Resumen: El cable derivado es un nuevo tipo de cable de distribución para edificios prefabricados, que se utiliza ampliamente en la distribución de energía en edificios de mediana y gran altura, grandes fábricas y lugares culturales y deportivos. De acuerdo con las características estructurales y la configuración de cada edificio específico, el cable troncal, el cable ramal, el conector ramal y otras tres partes se diseñan y fabrican de manera integrada. Tiene excelentes indicadores técnicos y económicos y es superior a los cables tradicionales. y barras colectoras en términos de economía de ingeniería, avance tecnológico y conveniencia de instalación. Este artículo tiene como objetivo presentar brevemente la estructura y el rendimiento de los cables derivados y centrarse en analizar e presentar el avance tecnológico de este producto para cumplir con las especificaciones eléctricas de construcción relevantes.
Palabras clave: cable derivado, estructura, desempeño, requisitos de diseño, especificaciones
1. Estructura y desempeño del cable derivado
1 Producción y estándares técnicos
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Los cables derivados se desarrollan a partir de cables de plástico ordinarios. Debido al desarrollo de la civilización moderna, los edificios urbanos de gran altura se están volviendo cada vez más populares en el diseño eléctrico de los sistemas de distribución de energía de los edificios de gran altura, la confiabilidad del suministro de energía, la economía de la ingeniería y la conveniencia de la construcción son cada vez más importantes. Se utilizan cables de alimentación ordinarios para el suministro de energía. Siempre es difícil unificar completamente las contradicciones de los tres y solo se pueden enfatizar según diferentes proyectos. Según los métodos tradicionales, existen tres métodos que se utilizan habitualmente en el diseño de distribución de energía en el piso:
(1) Tipo radial, en el que la sala de distribución subterránea suministra energía directamente a los cables principales de cada piso. la mayor confiabilidad. Bueno, pero requiere muchos cables, puentes y pozos de cables más grandes, lo cual es costoso y tiene la peor economía.
(2) Método de enlace, lleve los cables desde la sala de distribución a la caja de distribución inferior y luego conecte la fuente de alimentación desde la capa inferior hacia arriba capa por capa. Este método es el más económico, pero porque. cuantas más capas, el factor de seguridad es menor (el factor de seguridad se multiplica paso a paso), por tanto, la fiabilidad es peor.
(3) El tipo de tronco de árbol dividido divide un edificio de gran altura en n áreas de unidades. Cada unidad utiliza cables para conectar el suministro de energía desde la sala de distribución de energía y luego la distribuye a cada piso en el área de la unidad. . Este método es más fiable y económico y se utiliza con frecuencia.
(4) Método de bifurcación del cable troncal: uno (o varios) cables troncales salen de la sala de distribución de energía y cada piso se ramifica en el cable troncal. Este método es el más económico y, en teoría, es el más económico. También tiene la confiabilidad de la distribución de energía radial, pero la construcción es la más problemática. Lo que es aún más problemático es que al fabricar cabezales de derivación de piso en el cable principal, la calidad de las uniones varía debido a la estructura del cable. -Las condiciones de construcción del sitio y la calidad del personal. La confiabilidad de la operación real no es satisfactoria, pero este método impulsó a la gente a pensar en fabricar juntas y cables juntos, dando origen a una nueva generación de cables de distribución para edificios.
Los cables derivados utilizan cables de alimentación unipolares especialmente procesados como cables troncales de los edificios. Se adaptan a las características estructurales y las dimensiones de cada edificio específico, y los conectores derivados se diseñan y fabrican junto con los ramales y. cables troncales con antelación. El trabajo de construcción y gestión en el sitio en el método (4) anterior es completado por fabricantes profesionales, lo que mejora en gran medida la confiabilidad de las uniones, y la consistencia del proceso también brinda una calidad constante, logrando el propósito de garantizar la confiabilidad operativa.
Los cables derivados aparecieron antes en el Reino Unido y Japón. En términos de estándares técnicos, en 1980, la Asociación de la Industria de Cables Eléctricos de Japón promulgó el primer estándar industrial JCS376 (1980). La norma fue revisada en 1992, lo que relajó los requisitos para los materiales de la estructura del producto y mejoró los indicadores técnicos de los productos terminados. En la actualidad, los estándares de productos de los fabricantes nacionales habituales de cables derivados se basan principalmente en esta norma.
2. Estructura
Estructuralmente, los cables derivados se dividen en dos tipos: tipo unipolar y tipo trenzado de varios núcleos. Cada cable derivado unipolar se puede dividir en tres partes. :
(1) Cable troncal
(2) Cable de rama;
(3) Conector de rama;
Actualmente, los cables derivados unipolares se han utilizado ampliamente debido a su estructura simple y facilidad de producción y construcción. Según los estándares japoneses, los cables derivados de múltiples núcleos son esencialmente un cuerpo trenzado de múltiples cables de un solo núcleo, en lugar del concepto tradicional de estructura de cable de múltiples núcleos. Cada conductor de un cable derivado de múltiples núcleos tiene aislamiento y protección separados en el. En el exterior, cada núcleo de cable tiene un conector de rama independiente. Los cables derivados de múltiples núcleos tienen el rendimiento operativo de los cables de múltiples núcleos generales. Sólo un número muy pequeño de fábricas de cables integrales a gran escala en China tienen la capacidad de producción y actualmente se están promoviendo y aplicando.
3. Rendimiento
El cable derivado es un nuevo tipo de cable de distribución de energía que tiene dos propiedades clave:
Primero, los cables derivados deben ser de buena calidad. ser cables de alimentación con excelente rendimiento para productos domésticos, el rendimiento de sus conductores, el rendimiento de aislamiento y las propiedades mecánicas y físicas de los materiales deben cumplir con el estándar GB12706-91; el rendimiento del cable es el indicador básico de los productos de cables derivados.
En segundo lugar, el rendimiento del conector derivado es crucial, que es el rendimiento clave del cable derivado. El conector de derivación integra los conductores del cable troncal y del cable de derivación y está aislado y es resistente a la humedad. Por la apariencia, es imposible conocer la calidad de la junta interna. Hay dos pruebas importantes que pueden detectar el rendimiento de la junta, a saber, la prueba de tracción mecánica y la prueba de ciclo electrotérmico. Para la prueba de tensión mecánica, la fuerza de rotura del conector derivado (incluidos los conductores de la línea principal y de la línea secundaria) debe mantenerse en más del 80% del valor antes de la conexión. Para la prueba del ciclo electrotérmico, la prueba con carga nominal y sin carga. en un cierto intervalo de tiempo será 125 veces después del ciclo, la temperatura del conector derivado no deberá ser superior a 8 °C de la temperatura de la superficie del cable. La clave para determinar las propiedades mecánicas y eléctricas de los conectores derivados radica en los materiales y procesos de los conectores derivados. La mayoría de los usuarios deben prestar total atención a la calidad del cable, la selección del material del conector y las herramientas del proceso de producción de los cables derivados.
Decimos que los cables derivados son más adecuados para los sistemas de distribución de energía en los edificios modernos. ¿Por qué? Para analizar este problema, primero debemos aclarar los requisitos para las líneas de distribución en las especificaciones de diseño eléctrico relevantes.
2. Especificaciones relevantes para los requisitos de diseño de líneas de distribución en sistemas eléctricos de edificación.
1. Especificaciones de diseño relacionadas con la electricidad de la edificación.
Actualmente relacionadas con la baja eléctrica de la edificación. -distribución de voltaje Las principales especificaciones relacionadas con el diseño del sistema eléctrico son:
(1) GB50052-1995 Especificación de diseño para sistemas de suministro y distribución de energía
(2) GB50054-1995 Especificación de diseño para Distribución de energía de baja tensión
(3) Código JGJ/T16-92 para el diseño eléctrico de edificios civiles
(4) Código GBJ16-87 para el diseño de protección contra incendios de edificios (versión 1997) )
(5) GB50045- 1995 Código para el diseño de protección contra incendios de edificios civiles de gran altura
Entre ellos: "Código para el diseño del sistema de distribución y suministro de energía" y "Código para Diseño de distribución de energía de bajo voltaje" son dos códigos básicos y el contenido principal se basa en las normas IEC. El sistema de suministro de energía y las partes de distribución de bajo voltaje del "Código de diseño eléctrico de edificios civiles" son básicamente consistentes con sus disposiciones. Sin embargo, dado que se trata de un estándar profesional para la industria de la construcción, las partes relacionadas con la construcción son más específicas, como por ejemplo. el nivel de carga del sistema de suministro de energía Además de los principios de clasificación, también estipula los niveles de carga de varios nombres de edificios específicos.
Dado que no había precedentes para la aplicación de productos de cables derivados en China cuando se promulgaron e implementaron las especificaciones anteriores, los cables derivados no se mencionaron en las especificaciones, pero la guía de diseño se reflejó en muchas cláusulas en general. Hablando, hay tres puntos de vista:
1. En cuanto al número de niveles de distribución de energía: cuantos menos, mejor
2. En cuanto a los métodos de distribución de energía, en orden de mayor a mayor. baja confiabilidad: tipo radial> tipo tronco de árbol> tipo tronco de árbol dividido> tipo enlace;
3. En cuanto al método de instalación y colocación, debe adaptarse a diversos factores como el entorno, las características arquitectónicas y la tensión electromecánica. , etc.
(1) Con respecto a los niveles de distribución de energía:
Para los niveles de distribución de energía, el artículo 3.07 de GB50052-95 estipula: El sistema de suministro de energía debe ser simple y confiable, y la misma tensión de alimentación sistema de suministro El número de niveles de transformador y distribución no debe ser superior a dos. El artículo 8.14 del JGJ/T16-92 "Código de diseño eléctrico de edificios civiles" estipula: "El número de niveles de distribución de bajo voltaje desde el lado primario del transformador hasta. el equipo no debe exceder los tres. Pero cuando suministra energía a cargas no importantes, puede exceder el nivel tres "Las especificaciones anteriores reflejan un punto clave, es decir, cuantos menos niveles de distribución de energía, mejor. Cuantos menos niveles de distribución de energía haya. , mayor será la confiabilidad y más avanzada será la tecnología.
(2) En cuanto a los métodos de distribución de energía, los artículos 6.02, 6.03, 6.04 y 6.05 del GB50052-95 establecen: “En un taller o edificio en un ambiente normal, cuando la mayor parte del equipo eléctrico sea para pequeños y capacidad media, pero sin requisitos especiales, se debe utilizar la distribución de energía por tronco de árbol." "Cuando el equipo eléctrico tiene gran capacidad, o la naturaleza de la carga es importante, o en talleres o edificios con requisitos especiales, se debe utilizar la distribución de energía radial. ", "Cuando algún equipo eléctrico está lejos del punto de suministro de energía, y el equipo eléctrico está muy cerca uno del otro y tiene una capacidad pequeña, se puede usar la distribución de energía en cadena, pero cada equipo de cadena de bucle no debe exceder 5 unidades, y su capacidad total no debe "superar los 10 kW"; "En edificios de gran altura, al suministrar energía a cada punto de distribución en el piso, se debe utilizar la distribución de energía de troncos de árboles por zonas, pero se deben utilizar algunas cargas concentradas de gran capacidad o Las cargas importantes deben distribuirse desde la sala de distribución de energía de baja tensión a través de distribución eléctrica radial".
(3) JGJ/T16-92 "Código de diseño eléctrico para edificios civiles" tiene disposiciones más detalladas sobre los métodos de distribución de energía, tales como: "8.2.15 Los edificios de gran altura en áreas residenciales deben usar radiación " 8.2.2.4 Para otros edificios civiles, excepto edificios residenciales de varios pisos, para cargas concentradas más grandes o cargas más importantes, la distribución de energía radial debe realizarse desde la sala de distribución para salas de distribución o cajas de distribución de varios pisos. La distribución de energía debe adoptar una distribución arbórea; métodos de tronco y tronco de árbol dividido." "La distribución de energía desde las salas de distribución de energía entre pisos o cajas de distribución de piso a cada caja de distribución debe adoptar una combinación de métodos radiales y de tronco de árbol." "8.2 Para cargas concentradas o cargas importantes. con gran capacidad, es recomendable utilizar la distribución de energía radial desde la sala de distribución de energía a las salas de distribución de energía en cada piso usando uno de los siguientes métodos:
(1) Fuente de alimentación de trabajo El tipo de tronco de árbol dividido Se utiliza, y la fuente de alimentación de respaldo también adopta el tipo de tronco de árbol dividido o la línea de tronco vertical desde el primer piso hasta el piso superior.
(2) Tanto la fuente de alimentación de trabajo como la energía multiuso. el suministro adoptará la línea troncal vertical desde el primer piso hasta el piso superior.
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(3) La fuente de alimentación de trabajo deberá ser del tipo troncal dividida y la fuente de alimentación multiuso. deben tomarse de líneas troncales de energía, como iluminación de emergencia”.
Las disposiciones anteriores se limitan al momento en que se formuló la especificación, y los cables derivados aún no se han promovido ni aplicado en China. Se basan principalmente en cables de alimentación y barras colectoras comunes, que se fabrican teniendo plenamente en cuenta la confiabilidad y la economía. El autor cree que después de la aplicación de la distribución por cable derivado, las regulaciones anteriores deberían simplificarse. Estos contenidos reflejan la opinión de que, en términos de confiabilidad del suministro de energía, el tipo radial es más alto que el tipo troncal y más alto que el tipo de enlace.
(4) Respecto a los métodos de instalación y tendido de cables y barras.
5.5.1 en GB50054-94 y 9.12.1 en JGJ/T16-92 estipulan que "las barras colectoras cerradas deben usarse en lugares interiores secos y no corrosivos".
GB50054 5.7.2 en -94 y 4.13.5 en JGJ/T16-92 estipulan que "se deben considerar los siguientes factores al realizar el cableado vertical de ejes: .... El método de conexión de líneas principales verticales y ramales".
GB50054-94 5.7.3 Cuando se utilizan cables unipolares de gran capacidad y líneas de gran capacidad como líneas troncales para cableado vertical en ejes, se deben cumplir las siguientes condiciones:
1. Se debe dejar un cierto margen para la capacidad de carga;
2. La ramificación es fácil, segura y confiable, y la instalación y el mantenimiento son convenientes y económicos.
GBJ16-87 "Código para el diseño de edificios para la protección contra incendios" estipula en 10.1.4: "Las líneas de distribución de equipos eléctricos contra incendios deben estar protegidas por tuberías. Cuando se colocan ocultas, deben estar colocado sobre estructuras no combustibles, el espesor de la capa protectora no debe ser inferior a 3 cm. Cuando se coloque al aire libre, se deben usar tuberías metálicas y se deben tomar medidas de prevención de incendios. Cuando se utilicen cables con aislamiento y revestimientos no combustibles. Materiales inflamables continuos, no se requieren tuberías metálicas para protección, pero deben colocarse en la zanja de cables.
Artículo 9.1.4 del Código GB50045-95 para el diseño de protección contra incendios de edificios civiles de gran altura. "Edificios" también estipula el mismo contenido que el anterior. Descripción de la especificación: La distribución de energía por cable tiene una mejor adaptabilidad ambiental que la barra colectora y es más conveniente de instalar y colocar.
Después de familiarizarnos con las disposiciones relevantes de las especificaciones eléctricas, analicemos el cumplimiento y el avance tecnológico de los métodos y especificaciones de distribución de energía por cable derivado:
3 Avance en la tecnología de distribución de energía por cable derivado.
1. Método de distribución de energía por cable derivado
El sistema de distribución de energía por cable derivado es generalmente como se muestra en la figura en un edificio de n pisos, la línea principal del eje vertical y cada piso. El suministro de energía se completa con un cable derivado prefabricado completo. PG es el gabinete de distribución principal, PX es la caja de distribución del piso y ZJX es la caja de transferencia cuando la distancia entre PG y ZJX no es muy grande (cumpliendo con la capacidad de carga actual). y los requisitos de caída de voltaje de operación inicial) generalmente no se seleccionan, lo que puede reducir un punto de conexión, mejorar la confiabilidad y ahorrar inversión.
Dado que la línea principal del cable derivado se produce continuamente sin ningún empalme en el medio, si se ignora la influencia de la resistencia del conductor, desde la perspectiva de la confiabilidad, se puede considerar como un punto eléctricamente. Entonces, la Figura 1 se puede simplificar a la Figura 2, que es un sistema de distribución de energía de tronco de árbol. (Las barras colectoras enchufables parecen tener la misma forma de distribución de energía en la superficie, pero como las líneas troncales están conectadas en secciones, tienen muchas uniones y no pueden ser equivalentes). Dado que la línea principal y el ramal del cable derivado están conectados utilizando tecnología avanzada, la línea principal, el ramal y la abrazadera metálica de conexión se prensan en frío en tres puntos al mismo tiempo. Su rendimiento cumple plenamente con los requisitos de calidad de los terminales de cable. juntas intermedias, y se fabrica en una fábrica con estrictas medidas de control de calidad y proceso, y la calidad es estable y confiable. Por lo tanto, la Figura 2 puede ser equivalente a la Figura 3, que muestra que es un sistema de distribución de energía radial típico.
2. Avance técnico de la distribución de energía por cable derivado
A partir del análisis anterior del sistema de distribución de energía, podemos saber que los cables derivados pueden simplificar la distribución de energía en el piso y convertirla en distribución de energía secundaria. El piso puede lograr la distribución de energía secundaria más simple, lo que está en línea con el principio de que cuantos menos niveles de distribución de energía haya en la especificación, mejor. Esta es una de las características avanzadas.
La esencia del sistema de distribución por cable derivado es un sistema de distribución de energía radial, que tiene la mayor confiabilidad de distribución de energía y es adecuado para la distribución de energía en varias ocasiones importantes e incluso en ocasiones particularmente importantes. sistema de distribución de energía. El método de distribución de energía avanzado y confiable es el segundo avance.
El cable derivado es un tipo de cable de alimentación prefabricado. Su apariencia y características estructurales aún tienen las características de los cables, y las uniones han sido selladas y aisladas. Han resistido pruebas de resistencia al agua y al aislamiento antes de salir. Tiene bajos requisitos ambientales y se puede usar en ambientes como humedad, niebla salina, ácidos y álcalis, etc. Sin embargo, la barra colectora claramente no se puede usar en estos ambientes en la especificación, por lo que tiene un rango de aplicación más amplio que la barra colectora. Además, su método de instalación es simple, el período de construcción es corto y el costo de mano de obra es bajo. Esto se ajusta al punto de vista de que el diseño debe centrarse en la economía en las especificaciones, que es la tercera ventaja de su avance tecnológico.
IV.Puntos a destacar en el diseño del sistema de distribución de energía por cable ramal:
Hemos analizado: el avance tecnológico del sistema de distribución de energía por cable ramal. son un tipo de sistema de distribución de energía para edificios modernos. Los productos profesionales hechos a medida y a medida tienen la mejor aplicabilidad y economía técnica. Sin embargo, una cosa a la que se debe prestar atención en el diseño de ingeniería es la protección de los ramales. Dado que la sección transversal del ramal es generalmente más pequeña que la de la línea principal, cuando el ramal está sobrecargado o en cortocircuito, el sistema de protección de la línea principal generalmente no actuará sobre él. Se debe instalar un protector en la distribución del ramal. caja El protector no tiene problema con la junta del ramal Si supera los 3m, el ramal debe tenderse en una tubería o canal no combustible, y cuando se produzca un cortocircuito monofásico o bifásico en este tramo, el. La protección de la línea principal debería poder desconectarse. Se debe prestar atención a esto.
Como un nuevo tipo de cable de distribución para edificios introducido desde el extranjero, los cables derivados se han promovido y aplicado en muchos proyectos nacionales y han sido reconocidos y utilizados por la mayoría de los diseñadores. Este artículo tiene como objetivo ilustrar la coherencia de la distribución de cables derivados con las regulaciones eléctricas de edificios existentes y reflejar mejor la ideología rectora de las regulaciones. Es el método de distribución de energía más avanzado y económico que puede cumplir con las especificaciones existentes.