? 由于電線電纜過載或短路而引起的火災(zāi)是建筑物發(fā)生火災(zāi)的一個(gè)重要因素，所以在供配電設(shè)計(jì)中正確選擇電線電纜型號(hào)和規(guī)格是十分重要的，因?yàn)樗菨M足供配電設(shè)計(jì)安全可靠的一個(gè)必要因素。
1、電線電纜類型的選擇
（1）首先應(yīng)根據(jù)場(chǎng)所和負(fù)荷性質(zhì)選擇銅芯或鋁芯電線電纜。由于銅的導(dǎo)電率高，損耗較低，機(jī)械性能延展性好，便于加工和安裝及抗疲勞強(qiáng)度高，所以規(guī)范要求易燃易爆場(chǎng)所、重要的公共建筑和居住建筑、特別潮濕場(chǎng)所和對(duì)鋁有腐蝕的場(chǎng)所、人員聚集較多的場(chǎng)所、重要的資料室、計(jì)算機(jī)室和重要的庫房、移動(dòng)設(shè)備或有劇烈振動(dòng)的場(chǎng)所及其它有特殊規(guī)定的場(chǎng)所中的配電線路、控制和測(cè)量線路均應(yīng)采用銅芯導(dǎo)體；而鋁材由于比重小重量輕，在架空輸電線路及較大截面的中頻線路中大部分采用鋁芯電線電纜，并且由于鋁材的造價(jià)低，在許多場(chǎng)所也得到廣泛運(yùn)用。
（2）根據(jù)敷設(shè)方式和環(huán)境條件選擇導(dǎo)體的絕緣類型。由于聚氯乙烯（PVC）電線電纜具有造價(jià)低，耐酸堿等優(yōu)點(diǎn)適用于一般工程。但火災(zāi)中PVC電線電纜燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生濃烈的毒性煙氣，使人中毒窒息，且煙氣的沉淀物有導(dǎo)電和腐蝕性，因此對(duì)有低毒難燃性防火要求的場(chǎng)所可采用交聯(lián)聚乙烯、乙丙橡膠不含鹵素的電線電纜；對(duì)于消防供電及控制線路，應(yīng)根據(jù)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)保護(hù)對(duì)象的級(jí)別相應(yīng)采用礦物絕緣電纜或有機(jī)絕緣耐火類電線電纜，其分支線宜選用與干線或分支干線耐火等級(jí)降一級(jí)的電線電纜。對(duì)于一類高層建筑及重要的公共場(chǎng)所等要求高的建筑物，應(yīng)采用阻燃低煙無鹵交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜、電線或無煙無鹵電力電纜、電線。
（3）正確選擇電線電纜的額定電壓。絕緣導(dǎo)體應(yīng)符合工作電壓的要求，室內(nèi)敷設(shè)塑料絕緣電線不應(yīng)低于0.45/0.75kV，電力電纜不應(yīng)低于0.6/1kV.而控制電纜額定電壓的選擇，應(yīng)不低于該回路的工作電壓，一般宜選用0.45/0.75kV.當(dāng)外部電氣干擾影響很小時(shí)，可選用較低的額定電壓。
2、電線電纜截面的選擇
《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ16-2008（以下簡(jiǎn)稱《民規(guī)》）第7.4.2條指出，低壓配電導(dǎo)體截面的選擇應(yīng)符合下列要求：1）按敷設(shè)方式、環(huán)境條件確定的導(dǎo)體截面，其導(dǎo)體載流量不應(yīng)小于預(yù)期負(fù)荷的最大計(jì)算電流和按保護(hù)條件所確定的電流；2）線路電壓損失不應(yīng)超過允許值；3）導(dǎo)體應(yīng)滿足動(dòng)穩(wěn)定與熱穩(wěn)定的要求；4）導(dǎo)體最小截面應(yīng)滿足機(jī)械強(qiáng)度的要求，配電線路每一相導(dǎo)體截面不應(yīng)小于表1的規(guī)定。這是電線電纜截面選擇的基本原則，當(dāng)電線電纜截面選擇不當(dāng)時(shí)，將會(huì)影響供配電系統(tǒng)的可靠運(yùn)行和電線電纜的使用壽命甚至危及安全。
在低壓配電設(shè)計(jì)時(shí),我們通過對(duì)負(fù)荷的計(jì)算得出線路的計(jì)算電流,按照Iz≥In≥Ijs及1.45Iz≥I2（Iz—考慮了各校正系數(shù)后的導(dǎo)體允許持續(xù)載流量；In—保護(hù)開關(guān)整定額定電流或熔斷器熔體的額定電流；Ijs—線路的計(jì)算負(fù)荷電流；I2—保證保護(hù)電器在約定時(shí)間內(nèi)可靠動(dòng)作的電流）的原則，根據(jù)GB/T 16895.15—2002《建筑物電氣裝置 第5部分：電氣設(shè)備的選擇和安裝 第523節(jié)：布線系統(tǒng)載流量》（以下簡(jiǎn)稱《布線系統(tǒng)載流量》）進(jìn)行電線電纜規(guī)格的選擇。《布線系統(tǒng)載流量》這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是在正常工作情況下，以電流持續(xù)期間產(chǎn)生的熱效應(yīng)為條件，為了導(dǎo)線和絕緣的合理壽命提供載流量。標(biāo)準(zhǔn)中各表的導(dǎo)體截面并未考慮電擊防護(hù)、熱效應(yīng)保護(hù)、過電流保護(hù)、電壓降和導(dǎo)線相聯(lián)設(shè)備端子上溫度限制等一系列因素。在選擇電線電纜截面時(shí)，我們應(yīng)考慮影響電線電纜載流量的各種因素。
2.1 影響電線電纜載流量的因素
（1）絕緣材料的最高運(yùn)行溫度
電線電纜載流量與絕緣材料的最高運(yùn)行溫度有關(guān)，導(dǎo)體的負(fù)荷電流在正常持續(xù)運(yùn)行中產(chǎn)生的溫度不應(yīng)超過表2中的溫度限值。
表2列出的是額定電壓不超過交流1kV或直流1.5kV無鎧裝電纜和絕緣導(dǎo)線的最高運(yùn)行溫度。電線電纜的溫度與施加在電線電纜上的電壓無關(guān)，只與通過的電流有關(guān)。電流使導(dǎo)體產(chǎn)生熱效應(yīng),導(dǎo)體溫度升高,所以在選擇電線電纜時(shí)必須滿足導(dǎo)線或電纜的絕緣介質(zhì)允許承受的最高溫度大于載流導(dǎo)體表面的最高溫度,才能使絕緣介質(zhì)不燃燒,不加速老化。
（2）環(huán)境溫度
顯然環(huán)境溫度越高，電線電纜的允許載流量越小。《布線系統(tǒng)載流量》中的載流量值參考基準(zhǔn)環(huán)境溫度為：空氣中的絕緣導(dǎo)體與電纜（與敷設(shè)方法無關(guān)）為30℃；埋地電纜（直埋地中或敷設(shè)在地下管道中的電纜）為20℃.如果電線電纜敷設(shè)的環(huán)境溫度不同時(shí)，則電線電纜的實(shí)際載流量應(yīng)為：把《布線系統(tǒng)載流量》表52-C1至表52-C12中給出的載流量值乘以表52-D1（《民規(guī)》表7.4.3-1）和表52-D2（《民規(guī)》表7.4.3-2）中合適的溫度較正系數(shù)。
需要強(qiáng)調(diào)的是，原規(guī)范規(guī)定“配電線路沿不同環(huán)境條件敷設(shè)時(shí)，電線電纜的載流量應(yīng)按最不利的條件確定，當(dāng)該條件的線路不超過5m（穿過道路不超過10m），則應(yīng)按整條線路一般環(huán)境條件確定載流量……”，按新的《民規(guī)》，此條改為“當(dāng)沿敷設(shè)路徑各部分的散熱條件不同時(shí)，電纜的載流量應(yīng)按最不利的部分選取”。有的設(shè)計(jì)者，一個(gè)配電線路全程有多種散熱條件不同的敷設(shè)方式，僅標(biāo)出最長(zhǎng)部分的敷設(shè)方式，而忽略了線路較短但散熱更不利的敷設(shè)方式，以至僅根據(jù)最長(zhǎng)部分的敷設(shè)方式來選擇載流量而不是按最不利的部分選取，這是不能滿足規(guī)范要求的。
（3）土壤的熱阻系數(shù)
《布線系統(tǒng)載流量》表內(nèi)的埋地電纜載流量值，對(duì)應(yīng)的土壤熱阻系數(shù)是2.5K.m/W，當(dāng)工程實(shí)際的土壤熱阻系數(shù)與載流量對(duì)應(yīng)的熱阻系數(shù)不同時(shí)，用于埋地管道中電纜載流量應(yīng)根據(jù)表52-D3（《民規(guī)》表7.4.3-3）中的系數(shù)進(jìn)行校正。當(dāng)不能明確土壤類型及地理位置時(shí)土壤熱阻系數(shù)可取2.5K.m/W。
（4）電線電纜的敷設(shè)方式
1）電線電纜敷設(shè)方式非常多，以橋架為例，可敷設(shè)在無孔托盤內(nèi)、有孔托盤內(nèi)、托架上、梯架上，有蓋或無蓋。敷設(shè)方式不同，校正系數(shù)也不同。多回路或多根多芯電纜成束敷設(shè)的載流量降低系數(shù)，應(yīng)符合《布線系統(tǒng)載流量》表52-E1（《民規(guī)》表7.4.4-1）的規(guī)定，表中的系數(shù)適用于尺寸和負(fù)荷相同的電線束或電纜束。電纜束的降低系數(shù)是基于束中所有導(dǎo)體長(zhǎng)期穩(wěn)態(tài)100%負(fù)荷率運(yùn)行，由于裝置運(yùn)行條件的變化，負(fù)荷率小于100%時(shí)，則電纜束的降低系數(shù)可高些。《布線系統(tǒng)載流量》所列電線電纜的可能敷設(shè)方式達(dá)50種之多，但可供直接查取載流量值的敷設(shè)方式不到十種，A1、A2、B1、B2、C、D、E、F、G敷設(shè)方式的載流量是已經(jīng)過試驗(yàn)或計(jì)算方法確定了的。這就需要我們針對(duì)現(xiàn)有的實(shí)際敷設(shè)方式，正確查取載流量值的參考敷設(shè)方式，詳見《布線系統(tǒng)載流量》表52-B1及表52-B2。如在吊裝的封閉金屬線槽或槽式橋架內(nèi)敷設(shè)的電線或電纜，其參考的敷設(shè)方式為B1（絕緣導(dǎo)線敷設(shè)在木質(zhì)墻上的導(dǎo)管內(nèi)）或B2（多芯電纜敷設(shè)在木質(zhì)墻上的導(dǎo)管內(nèi)），再根據(jù)參考的敷設(shè)方式查出其載流量Ixu.對(duì)于多回路或多根多芯電纜成束敷設(shè)于封閉金屬線槽或槽式橋架內(nèi)時(shí)，其最終載流量Iz等于Ixu乘以表52-E1中相應(yīng)的降低系數(shù)。需要指出的是，有的設(shè)計(jì)人員認(rèn)為無論什么敷設(shè)方式多回路或多根多芯電纜成束敷設(shè)的載流量,都是按電纜在空氣中敷設(shè)的載流量來乘以降低系數(shù)，顯然這是錯(cuò)誤的。當(dāng)不希望增大電線電纜截面時(shí)，也可以將置于橋架內(nèi)的各相鄰電纜水平間距保持＞2d（d為電纜外徑），而敷設(shè)于封閉金屬線槽內(nèi)的多回路電線應(yīng)每回路綁成一束，各相鄰‘電線束’水平間距保持＞2d（d為‘電線束’外徑），這樣電纜電線的載流量就可以不需要考慮降低系數(shù)，但其橋架應(yīng)相應(yīng)放寬。總之，在線槽、橋架內(nèi)敷設(shè)電線電纜時(shí)，都應(yīng)說明其排列方式，因它關(guān)系到校正系數(shù)的取值問題。工程中大量采用有蓋無孔托盤式橋架，這對(duì)電纜散熱是不利的。在不需要電磁屏蔽、不需要防小動(dòng)物的場(chǎng)所，建議采用無蓋有孔托盤式橋架；當(dāng)電纜垂直敷設(shè)時(shí)，可采用梯級(jí)式橋架。
2）其它常見的敷設(shè)方式有：多回路直埋電纜的校正系數(shù)應(yīng)符合《布線系統(tǒng)載流量》表52-E2（《民規(guī)》表7.4.4-2）；敷設(shè)在埋地管道內(nèi)多回路電纜的降低系數(shù)應(yīng)符合《布線系統(tǒng)載流量》表52-E3（A表為單路管道內(nèi)的多芯電纜，B表為單路管道內(nèi)的單芯電纜）；敷設(shè)在自由空氣中多根多芯電纜束的降低系數(shù)應(yīng)符合《布線系統(tǒng)載流量》表52-E4；敷設(shè)在自由空氣中單芯電纜多回路成束敷設(shè)的降低系數(shù)應(yīng)符合《布線系統(tǒng)載流量》表52-E5。
3）當(dāng)線路中存在高次諧波時(shí)，在選擇導(dǎo)線截面時(shí)應(yīng)對(duì)載流量加以校正，校正系數(shù)應(yīng)符合《民規(guī)》中表7.4.4-3.
2.2 《布線系統(tǒng)載流量》的修正
《布線系統(tǒng)載流量》載流量的修正問題應(yīng)引起足夠重視。許多的火災(zāi)事故表明引發(fā)火災(zāi)的原因是電線、電纜的接地故障或短路所導(dǎo)致的，而造成接地故障或短路的原因又是電線電纜的絕緣損壞或老化。電線電纜的絕緣損壞或老化的原因很多，但很大的原因是由于電線電纜的長(zhǎng)期過負(fù)荷運(yùn)行。民用建筑電氣設(shè)備負(fù)荷不定因素較多，由于使用者大多為非專業(yè)人員，后期為了增加負(fù)荷，隨意放大回路保護(hù)開關(guān)規(guī)格，但電線電纜規(guī)格并沒有隨之放大更換，造成電線電纜的長(zhǎng)期過負(fù)荷運(yùn)行狀況。這其中我們?cè)陔姎庠O(shè)計(jì)中沒有對(duì)電線電纜合理排列及未根據(jù)載流量的較正系數(shù)對(duì)電線電纜載流量進(jìn)行準(zhǔn)確、合理地修正，這也是很大的原因。
中性線導(dǎo)體與保護(hù)線導(dǎo)體截面的選擇應(yīng)符合《民規(guī)》第7.4.5條規(guī)定。當(dāng)保護(hù)導(dǎo)體與相導(dǎo)體使用相同材料時(shí)，保護(hù)導(dǎo)體截面不應(yīng)小于表9的規(guī)定。
由于線路存在著阻抗，負(fù)荷電流通過線路時(shí)則產(chǎn)生電壓損失，電線電纜截面的選擇應(yīng)滿足線路電壓損失的允許值。用電設(shè)備的端電壓偏移有一定的允許范圍，《民規(guī)》第3.4.5條規(guī)定：①對(duì)于照明、室內(nèi)場(chǎng)所宜為±5%；對(duì)于遠(yuǎn)離變電所的小面積一般工作場(chǎng)所，難以滿足上述要求時(shí)，可為+5%、-10%；應(yīng)急照明、景觀照明、道路照明和警衛(wèi)照明宜為+5%、-10%；②一般用途電動(dòng)機(jī)宜為±5%；③電梯電動(dòng)機(jī)宜為±7%；④其它用電設(shè)備無特殊規(guī)定時(shí)宜為±5%.
3、結(jié)束語
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，用電量的猛增往往超出設(shè)計(jì)者的預(yù)見，這就需要我們電氣設(shè)計(jì)者具有前瞻性。電線電纜的載流量與環(huán)境溫度、敷設(shè)方式、電線電纜絕緣材料的允許工作溫度等因數(shù)有關(guān)，所以電氣設(shè)計(jì)人員應(yīng)做全面考慮，正確合理選用電線電纜的型號(hào)和規(guī)格。
參考文獻(xiàn)
1 《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ16-2008[S]）
2 《建筑物電氣裝置 第5部分：電氣設(shè)備的選擇和安裝 第523節(jié)：布線系統(tǒng)載流量》（GB/T 16895.15——2002[S]）