施工現(xiàn)場供電問題分析

鹿書恩+武海博

摘 要：對電力施工現(xiàn)場存在的相關(guān)問題進行了分析，并提出了相應的解決辦法，以期為相關(guān)單位提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：電力施工；空調(diào)；渦流；通風設(shè)施

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.08.100

1 空調(diào)供電問題

雖然實體保衛(wèi)子項的多聯(lián)體空調(diào)和倒送電子項的多聯(lián)體空調(diào)來自同一廠家，但因設(shè)計方不同，二者供電方式的差別較大——前者為統(tǒng)一供電，后者為每個房間的室內(nèi)機（1臺或2臺）配有1臺動力箱。其原因在于倒送電區(qū)域的消防與空調(diào)是聯(lián)動的。設(shè)計院文件指出，火災報警系統(tǒng)接收到探測器發(fā)出的報警信號后，應自動關(guān)閉防火閥，停止風機等暖通設(shè)施，但未明確指出在某個房間發(fā)生火災后只停止該房間的通風設(shè)施。在實際中，建筑物的某個房間發(fā)生火災后沒必要停止整個網(wǎng)控樓的通風設(shè)施，且整個網(wǎng)控樓房間溫度的迅速上升會對電氣設(shè)備的運行造成影響。如果需要停止整個網(wǎng)控樓的通風設(shè)施，則沒必要每兩臺室內(nèi)機配置1臺動力箱。具體的控制方式是通過修改火災報警系統(tǒng)的設(shè)置確定的，在施工圖紙上無法分辨火災報警系統(tǒng)是將報警信號送到了某一臺動力箱，還是通過總線送到了所有動力箱，且每臺動力箱均與火警模塊箱連接，各火警模塊箱通過總線相連。

對于空調(diào)供電問題，倒送電子項設(shè)計院曾積極解決過該問題，確實起到了冗余供電的作用。原設(shè)計中的供電方式如圖1所示，室內(nèi)機的這種布置方式確實考慮到了冗余制冷，停止一個系統(tǒng)后，每個房間仍有1臺空調(diào)在運行。

在圖1中，一臺室外機連帶的室內(nèi)機往往不止4臺。空調(diào)廠家將一臺室外機及其連帶的所有室內(nèi)機稱為一個系統(tǒng)，室外機可以單獨供電，但不同系統(tǒng)的空調(diào)無法交叉供電。空調(diào)檢修時，往往是按系統(tǒng)進行的，交叉供電會影響檢修工作，比如，為了檢修一臺空調(diào)而停掉2個系統(tǒng)是不合適的。設(shè)計修改后的供電方式如圖2所示。

設(shè)計修改后的供電方式仍存在2個問題：①消防聯(lián)動問題。在設(shè)計修改后的供電方式中，一個房間出現(xiàn)火災便會停止所有房間的空調(diào)。②導致冷凝水滴出。同一系統(tǒng)的空調(diào)冷媒是相通的，一個系統(tǒng)中只有部分室內(nèi)機不帶電時，冷媒仍然在流動，停止的空調(diào)仍然會產(chǎn)生冷凝水。雖然每臺室內(nèi)機都配有用于抽取冷凝水的泵，但停電之后泵無法工作，冷凝水無法被及時抽出。如果一個系統(tǒng)內(nèi)的所有室內(nèi)機全部不帶電，則冷媒不再流動，進而不會產(chǎn)生冷凝水。動力箱控制空調(diào)啟停是通過電源控制的，不同于空調(diào)線控器，關(guān)閉房間墻壁上的空調(diào)線控器不會使空調(diào)徹底斷電，其冷凝水泵仍在工作。

對于消防聯(lián)動問題，在今后的設(shè)計中可要求空調(diào)廠家留出專門的控制接口，而不是通過電源控制啟停。實體保衛(wèi)子項的消防聯(lián)動是通過在進、出房間的新風管上安裝70 ℃的防火閥進行的。溫度達到70 ℃時會關(guān)閉防火閥，而不是進行電氣聯(lián)鎖。這種方式的缺點是靈敏度不高、著火地點可能不在防火閥旁邊，且防火閥達到70 ℃時可能火勢已經(jīng)很大。此類子項的特點為房間小、24 h有人值守，因此，在發(fā)生火災后易被發(fā)現(xiàn)。而網(wǎng)控樓的值班室在3層，除了1層各配電室的巡檢人員外很少有人進入。

針對冷凝水問題，空調(diào)廠家給出了2條建議：①開啟空調(diào)前，請確保每臺室內(nèi)機空調(diào)通電后再接通室外機的電源；空調(diào)開關(guān)請使用線控器控制，不需要斷開就地配電箱的電源；如果室內(nèi)、外機斷電后突然通電，則應先檢查室內(nèi)機的電源，再開啟室外機的電源，最后通過線控器開關(guān)啟動空調(diào)。②建議更改配電方式，實現(xiàn)同一系統(tǒng)所有室內(nèi)機的統(tǒng)一供電。

對于上述建議，第一條已告知運行人員，這樣做的原因是在正常運行的情況下，如果室內(nèi)機突然斷電，則室外機會出現(xiàn)故障，進而停止制冷。但如果室內(nèi)機只有部分通電的情況下開啟室外機是不會報警的，冷凝水就是在這種情況下產(chǎn)生的。而第二條建議的修改量過大，在解決冷凝水問題的同時，會導致開啟一個系統(tǒng)的空調(diào)至少要配有3臺動力箱。因此，針對第二條建議，設(shè)計院回復了以下3點：①當一條回路供電、另一條回路失電時，所有房間內(nèi)的室內(nèi)機會停止運行，影響面積非常大；②由于室內(nèi)機數(shù)量較多，如果采用串接供電的方式，則末級回路的電壓降會過大，進而對設(shè)備運行造成不利影響；③在所有室內(nèi)機采用一條回路并接供電方式的情況下，如果動力箱內(nèi)的接觸器打開，則仍然無法避免回汽管結(jié)霜的現(xiàn)象。

在設(shè)計院回復的第一點中，動力箱的數(shù)量較多，而動力箱越多，故障點就越多，發(fā)生故障的概率也會提升；在設(shè)計院回復的第二點中，每個室外機連帶的室內(nèi)機的數(shù)量在7臺左右；在設(shè)計院回復的第三點中的問題是不存在的。

2 電纜穿管問題

某日，從施工用電箱到辦公樓配電間的低壓電纜被燒壞，電纜型號為4×240，4芯全部接到了同一相上，且單根穿管埋地敷設(shè)。被燒壞后的電纜如圖3所示。

電纜被燒壞的原因是交流電產(chǎn)生的變化磁場導致保護管管壁內(nèi)產(chǎn)生了渦流，進而導致鋼管發(fā)熱。所用的鋼管為鐵磁材料，其可將交流電產(chǎn)生的環(huán)形磁場集中到管壁內(nèi)部，因此，管壁內(nèi)部的磁場較強，磁場變動時產(chǎn)生了較強的渦流。從圖1中可以看出，鋼管被燒壞部分主要為埋入地下的部分，這是因為埋地部分不易散熱。

對于交流電纜穿管問題，國標和電力行標都有明確規(guī)定，比如，《電力工程電纜設(shè)計規(guī)范》（GB 50217—2007）中的5.4.1指出，交流單芯電纜以單根穿管時，不得采用未分割磁路的鋼管；《電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗收規(guī)范》（GB 50168—2006）中的5.3.4指出，交流單芯電纜不得單獨穿入鋼管內(nèi)。如果安裝上述規(guī)范施工，則被燒壞的電纜的施工方法是正確，因為這段電纜不是單芯電纜，而是4×240的。上述規(guī)范的目的是不允許單相交流電纜穿鋼管的。《電氣裝置安裝工程質(zhì)量檢驗及評定規(guī)程 第5部分：電纜線路施工質(zhì)量檢驗》（DL/T5161.5—2002）中的2.0.3指出，交流單芯電力電纜在鋼管內(nèi)敷設(shè)的質(zhì)量標準為“三相電纜共穿一管”。該標準比較明確，當三相電纜穿在一起時，其周圍的電場相互疊加后為0，不會產(chǎn)生磁場，進而不產(chǎn)生渦流。目前，在施工現(xiàn)場穿鋼管的低壓電纜較多，但未被燒壞，這是因為其一根電纜中不同的芯接到了不同的相上。

GB 50217—2007中提到了分割磁路鋼管的方法，即在保護管上沿電纜方向切一個開口，并用不導磁的銅焊加固，這種做法的原理就是改變磁路。鎧裝電纜的鎧裝層相當于鋼管，因此，不會產(chǎn)生渦流和發(fā)熱現(xiàn)象。鎧裝層是經(jīng)過專門設(shè)計的，不是簡單地用鋼帶或鋼絲纏繞而成的。此外，施工人員要在穿管時考慮渦流問題，在電纜進出盤柜時也要考慮該問題，因為盤柜的壁板也是由鐵磁材料制成的，應盡量避免單相電纜通過封閉的鐵質(zhì)構(gòu)件。

切除被燒壞的電纜后發(fā)現(xiàn)，制作電纜接頭時用的是銅管，如圖4所示，銅管外徑與電纜一芯的外徑相同，但截面積小于240.對于直流電路，導線截面內(nèi)的電流密度基本上是均勻的，但在交流電路中，由于渦流的出現(xiàn)會使電流趨向?qū)Ь€表面，這稱為趨膚效應。因此，導線的中心基本上沒有電流通過，用銅管接線不會削弱電纜的承載能力。

3 結(jié)束語

本文分析了空調(diào)供電問題和供電電纜穿管問題，設(shè)計人員應充分考慮用電設(shè)備的特性和相關(guān)連鎖要求，并充分掌握設(shè)計原理，從而確保現(xiàn)場設(shè)備的正常運行。

〔編輯：張思楠〕