动力照明配电线敷设方式探讨

来源：职称驿站所属分类：材料科学论文发布时间：2012-05-23 09:33:44浏览：次

　　摘要：本文对照明配电线路中的主干线路、分支回路的铺设方式的选择进行详细的探讨，然后对导线截面积及类型的选择进行了研究，给出照明线路保护措施与照明配电线路的敷设方式，最后阐述照明配电线路的电气连接。
　　关键词：动力照明，配电线路，线路敷设
　　1.动力照明配电线路敷设的选择
　　动力，低压照明线路多为线状分布，个别情况为片状分布，因此监理工程师不能只停留在按图施工的水平，要全面熟悉设计图纸，努力并善于发现图纸中的不足，及时提出处理意见，对业主而言是维护其利益，对自己也是提高。同时，需要求施工方也要熟悉设计图纸，对图纸中存在的问题提出意见和建议，特别在施工过程中，各类管线预埋纵横交错，这就要求我们随时加强各方的协调，或工地列会来解决，要想达到预期的目的，必须把握好工程施工中的各环节。
　　1.1照明电气主干线路选择
　　动力、照明电气线路的敷设选择应具有安全性、功能性和可适应发展性，同时还要有一定的超前意识。在正常工作情况下，以电流持续期间产生的热效应为条件，提供导体和绝缘体的合理寿命。另外，还要考虑到其他方面对选择导体截面积的影响，诸如雷击保护、过流保护、电压降及导体所连接设备的端子的温度限值等方面。因此，如何科学合理地选用电缆、电线，准确地选择电缆、电线的载流量，合理规范地进行管理和维护是至关重要的。针对以往电气设计标准中存在的问题，新的国家标准《照明设计规范》在某些条款上有了很大提高，如它明确要求“电气线路应采用符合安全和防火要求的敷设方式配线，导线应采用铜线，每套照明进户线截面积不应小于10mm2，分支回路截面积不应小于2.5mm2。但应注意到，这个标准依然是照明电气设计中电气安全的最低要求。
　　1.2分支回路的选择
　　照明供电系统的分支回路数减少，相当于回路所带的负荷增大，实际等于减小了线路截面积，其结果同样是线路温升增大。分支回路数量的增加相当于减小每个回路的阻抗，这对降低照明谐波电压、减少谐波危害、提高供电质量也是十分有利的。若照明系统有足够的分支回路数量，可对产生谐波的非线性负荷电器和对谐波互感的照明电器做到分回路供电。这样非线性负荷谐波电流在其分支回路的阻抗上产生的谐波电压降就不可能危害另一回路的敏感电器。例如，景观照明的控制系统应采用独立的分支回路供电，分支回路如果较多，当线路进行检修或因故跳闸时，停电的范围小，对照明系统造成不便的影响也较小。
　　1.3导线截面积及类型的选择
　　动力照明系统的特点是线路较长，线路中的电流不一定很大。选择电缆截面积时载流量的要求很容易得到满足，而重点要考虑的是线路压降问题。解决线路压降问题的方法就是适当加大电缆截面积。当线路压降满足要求时，电缆的载流量已大大超出要求。因此，选择电缆截面积时适当加大，这样不仅满足减小压降的要求，为以后发展留有余量，同时由于压降小、线路损耗就小、系统稳定性高，既延长了整个系统的寿命，还节约电能，非常有意义。又如民用建筑低压配电线路截面选择问题。由于民用建筑用电负荷绝大多数为单相负荷，三相负荷不平衡必然导致中线通过不平衡电流；随着电脑及各种家用电器设备的发展与普及，低压电网高次谐波污染日益加剧，3次及其奇倍数谐波均构成中性电流。中线过电流并由此引发电气火灾的现象也日渐增多。为此，相关设计规范已规定“三相四线或二相三线的配电线路中，当用电负荷大部分为单相负荷时，其N线或PEN线截面不宜小于相线截面；以气体放电灯为主要负荷的回路中，N线截面不应小于相线截面”，可见，民用建筑配电系统的干线，支干线及支线的导线截面原则上均应选择N或PEN线截面与相线截面相同。
　　目前室外埋设的电力电缆主要有两大类：一类是YJV型，另一类是W型。相同截面积的电缆在压降方面的效果是一样的，而相同截面积的YJV型电缆比W型电缆要贵一些。当载流量得到满足并在压降方面具有相同的效果时，从经济方面考虑选用VV型更为实惠。VV型目前在户外使用得较多的是VV22型和VV23型电缆，这两种电缆的性能和价格有一定的差别。W型电缆的价格相对高一些，防水性能相对较好。VV22型电缆的防水性能相对弱些，但价格相对低一些。根据以上的特性，在比较潮湿的地方使用防水性能较好的VV型电缆，在其他地方选择VV22型电缆相对更为经济。
　　配电箱供电出线截面积一般不宜大于35mm2，在三相三线配电系统中，中性线截面积应按最大一相电流选择，不小于相线截面积。照明常用敷线方法是采用地下直埋电缆。配电线路直埋散热好，载流能力高，且电缆各芯间的分布电容并联在线路上，可提高自然功率因数，同时不受气候影响，减小外力破坏，提高供电可靠性。
　　室外照明电缆截面积的选择应以计算电流和电压降二者指标综合确定。计算电流确定导线允许载流量，基本确定导线截面积；进行线路电压损失计算，使线路在符合规划的前提下具有一定的裕度，线路截面积选择经济合理。
　　在实际选择过程中，对于照明线路的校验常采用负荷力矩表进行简化计算，现行设计手册中负荷力矩表对电缆直埋的情况列出得较少，尤其是近年来广泛应用的交联电缆。相对于其他线路，电缆的价格较高.因此，选择合理的电缆型号就显得尤为重要。在照明供电网给中，灯负荷是间隔一定距离且基本均匀地分布在线路上的，对于其末端的电压降采用负荷力矩表计算显然不够准确，尤其是在计算机软件技术迅速发展的今天，采用人工计算的方法已不能适应现代工程。在通常运用的电气计算软件中，对于照明配电网络的分析计算可以根据不同环境条件，简单迅速地验算线路末端的电压损失，检验线路的电压损失值。所以对于照明配电线路，尤其是距离电源较远的末端负荷，在确定具体选用的线路及敷设方式后，应结合环境条件进行必要的分析计算，以优化照明供配电线路的铺设，确保供电可靠性和灯具使用寿命。
　　1.4照明线路保护措施
　　对于住宅小区、商场、宾馆等民用建筑的道路照明，采用庭院灯、草坪灯的较多，且配电线路相对较短，从用户安全的角度考虑，应设置<30mA的漏电保护，漏电动作时间小于0.1S，以防止直接触电。
　　采用TN-S配电系统，则保护线与中性线是分开的，路灯的外部可导电部分必须直接与NPE线相连，即照明设备供电中的PE线和N线是分开的，接线时不要搞错，动力设备则采用TN－C配电系统，同样接线时也不要搞错。有时，为了设备或人身安全还需增加重复接地。。
　　另外，在TN-C系统中，NPE线是严禁断开的，若装设接地故障保护电器，则只能断开相线，即只能装设三极Z单极开关，而线路的相线与中性线短路也转为接地故障，保护动作后故障类型难以判断。当发生相线与中性线短路或中性线电位偏移引起路灯外露导电部分电位升高时，有可能导致检修人员间接触电的危险，所以，国内有规范规定不允许在TN-C系统的供配电线路上设置接地故障电流保护。
　　需要强调的是，接地故障保护通过保护电器自动切断故障回路而达到保护要求。除保护电器本身的质量外，设计、施工和维护管理工作中的任一差错都可能导致保护失败。漏电保护器动作灵敏，但也有误动、拒动和失效的可能，所以，这类保护并不是一项可靠的电气安全措施，且不能防止外部危险电压的窜入。当道路照明出线中有低压架空线路时，在TN-S系统的相线、中性线和TN-C系统的相线上还应装设避雷器。
　　2.照明配电线路的敷设方式
　　2.1管线敷设
　　布线和预埋线路要符合供电模式，尽可能在有效供电半径内合理配线，节省电缆，同时保证供电质量。道路照明控制设备的安装要配置合理，分线连接应准确可靠，达到高效、准确、节能的效果。电缆若不穿管敷设，一则电缆缺少防护，易受损伤：二则电缆损坏后不易更换，尤其是路灯电缆大都埋设在市区人行道上，破路挖沟更换电缆会给市容带来不良后果。
　　地埋电缆线路分为地下直埋电缆和在管、沟内敷设电缆。不管采用何种方式敷设，都必须符合下列技术要求，地埋电缆线路敷设的基本要求如下。
　　①电缆敷设前后必须用1000V兆欧表测量绝缘电阻。
　　②在地埋电缆线路的接头和转角处必须设置手孔井或标桩，为便于维修和查勘，手孔井的间距应小于50m。
　　③在电缆沟、手孔井内以及进入控制箱、配电柜的电缆和中间接头、终端头均应配有记载电缆规格、型号、线路名称或回路号数的电缆指示牌。
　　④电缆连接的中间头或终端头必须密封防水，剖切电缆线时不能将电缆线芯绝缘外皮损伤。每次电缆线路施工都应有施工的原始记录，其中包括电缆型号、规格、长度、安装日期、中间接头和终端头的编号。这样做的好处是可以防止电缆线路的变动和修改，方便地埋电缆线路的检修.
　　⑤每次地埋线缆线路有所变动时，都应该及时更正相应的技术资料和电缆指示牌，确保线路资料的正确性。
　　2.2地下直埋电缆线路的要求
　　地下直埋电缆线路应采用铠装电缆。电缆的埋设深度应为由地面至电缆外皮不小于0.7m，电缆外皮至地下建筑物的基础不小于0.3m。电缆间距在水平接近时最小为0.lm，不同电缆相距0.5m：电缆互相交叉时最小净距0.5m：电缆与热力管道、煤气、石油管道接近时挣距为2m，相互交叉时挣距为0.5m：电缆与树木主干的距离不小于0.7m。
　　直埋电缆沟内不得有石块等其他硬物杂质，否则应铺100mm厚的软土或沙层，电缆敷设后上面应再铺100mm厚的软土或沙层，然后盖以混凝土保护板或砖，覆盖的宽度应超出电缆两侧各50mm。
　　直埋电缆在进入手孔井、人孔井、控制箱和配电室时应穿保护管，且管口应做防水堵头。与城市道路、桥梁等交叉时应增加保护管，保护管的顶部到路面的距离不小0.7m.保护管两端伸出车道的部分不小于0.5m。电缆从地下引出地面时，地面上应加一段2.5m的保护管，管根部应伸入地下0.2m，保护管需固定牢靠。
　　2.3电缆线路在管、沟内敷设时的要求
　　电缆沟的砌筑应考虑分段排水，沟底应有良好的散水坡度，沟的盖板一般用钢筋混凝土制成，室内经常需要开启的电缆沟一般用钢盖板覆盖。整条电缆沟都应装设连续的接地线，接地线的两头和接地极连通。金属电缆支架必须与接地线相连，接地线可采用40X4扁钢，沟内金属构件均应经热浸锌处理,电缆在支架上水平敷设时，终端、转弯以及电缆接头的两侧都必须加以固定，电缆支架的水平间距为0.8m.垂直间距为lm。
　　在桥上敷设的电缆应加垫弹性材料制成的衬垫桥两端和伸缩缝处应留有电缆松弛部分，以防电缆由于结构胀缩而受到损坏。
　　电缆穿保护管长度在30m以下时，直线段保护管内径不小于电缆外径的1.5倍，有一个弯时不小于2倍，有两个弯时不小于2.5倍。电缆穿保护管长度在30m以上时，直线段保护管内径不小于电缆外径的2.5倍，过长时应设手孔井或人孔井。
　　钢管敷设弯曲角度一般不小于弯曲半径应不小于钢管直径的6倍，条件许可时可以做到钢管直径的10倍，明管敷设只有一个弯时可为4倍，钢管用束节连接时必须牢固并涂防腐油脂，束节两端的钢管要有可靠的电气连接。管口必须光滑、无毛刺。管内清洁、无杂质。在预埋时，各类保护管管口应用木塞堵住，以防杂物进入管内。电缆在管内不准有接头或伤痕，电缆穿管后应用绝缘布包扎或用塑料套管保护，严禁两种不同规格材料的导线穿在同一根管中。
　　3.照明配电线路的电气连接
　　在照明系统中，元件之间、电路之间、设备之间乃至元件内部都需要可靠的电气连接，任何一个连接处出现故障都会影响系统的可靠运行，甚至引发停电事故或引发电气火灾。然而，要确保电气连接的接触可靠并非易事，因电气连接与需连接的电气设备、连接器件、连接方式、连接工艺、连接材料等密切相关，其连接的可靠性不仅取决于连接器件本身的材料、结构与几何尺寸等参数，更因电气连接的接触点大多暴露在大气中，大气污染会直接影响连接的可靠性。各种随机因素都将影响到电气连接的可靠性，如电流热效应、电动力、外界大气污染、温度、湿度和电磁干扰等都会造成电气连接的不可靠。
　　电气连接的接触表面有一定粗糙度，真正的接触点非常小（大多在微米范围内），一旦在该处介入尘土颗粒或腐蚀生成物，用宏观方法是无法观察的。因为腐蚀生成物大多为绝缘体，故接触表面的接触电阻增大，会导致电气连接的电气性能下降。
　　1.降低接触电阻的措施
　　电气连接若达不到连接的技术要求，会使连接部位的接触电阻增大，导致电气设备不能正常运行。甚至造成重大的事故和经济损失。在实际工作中，通常采用如下几种措施来降低接触电阻
　　①清洁处理。清洁电气连接部分时不能用砂纸、抹布或纸来擦试，砂纸上颗粒的硬度比接触材料的硬度大而且不导电。一旦侵入接触而，会使其电阻增大10~20倍。
　　②防止氧化。为防止铜与铜的接触面氧化，可在其表面涂锡，涂锡后虽然接触电阻有所增大，但可使接触电阻保持在相当稳定的水平。接触表面的防氧化处理应优先采用电力复合脂（即导电膏）代替传统的凡士林。
　　③接触压力的保持。电气设备在运行中，其连接部分受电动力作用或其他机械震动，会使连接螺栓松动，连接处接触表面的压力随之减小，致使接触面积减小，接触电阻增大。为防止此种情况发生，可在螺帽下加弹簧垫。
　　总之，在施工中应做好电气连接，将其接触电阻降至最低点，这对于照明电气设备安全运行以及减少停电损失有着非常重要的意义
　　参考文献
　　[1]周志敏，纪爱华.LED照明技术与工程应用[M].北京:中国电力出版社，2009，
　　[2]周志敏，纪爱华.LED驱动电源设计100例[M].北京:中国电力出版社，2009