试论绝缘穿刺分支技术在高层建筑电气工程中应用

论文导读：
摘要：通过高层建筑供电竖向干线系统的几种连接方式对比，以肃宁北单身公寓电气工程为对象，介绍了电缆绝缘穿刺技术具体应用，穿刺线夹具有的一些特性，分析设计、施工中的注意事项，电缆绝缘穿刺技术的运用前景。
关键词：高层建筑电气；绝缘穿刺分支；应用

1、高层建筑供电干线及电缆分支技术概述

随着社会的发展，建筑技术水平的不断提高，城市的建筑向大规模，高层化发展，随之而来对建筑的供电要求越来越高，社会的信息化，建筑的现代化，使建筑对供电的依赖也越来越大。高层公共、民用建筑供电的供电干线主要有两种形式：1）插接母线式系统；2）电缆干线式系统。由于插接母线式系统的插接母线槽对敷设空间环境及安装要求高、施工难度大周期长、工程造价高，对防水、耐腐蚀、抗震、抗移位等方面的适应能力较差，目前仅主要用于极重要建筑的大负荷配电线路。电缆干线式系统依然为我国最主要、可靠的供电方式。
在高层公共、民用建筑电缆干线式供电系统中，电缆供电干线分支技术是保证供电安全、可靠最重要的，也是必不可少的一个技术环节。目前，在我国电力电缆分支技术主要有三种：1）传统电缆分线箱分支技术；2）预分支电缆技术；3）电缆穿刺线夹分支技术。
传统电缆分线箱分支技术需较大的操作维护场地、成本高、施工复杂且难度大、施工周期长、电缆分支处需设分线箱、需截断主电缆、浪费大量的返线电缆、防水性能差、接头易发生化学反应等电气性能无法达到技术要求而越来越少用。
预分支缆技术主要用于高层建筑动力与照明供电主干线系统，具有配电安全可靠、重量轻、耐腐蚀、抗震、防水等性能良好，但要求施工场地大，施工难度高，需专门吊装设备，分支头易损坏，安装工序多，费时费工。由于预分支电缆在工厂一次成型，订货时必须提供完整准确的技术资料，特别是配电系统图和电气竖井内配电系统的实际尺寸（主要是竖井的高度、层高、每层接头位置等楼层标高剖面图），生产出来的预分支电缆一旦确定难以变更，可操作性差，设计施工的灵活性较差，订货周期长，昂贵。
电缆绝缘穿刺线夹是我国近几年来引进和开发的，适用于小容量动力与照明供电系统的新型电缆T接产品。电缆穿刺线夹分支技术巧妙地配合了电缆供电方式，为电缆分支提供快速、简单、可靠的连接，完美地解决了电缆分支的各种技术难题，它具有具有配电更安全可靠、安装简单、方便灵活、防水、环境要求低、免维修、更经济等特点。电缆绝缘穿技术是在不用剥除绝缘层就能直接做分支电缆的先进技术，在国外等到了广泛的应用。该产品由高品质的材料制成，在常温和高温下能保持良好的弹性和极高强度，能够抵挡紫外线，潮湿和温度变化及侵蚀，具有长期稳定的电气性能和机械性能。

2、电缆绝缘穿刺线夹结构、操作技术要点及在工程中的应用

在高层建筑的供电系统中，供电主干线起着非常重要的作用，一旦出现故障就会照成严重的后果，由于动力、照明回路用电容量不大设计主要还是采用低压电缆做为供电主干线。前面已经介绍电缆分支有三种方式：一般采用传统T接、预分支电缆和绝缘穿刺线夹（IPC）等方式。前两种分支方式订货周期长、施工周期长、安装难度大、工程造价高、现场灵活性差等缺点，本文着重介绍绝缘穿刺线夹分支技术。电缆绝缘穿刺线夹不需预订，在施工现场制作，可以在电缆任意位置做T型分支，不需要截断干线电缆，不需要剥去干线电缆的绝缘皮，不破坏电缆的机械性能和电气性能，具有安装简单、安全系数高，导电能力强，绝缘性能好，线夹温升小，防水、防腐蚀，体积小，重量轻，安全方便的特点，解决了绝缘线在安装时剥、削困难，易伤导线和剥削后密封难，进水氧化的理由，不需使用终端箱、分线箱，是绝缘导线（电缆）的最佳连接器。绝缘穿刺技术保留了传统T接方式现场制作的灵活性和可调整性，同时完整解决了传统电缆T接的各种技术难题，综合效益明显。

2.1电缆绝缘穿刺线夹结构及操作技术要点

电缆绝缘穿刺线夹主要由壳体、穿片、防水胶圈、力矩螺栓组成，如图1所示。为了保证线夹长期稳定的电气性能和机械性能，产品由高品质的材料制成。接触刀片由特制高导电材料制成，保证在导线上有最佳接触面，并且适于铜铝过渡。壳体采用加强工程塑料，不仅能在常温下保持弹性，而且在高温下也能保持弹性和极高强度。防水密封用优质橡胶和硅胶制成。壳体与密封能够抵挡紫外线，潮湿和温度变化及侵蚀。
图1电缆绝缘穿刺线夹
电缆绝缘穿刺线夹操作技术要点：
（1）工具准备：套筒扳手一把，电工刀一把；（2）在电缆确定好主线的分支位置处剥去200～500mm护套；（3）将电缆线芯彼此分开，间距大于50mm；（4）将支线电缆插入具有防水功能的支线帽；（5）将线夹固定在主线分支处；（6）在连接处用手拧紧线夹螺母；（7）将套筒扳手套入线夹的力矩螺母，顺时针拧动；（8）拧至力矩螺母脱落，安装完成。
操作过程中严格参照华北标准图集《内线工程92DQ5-1》和建筑部标准图集《电气竖井设备安装04D701-1》有关穿刺线夹的要求实施安装。剥除多芯电缆的外护套时，严禁划伤线芯的绝缘层，万一损伤后应及时按照绝缘电缆补救规范处理，并进行绝缘测试；外护套的剥除长度应不大于50倍的电缆直径，安装方便时尽量减少剥除长度；外护套剥除后，应同时剪除裸露的电缆敷料，两端用绝缘塑料带缠绕包裹，不露出电缆内填充敷料；在多条电缆并行安装的井道内，多个穿刺线夹的安装位置应错开位置安装，以减少堆积占用的安装体积；紧固双力矩螺母的穿刺线夹时，对两个螺母应交替拧紧，尽量保持压力的平衡；电缆连接完毕后，用万用表检查各导线是否接通，若无理由将电缆放回桥架内。

2.2电缆绝缘穿刺技术在工程中的应用

肃宁北单身公寓是本公司2009年施工的高层建筑，公寓分为A、B座，A座为17层单元楼，B座为19层公寓式住宅，建筑总面积22871.2平方米。建筑专业为了保证最大的使用面积，A座留给电气专业的竖井尺寸为1450mm*500mm，面积仅有0.725mm2，B座留给电气专业的竖井尺寸为1850mm*800mm，面积仅有1.48mm2。由于本工程电气供电干线系统包括动力、照论文导读：开发与经济.200

7.7冯少鹏.绝缘穿刺线夹在高层建筑物中的应用.广东建材.2010.1上一页12

明、应急照明系统，动力、照明属于树干式系统，如此狭小的空间采用传统的T接方式肯定行不通，如果用插接母线式系统则要设计安装多趟母线槽，需要占用大量的空间，如果用预分支电缆虽然节省大量空间，但综合造价高，且安装过程复杂费用高。所以设计选择了使用绝缘穿刺线夹分支系统，这样使得许多理由得到了很好的解决。根据穿刺线夹的最佳应用条件，本项目在低压配电中的电缆竖井内电缆主干线分支到支线时用，主要用在动力、照明电力电缆主干线。这些干线所用电缆小于120mm2，可以充分发挥穿刺技术的作用。应用环节如图1所示图2穿刺线夹在肃宁工程中的应用
为了克服电缆干线式系统供电容量和传输电流小的缺陷，又可以减少供电故障的范围，减少占用的竖井空间，本工程动力、照明供电干线系统设计采用分区树干式，使用多个回路制约。A座：1F-6F，7F-12F，13F-17F，一共分3个回路，主干线电缆为ZRYJV-4X95+1X50，分支电缆为ZRYJV-5X25；B座：1F-7F，8F-13F，14F-19F，也分3个回路，主干线电缆为ZRYJV-4X120+1X70，分支电缆为ZRYJV-4X35+1X25。本工程设计使用绝缘穿刺连接技术，完成电缆分支30处，共使用连接器150只。电缆分支施工完成后（如图3）用1000V摇表，对电缆进行摇测，绝缘电阻均应在200MΩ以上（见表1）符合《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303-2002规范0.5MΩ的规定，经24小时系统满负荷通电试验通过检查发现穿刺线夹温度与电缆温度相当，无明显的温度差，电缆运转状况良好。经与传统电缆分支技术相比较，发现其综合效益非常明显。通过具体的工程实践，用绝缘穿刺线夹做普通 T 接的综合成本是最低的，在保证供电干线可靠安全运转的基础上又可以节省大量的土建面积和施工费用。
图3 现场电缆绝缘穿刺线夹施工
表1 仅以一根电缆安装穿刺线夹前后绝缘测试
仪表型号ZC-7电压1000V日期天气情况2009年6月10日 晴
单位MΩ气温25℃
试验内容相间相对零相对地零对地
L1-L2L2-L3L3-L1L1-NL2-NL3-NL1-PEL2-PEL3-PEN-PE
AA6-1WPB回路安装前260325280300320315290270310280
AA6-1WPB回路安装后255325270300325310290260310275

3、建筑电气工程中应用注意事项

本工程中绝缘穿刺技术具体应用，让我们得到以下收获，为今后的再次应用积累了经验。
1）、设计中，对于1KV及以下线路容量较小的动力、照明系统尽量采用低压电缆，配套使用穿刺线夹进行分支，电缆面积超过400mm2的一般不宜使用，穿刺线夹不能用于与裸导线的连接。
2）、设计和施工中要注意型号与应用位置、电压、电流的吻合，严格杜绝配置错误，以免小容量的应用在大电流电压位置，引起意外事故。
3）、穿刺线夹有破损的、不平整、不洁净的不能用，搭接线的端头应朝电源方向，并套上端头绝缘罩，搭接线的并入或插入应防止损坏矩形刀片，防止搭接线插入不到位。
4）、安装过程要避开过度用力，或是用工具敲打，使接触面不稳定。导线放置切勿将主线与穿片卡歪。要先插支线卡再插主线，保持主线和支线平行。
5）、线夹要水平安装，同时保持力矩螺母在上面，每一个穿刺线夹均为一次性使用的产品，不可重复使用，防止导电受阻。
4、总结
目前我国建筑电气工程中，已有很大的比例使用了低压绝缘穿刺线夹，穿刺线夹适用于1.5～400mm2铜、铝导体的绝缘电缆，能应用于大多数建筑工程的电力配送。根据不同单位多个项目工程的对比，应用绝缘穿刺技术和其他分支技术相比，可以大大节省费用。
目前应用良好的有法国西卡姆电缆绝缘穿刺线夹等产品。该分支方式是电缆垂直供电干线系统中一种重要的方式，目前，国内外在高层建筑、生活住宅、城市交通配电等一些低压动力和照明工程的配电线路中得到了广泛应用。在现代建筑电气工程中，特别是高层楼中的供电线路设计应用更为安全省力，具有良好的推广前景。
当然，具体怎么应用，我们要根据具体工程情况具体分析，选择合适的方式、合适的产品，提高绝缘穿刺线夹的实际应用能力，保证工程经济效益。
参考文献：
[1] 张国栋. 绝缘穿刺线夹在工程中的应用[ J].电气技术.2011，7
[2] 张俊明.穿刺线夹在配电干线分支中的应用[ J]. 科技情报开发与经济.2007.7
[3] 冯少鹏.绝缘穿刺线夹在高层建筑物中的应用[ J]. 广东建材.2010.1