施工現場供電問題分析

鹿書恩+武海博

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

關鍵詞：電力施工；空調；渦流；通風設施

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

1 空調供電問題

雖然實體保衛子項的多聯體空調和倒送電子項的多聯體空調來自同一廠家，但因設計方不同，二者供電方式的差別較大——前者為統一供電，后者為每個房間的室內機（1臺或2臺）配有1臺動力箱。其原因在于倒送電區域的消防與空調是聯動的。設計院文件指出，火災報警系統接收到探測器發出的報警信號后，應自動關閉防火閥，停止風機等暖通設施，但未明確指出在某個房間發生火災后只停止該房間的通風設施。在實際中，建筑物的某個房間發生火災后沒必要停止整個網控樓的通風設施，且整個網控樓房間溫度的迅速上升會對電氣設備的運行造成影響。如果需要停止整個網控樓的通風設施，則沒必要每兩臺室內機配置1臺動力箱。具體的控制方式是通過修改火災報警系統的設置確定的，在施工圖紙上無法分辨火災報警系統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。

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

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

設計修改后的供電方式仍存在2個問題：①消防聯動問題。在設計修改后的供電方式中，一個房間出現火災便會停止所有房間的空調。②導致冷凝水滴出。同一系統的空調冷媒是相通的，一個系統中只有部分室內機不帶電時，冷媒仍然在流動，停止的空調仍然會產生冷凝水。雖然每臺室內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。如果一個系統內的所有室內機全部不帶電，則冷媒不再流動，進而不會產生冷凝水。動力箱控制空調啟停是通過電源控制的，不同于空調線控器，關閉房間墻壁上的空調線控器不會使空調徹底斷電，其冷凝水泵仍在工作。

對于消防聯動問題，在今后的設計中可要求空調廠家留出專門的控制接口，而不是通過電源控制啟停。實體保衛子項的消防聯動是通過在進、出房間的新風管上安裝70 ℃的防火閥進行的。溫度達到70 ℃時會關閉防火閥，而不是進行電氣聯鎖。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 ℃時可能火勢已經很大。此類子項的特點為房間小、24 h有人值守，因此，在發生火災后易被發現。而網控樓的值班室在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，空調廠家給出了2條建議：①開啟空調前，請確保每臺室內機空調通電后再接通室外機的電源；空調開關請使用線控器控制，不需要斷開就地配電箱的電源；如果室內、外機斷電后突然通電，則應先檢查室內機的電源，再開啟室外機的電源，最后通過線控器開關啟動空調。②建議更改配電方式，實現同一系統所有室內機的統一供電。

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，如果室內機突然斷電，則室外機會出現故障，進而停止制冷。但如果室內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的空調至少要配有3臺動力箱。因此，針對第二條建議，設計院回復了以下3點：①當一條回路供電、另一條回路失電時，所有房間內的室內機會停止運行，影響面積非常大；②由于室內機數量較多，如果采用串接供電的方式，則末級回路的電壓降會過大，進而對設備運行造成不利影響；③在所有室內機采用一條回路并接供電方式的情況下，如果動力箱內的接觸器打開，則仍然無法避免回汽管結霜的現象。

在設計院回復的第一點中，動力箱的數量較多，而動力箱越多，故障點就越多，發生故障的概率也會提升；在設計院回復的第二點中，每個室外機連帶的室內機的數量在7臺左右；在設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。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生的變化磁場導致保護管管壁內產生了渦流，進而導致鋼管發熱。所用的鋼管為鐵磁材料，其可將交流電產生的環形磁場集中到管壁內部，因此，管壁內部的磁場較強，磁場變動時產生了較強的渦流。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定，比如，《電力工程電纜設計規范》（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。如果安裝上述規范施工，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量檢驗及評定規程 第5部分：電纜線路施工質量檢驗》（DL/T5161.5—2002）中的2.0.3指出，交流單芯電力電纜在鋼管內敷設的質量標準為“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，不會產生磁場，進而不產生渦流。目前，在施工現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，不會產生渦流和發熱現象。鎧裝層是經過專門設計的，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構件。

切除被燒壞的電纜后發現，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，由于渦流的出現會使電流趨向導線表面，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 結束語

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

〔編輯：張思楠〕