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(hù)。同時(shí)，根據(jù)礦物絕緣電纜的特點(diǎn)，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(zhǎng)度先用管子割刀在上面割一道痕線(xiàn)，再用斜口鉗將護(hù)套銅皮夾在鉗口之間按順時(shí)針?lè)较蚺まD(zhuǎn)，以一

13、步步地夾住護(hù)套銅皮的邊并以較小角度進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)剝離，直到道割痕處。、用清潔的干布或砂紙徹底清除外露導(dǎo)線(xiàn)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(hù)套銅皮上。開(kāi)始時(shí)應(yīng)用手束擰，并用束頭在零件上滑動(dòng)來(lái)檢查壓蓋的垂直度。確認(rèn)垂直后再用管絲鉗夾住壓蓋的滾花座繼續(xù)進(jìn)行安裝，直至護(hù)皮一端低于壓蓋內(nèi)局部螺紋處。、從約距電纜敞開(kāi)端1米處用噴燈火焰加熱電纜進(jìn)行防潮，并將火焰不斷地移向電纜敞開(kāi)端，以便將水分排出干凈，且只可向電纜敞開(kāi)端移動(dòng)火焰，以免將水分驅(qū)向電纜內(nèi)部。、用歐姆表分別測(cè)量一下線(xiàn)芯與線(xiàn)芯、線(xiàn)芯與護(hù)套之間的絕緣電阻，測(cè)量值必須達(dá)到200M以上，若測(cè)量結(jié)果達(dá)到要求，則可以在壓蓋內(nèi)注入封

14、口膏，封口膏應(yīng)從一側(cè)逐漸加入，以便將空氣排盡。等封口膏加滿(mǎn)，再壓上罐蓋，做好密封處理，接著用熱縮套管把線(xiàn)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(dāng)度受電纜原材料長(zhǎng)度的限制，或放線(xiàn)過(guò)程中受不同電氣回路電纜配備的影響，使得電纜敷設(shè)安裝過(guò)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(mǎn)足線(xiàn)路長(zhǎng)度的需要。該聯(lián)接器的二端均由內(nèi)螺紋無(wú)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(cè)試、絕緣等工作都必須要做好，銅壓接管必須

15、把線(xiàn)芯與線(xiàn)芯做好緊密連接。6.超高層建筑結(jié)構(gòu)偏移對(duì)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(dāng)受到風(fēng)的影響下，建筑物會(huì)產(chǎn)生不同程度的擺動(dòng)，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(duì)垂直敷設(shè)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(jìn)行連接，中間聯(lián)接器可能會(huì)由于結(jié)構(gòu)的擺動(dòng)使其發(fā)生松動(dòng)，這樣氧化鎂會(huì)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(shè)備連接，擺動(dòng)可能會(huì)造成電纜終端頭的密封膠受損，進(jìn)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(duì)礦物絕緣電纜產(chǎn)生的影響比較細(xì)微，但長(zhǎng)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(duì)這種情況，施工時(shí)要做好相應(yīng)的措施：a) 經(jīng)國(guó)家電線(xiàn)電纜質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心的試驗(yàn)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(duì)結(jié)構(gòu)偏移產(chǎn)生的震動(dòng)，施工時(shí)可以參考母線(xiàn)槽垂直安裝的施工方法，在特定的距離上安裝可活動(dòng)橋架，起伸縮作用。這樣可以大大減少由于震動(dòng)對(duì)礦物絕緣電纜帶來(lái)的機(jī)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(zhǎng)度，特定高度合理安裝檢修箱。d) 在施工允許的場(chǎng)合上，可以適當(dāng)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(shè)的渦流現(xiàn)象單芯礦物絕緣電纜的護(hù)層在交流電的作用下會(huì)產(chǎn)生微量的渦流，多根使用時(shí)，未防止渦流的疊加，必須通過(guò)不同的排列方式敷設(shè)來(lái)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(shè)，相對(duì)于水平敷設(shè)，垂直敷設(shè)時(shí)礦物絕緣電纜的排列難度相應(yīng)增大，所以應(yīng)該更加嚴(yán)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