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电缆桥架施工常遇到的那些事

发布时间:2020-01-11 17:25:43   点击次:    东莞市文兴钢管桥架有限公司
 

电缆桥架作为敷设线缆的支撑载体,在电气安装工程中极为常见。电缆桥架有多种型式,相关标准的称呼也不尽一致,但基本都保留了托盘和梯架的称呼。有的标准在此基础上还进行了细分,如:有孔托盘、无孔托盘、网格式托盘等。电缆桥架在施工过程中也遇到了各种各样的问题,有的涉及到产品选择问题,有的是执行标准问题等。有些问题长期争论不休,得不到有效的解决,现对经常遇到的相关问题进行探讨。

 
电缆桥架的概念及组成
 

我国机械行业标准JB / T 10216 - 2013《电控配电用电缆桥架》的术语和定义规定:电缆桥架是由电缆托盘或电缆梯架的直线段、弯通、附件和支吊架等构成,具有支撑电缆的钢性结构系统之全称。

 

该标准还规定了电缆桥架的主要类型为:无孔托盘、有孔托盘、网状托盘、组合式托盘、双边无孔托盘、双边有孔托盘、梯架、双边梯架。

 

中国工程建设协会标准T / CECS 31 - 2017《钢制电缆桥架工程技术规程》的术语规定:电缆桥架是由主体(托盘或梯架)、附件和支吊架等部件构成,用于支承电缆线路且具有一定刚度的结构系统。

 

该标准还规定常用电缆桥架主体包括类型为:无孔托盘、有孔托盘、网格式托盘、梯架。

 

从以上两个标准的术语或定义可以看出,电缆桥架是一个结构系统或结构体系,不是单一部件。通常所说的电缆桥架包括托盘、梯架等是不太准确的说法,综合看应是电缆桥架的主体类型包括托盘、梯架等多种形式。

 

在国家标准GB 50303 - 2015《建筑电气工程施工质量验收规范》没有引用电缆桥架的术语,而是直接采用电缆梯架、电缆托盘和槽盒的术语。需要说明的是GB 50303 - 2015中电缆托盘是指没有盖子的那一种托盘,而槽盒是JB / T 10216 - 2013和T / CECS 31 - 2017中有盖的无孔托盘。

 

镀锌桥架、热浸镀锌桥架是否是同一种桥架

 

在建筑电气工程中,大家经常提到:热镀锌桥架和热浸镀锌桥架,它们是不是一种桥架呢?有人认为是一种,有人认为是完全不同的两种。由于电缆桥架的相关标准没有明确的术语和定义,所以谁也拿不出令人信服的依据来说服对方。要弄清这个问题,我们可以从热镀锌和热浸镀锌上下手。

 

由全国金属与非金属覆盖层标准化技术委员会归口管理的国家标准GB/T13912-2002《金属覆盖层 钢铁制件热浸镀锌层技术要求及试验方法》,在第3章提到了热浸镀锌这个术语。具体为:

 
“3。 1 热浸镀锌hot dip galvanizing

将经过前处理的钢或铸铁件浸入熔融的锌浴中,在其表面形成锌和(或)锌 - 铁合金镀层的工艺过程和方法。”

 

GB / T 13912 - 2002中没有提到热镀锌这个术语。

 

通过查阅被GB / T 13912 - 2002所代替的标准GB / T 13912 - 92《金属覆盖层 钢铁制品热镀锌层 技术要求》,在第3章提到了热镀锌这个术语。具体为:

 
“3。 1 热镀锌

将钢件或铸件浸入熔融的锌液中在其表面形成锌 - 铁合金或锌和锌 - 铁合金覆盖层的工艺过程和方法。”

 

GB / T 13912 - 92中没有提到热浸镀锌这个术语。

 

通过以上标准两个不同版本给出的“热镀锌”和“热浸镀锌”的术语可以看出,两个术语的表达虽然略有不同,但实质内容是一致的,说明“热镀锌”这个术语被“热浸镀锌”代替了。

 

因此,可以说明热镀锌桥架与热浸镀锌桥架是同一种桥架,热浸镀锌桥架是标准叫法。为了避免引起歧义,建议采用JB / T 10216 - 2013和T / CECS 31 - 2017认可的“热浸镀锌桥架”的叫法。

 
电缆桥架板厚问题
 

关于电缆桥架的标准,常见的有两个,一个是机械行业标准JB / T 10216 - 2013《电控配电用电缆桥架》,一个是中国工程建设协会标准T / CECS 31 - 2017《钢制电缆桥架工程技术规程》。这两个标准对常见的钢制托盘、梯架板材的最小允许厚度的规定是有一定差异的,分别列于表1和表2。

 


 

从表1、表2可以看出,允许最小板厚T / CECS 31 - 2017比JB / T 10216 - 2013规定得更严格。具体在实际工程中应如何来执行呢?目前工程上看到的国家认可的检测机构出具的检验报告,其检测依据均是 JB / T 10216 - 2013,还没有看到检测依据执行T / CECS 31 - 2017标准的。在工程设计中,设计人员一般也不明确桥架板厚。在实际工程中,应在桥架招标文件中或加工订货之前明确相应规格桥架的具体板厚,并请设计人员进行确认。考虑到工程实际应用中存在一定的不确定性,桥架内线缆通常超过其填充率,建议采用要求更高的T / CECS 31 - 2017标准更为稳妥。在T / CECS 31 - 2017的第3. 5. 5条条文说明中也特别强调:本次修订在尊重科学的前提下,根据制造经验与工程运用的实际情况,重新进行了大量的计算、实验,用有限元计算出不同规格托盘、梯架的最小允许厚度,并经试验验证。

 
热浸镀锌桥架和热镀锌板桥架镀锌层厚度问题
 

电缆桥架的制造一般遵循JB / T 10216 - 2013的规定,按其规定,镀锌电缆桥架分为热浸镀锌和电镀锌两类,镀锌层厚度分别为:≥ 65 μm和≥ 12 μm。但这些年市场上还有一种桥架,称为热镀锌板桥架,它是采用工厂化热镀锌板直接制成桥架。这种桥架未纳入JB / T 10216 - 2013标准,所以对它的镀锌层厚度也就没有规定。

 

目前看到的国家认可的检测机构出具的热镀锌板桥架检验报告,其检测依据也是JB / T 10216 - 2013,对“表面防护层厚度”一栏,标准值也是JB / T 10216 - 2013规定的 ≥ 65 μm。虽然对厚度进行了检测,如:检测结果为12 μm,但是否合格不予判定。

 

经查,热镀锌板桥架板材遵循的制造标准为GB / T 2518 - 2008《连续热镀锌钢板及钢带》,其对镀层的要求是以单位面积重量的形式进行规定的,见表3。
 

 

按T / CECS 31 - 2017规定:桥架镀锌层厚度(单面)≥ 65 μm(460 g / m2)。镀层厚度65 μm折算成重量相当于460 g / m2。

 

结合表3可以看出,能够达到JB / T 10216 - 2013和T / CECS 31 - 2017要求的热浸镀锌层厚度或重量的只有镀层代号为600的热镀锌板才能满足规范要求,镀层代号为450的比较接近。其他代号的热镀锌板镀锌层厚度则有较大的差距,其防腐性能相对于标准要求,即 ≥ 65 μm(460 g / m2),毋庸置疑同样会相应下降。

 

现在市场上热镀锌板桥架的镀锌层厚度,从检测报告看,多的十几μm,少的只有几μm,说明选用的多是镀层代号比较小的热镀锌板。这种局面下一步有望得到改善,因为在T / CECS 31 - 2017的表3. 6. 3热浸镀锌防腐层技术指标的注2中明确:采用工厂化热镀锌板时,镀层厚度应符合现行国家标准《连续热镀锌钢板及钢带》GB / T 2518中Z600的规定。

 
槽盒的耐火性能问题
 

电气工程中经常会碰到“防火槽盒”或“耐火槽盒”,尤其是涉及到与消防工程有关的线路。其实,“防火槽盒”只是一种通常的叫法,在相关标准中并没有专门的术语。但从消防角度理解,它应是具有一定耐火性能的槽盒,在火灾情况下,应能维持一定的时间,而不致使其内部的线路受到损坏。

 

在实际工程中,电气设计对槽盒的耐火性能所提的要求差别也很大。有的设计图纸只要求槽盒外壳刷防火涂料,对于防火涂料的性能及涂刷的厚度都不提要求;有的设计图纸要求得比较规范,明确提出了火灾情况下的维持工作时间。

 

我们先来看看相关标准对火灾情况下的维持工作时间的规定。

 

JB / T 10216 - 2013的规定见表4。

 
 

GB 29415 - 2013《耐火电缆槽盒》的规定见表5。


 

从这两部标准的规定可以看出,虽然其分类有所不同,JB / T 10216 - 2013按NⅠ、NⅡ、NⅢ进行分类;GB 29415 - 2013按F1、F2、F3、F4级进行分类,但其共同之处,也是最重要的方面是:都对火灾情况下的维持工作时间提出了要求,分别为 ≥ 30 min、≥ 45 min、≥ 60 min,GB 29415 - 2013还提出了≥ 90 min的要求。

 

GB 50016 - 2014《建筑设计防火规范》第10。 1。 10条规定:

 

“10. 1. 10 消防配电线路应满足火灾时连续供电的需要,其敷设应符合下列规定:

1 明敷设时(包括敷设在吊顶内),应穿金属导管或采用封闭式金属槽盒保护,金属导管或封闭式金属槽盒应采取防火保护措施 ……”

 

对于此条中的防火保护措施,在条文说明中是这样解释的:“电气线路的敷设方式主要有明敷和暗敷两种方式。对于明敷方式,由于线路暴露在外,火灾时容易受火焰或高温的作用而损坏,因此,规范要求线路明敷设时要穿金属导管或金属槽盒并采取保护措施。保护措施一般可采取包覆防火材料或涂刷防火涂料”。这可能就是有的设计图纸只要求槽盒外壳刷防火涂料,对于防火涂料的性能及涂刷的厚度却都不提要求的原因。

 

针对以上情况,笔者认为:要求有防火保护措施的槽盒,其内敷设的线路一般都为消防线路,为确保在火灾情况下,其线路仍需继续工作一段时间,应按JB / T 10216 - 2013或GB 29415 - 2013的规定,明确在火灾时需继续维持工作的具体时间。关于维持工作时间是 ≥ 30 min、≥ 45 min,还是 ≥ 60 min,应由设计根据工程的具体情况进行确定。

 

某一种槽盒的耐火性能是否能够达到JB / T 10216 - 2013或GB 29415 - 2013所规定的维持工作时间,应由国家认可的检验机构进行相应的耐火试验,取得相应的检验报告。而现场用防火涂料涂刷的槽盒,其耐火性能能否达到要求难以进行判断。

 
电缆桥架能不能作为保护导体
 

关于这个问题,相关标准的规定是有差异的,即使同一标准,不同时期的版本规定也是有变化的。

 

JGJ 16 - 2008《民用建筑电气设计规范》第12。 5。 3条规定“保护导体宜采用与相导体相同的材料,也可采用电缆金属外皮、配线用的钢导管或金属槽盒等金属导体。”这条规定说明,利用金属槽盒作为保护导体是可以的。

 

GB / T 16895. 3 - 2004 / IEC 60364 - 5 - 54:2002《建筑物电气装置 第5 - 54部分:电气设备的选择和安装 接地配置、保护导体和保护联结导体》第543. 2. 1条保护导体由下列一种或多种导体组成中注1特别说明:在中国、意大利、英国和美国,按其地区或国家规程或标准,允许将电缆托盘和梯架用作保护导体。在其新版GB / T 16895. 3 - 2017 / IEC 60364 - 5 - 54:2011《低压电气装置 第5 - 54部分:电气设备的选择和安装 接地配置和保护导体》第543. 2. 3条规定:电缆托盘、电缆梯架不允许用作保护接地导体或保护联结导体。

 

CECS 31:2006《钢制电缆桥架工程设计规范》(已废止)第4. 7. 2条规定:当允许利用桥架系统构成接地干线回路时,托盘、梯架端部之间连接处的接触电阻应不大于0. 000 33 Ω。在其新版T / CECS 31 - 2017《钢制电缆桥架工程技术规程》取消了这一规定。

 

从以上几个标准的规定可以看出,有的现行标准允许电缆桥架作保护导体,有的标准老版本允许,但新版本不允许。但从发展趋势看,电缆桥架将不作为保护导体的可能性是很大的。

 
沿电缆桥架敷设保护导体问题
 

金属电缆桥架类似于电气设备的外露可导电部分,按电气相关标准要求应进行接地。但电缆桥架与一般电气设备的外露可导电部分又不太一样,它本身长度较长,达到几十米也很常见。当桥架中间某处发生相线碰壳接地故障时,由于回路阻抗比较大,若采用过电流兼作接地故障保护,保护电器因回路阻抗大,故障电流小,有可能不动作,所以它的接地与一般电气设备的接地也有较大差别。GB 50303 - 2015第11. 1. 1条规定:“梯架、托盘和槽盒全长不大于30 m时,不应少于2处与保护导体可靠连接;全长大于30 m时,每隔20 m ~ 30 m应增加一个连接点,起始端和终点端均应可靠接地。”该条条文说明特别提到:“有的施工设计在金属梯架、托盘或槽盒内,全线敷设一支铜或钢制成的保护导体,且与梯架、托盘或槽盒每段有数个电气连通点,则金属梯架、托盘或槽盒与保护导体的连接十分可靠。”

 

由于有了上面的规定,沿电缆桥架敷设一根镀锌扁钢的做法比较常见,扁钢的规格多采用25 × 4或40 × 4。但是也有例外,有的设计图纸并没有要求做这根镀锌扁钢,但施工单位为了保证工程验收,增加了这根镀锌扁钢。由于电缆桥架的量很大,增加镀锌扁钢的造价达100多万元。为此,设计单位提出质疑,认为设计规范没有规定要做这根保护导体,增加这根镀锌扁钢是施工单位自己的行为。沿桥架敷设这根保护导体是否有必要已争论多年,但一直得不到权威的解释。

 

问题的焦点是:是否考虑桥架中间某处发生相线碰壳接地故障时保护电器的灵敏度?尤其是采用过电流兼作接地故障保护时保护电器的灵敏度。

 

一种观点是应该考虑。如果考虑,从电气安全性角度看,应该是比较完美的。但此时需要考虑,这根保护导体材质和截面积的选择,最好应按电缆桥架内敷设的线缆最大的PE导体截面积或同等性能选择。

 

另一种观点是不需要特别考虑。认为金属电缆桥架的作用是支撑、保护电缆的装置,将每一节之间做好等电位联结即可。如:非镀锌桥架,除每节之间一般通过连接板和螺栓进行连接外,还需单设一组跨接线,一般采用不小于4 mm2铜芯软导线。从这一做法,应该说是满足了等电位联结要求。此观点认为此时电缆桥架相当于电气设备的外露可导电部分,应将电缆桥架作为一个整体进行考虑,将其接好地,即满足了规范要求。

 

这两种观点各有其道理,如何选择,建议在设计标准中能够给予明确。

 
其他问题
 

非镀锌电缆桥架跨接线的截面积如何确定

 
 

GB 50303 - 2015第11. 1. 1条规定:“非镀锌电缆梯架、托盘、槽盒本体之间连接板的两端应跨接保护联结导体,保护联结导体的截面积应符合设计要求。”

 

从以上规定可以看出,对保护联结导体的截面积没有直接提出具体值,但规定应符合设计要求。一般设计图纸也不具体要求。此时可参照国标图集18D802《建筑电气工程施工安装》中“非镀锌金属槽盒本体间连接示意图”说明的要求:设计无要求时,保护联结导体可采用不小于4 mm2的铜编织铜带或黄绿色铜芯绝缘软导线。

 
 

电缆桥架过建筑物变形缝跨接线截面积如何确定

 
 

GB 50303 - 2015没有提及电缆桥架过建筑物变形缝跨接线截面积的具体要求。以下两个标准对跨接线截面积提出了要求,但并不一致。

 

国标图集18D802中金属槽盒、梯架过建筑物变形缝示意图要求跨接的保护联结导体为不小于4 mm2黄绿色绝缘软铜线。

 

T / CECS 31 - 2017第4. 8. 2条规定:在伸缩缝或连续铰连接处应采用铜软导线或编织铜线连接,其截面积不应小于16 mm2。

 

一般理解电缆桥架过建筑物变形缝处的跨接属于等电位范畴,无机械保护时等电位联结线最小截面积采用4 mm2铜导线是符合标准规定的。而在T / CECS 31 - 2017中规定采用截面积不应小于16 mm2铜导线,据标准起草人介绍,主要是考虑此处桥架断开,满足机械强度要求。

 

T / CECS 31 - 2017为团体标准,当设计文件或施工合同明确采用此标准时,跨接线截面积应按此标准执行。

 
 

防火槽盒或耐火槽盒的支吊架是否需要做防火处理

 
 

如前所述,消防系统的槽盒设计图纸通常要求采用防火处理,但对支吊架一般不提要求,所以很多项目都是采用普通支吊架。

 

北京市地方标准DB11 / T1075 - 2014《建筑长城杯质量评审标准》第8. 2. 6条规定:防火槽盒、桥架的支吊架应有防火处理。

 

JB / T 10216 - 2013耐火电缆桥架术语反映了对支架的要求:由电缆桥架的直线段、弯通、附件和支架等组成,用以支撑电缆具有连续的刚性结构系统,该系统维持工作时能达到规定的耐火要求(有些场合可简称耐火槽盒)。该术语强调耐火电缆桥架是刚性结构系统,包括支架,都应达到规定的耐火要求。

 

通过以上标准的要求可以看出,防火槽盒或耐火槽盒的支吊架是需要做防火处理的。

 
结语
 

以上对电缆桥架经常遇到的一些问题,如:如热镀锌桥架和热浸镀锌桥架是否为同一种桥架;热浸镀锌桥架和热镀锌板桥架镀锌层厚度有什么差别;电缆桥架板厚;槽盒的耐火性能;电缆桥架是否可作为保护导体;沿电缆桥架敷设保护导体问题;非镀锌电缆桥架跨接线的截面积如何确定;电缆桥架过建筑物变形缝跨接线截面积如何确定;防火槽盒或耐火槽盒的支吊架是否需要做防火处理等进行了探讨,不到之处,敬请专家指正。


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