配电线路保护导管选择原则,你知道多少?
配电线路敷设方式的选择是电气布线系统中一个非常重要的环节。摘录汇总了目前主要设计规范中对线路保护导管的要求、介绍了常用的穿管敷设方式,分析了线路保护导管选择的原则,希望能为电气行业从业人员提供一定的参考。
1、民用建筑电气工程中常见的线路敷设方式
近十几年来,随着建筑电气领域采用新材料、新技术的突破性革新,新型管材也不断出现,最典型的是套接扣压式薄壁钢导管(KBG管)和套接紧定式镀锌钢导管(JDG管),在目前建筑工程中得到广泛应用。
2、各种配电线路保护导管敷设方式简介
2.1 SC管
SC管是焊接钢管,俗称黑铁管,是厚壁钢管,满足GB/T 3091-2008《低压流体输送用焊接钢管》。SC管通常采用螺纹连接及套管焊接连接,常用于明敷在潮湿环境或直接埋于素土内的金属管布线以及特殊环境条件下的布线,多用在地下室楼、墙板内、室外地坪内以及屋面等。
2.2 MT管
MT管是普通碳素钢电线套管,俗称电线管,是薄壁钢管,常用于明敷或暗敷在干燥环境的金属管布线。普通碳素钢电线套管(GB/T 3640-88)是工业与民用建筑、安装机器设备等电气安装工程中用于保护电线的钢管,常用的公称直径为13~76mm,管壁较薄,大多进行涂层或镀锌后使用,要求进行冷弯试验。
关于MT管,历来争议较大,不少业内人士甚至指出MT不是一种管材,而仅仅是一种敷设方式的表达。国家标准图集09DX001《建筑电气工程设计常用图形和文字符号》中第68页关于线路敷设方式的标注表格中,“穿电线管敷设”表示为MT,而其对应的英文为“Run in electrical metallictubing”。笔者认为,其英文表达应更为准确,查阅相关国外网站资料内容,亦能看到ElectricalMetallic Tubing(简称EMT)电线管资料,与薄壁钢管几乎雷同,只不过参照的制造标准不完全一致。如表达为“穿电线管敷设”,则其概念过于笼统,对应不具体,“电线管”可以指任何一种材质的用来保护电线的管材,金属管、塑料管、钢导管、软管等等。
2.3 KBG管 JDG管
KBG管是套接扣压式薄壁钢导管,JDG管是套接紧定式镀锌钢导管,二者均是薄壁电线管(MT管)的一个变种,是近十几年来开发用于低压布线工程绝缘电线保护管的,是针对电线管、焊接钢管管材在作绝缘电线保护管的敷设工程中施工复杂的状况而研制,具有较好的技术经济性能,以其施工安全便捷、综合比价便宜、性能优越、规格齐全、产品配件齐全等优点,在1kV及以下建筑电气工程中得到广泛应用。KBG管的连接是用扣压钳子,将管道和管件压出小坑,紧密连接。JDG管的连接靠管件顶丝顶紧管道,达到紧密连接。JDG管连接处的连接紧定方式可分为无螺纹旋压型(JDGX)和有螺纹紧定型(JDGL)两种。KBG管和JDG管均已形成行业(CECS)规范,施工验收分别遵照中国工程建设标准化协会所制定的CECS100:98《套接扣压式薄壁钢导管电线管路施工及验收规范》和CECS120:2007《套接紧定式钢导管电线管路施工及验收规程》进行工程验收。
2.4 CP管
CP管是可挠金属电线保护套管,也称普利卡金属套管,具有可挠性,为可自由弯曲的金属套管,是我国上世纪九十年代初由国外引进先进的设备和技术,经消化吸收、创新而开发的具有国际先进水平的新型电线保护套管,经国家有关部门鉴定合格,并经各行业广泛采用。可挠金属电线保护套管,以其优良的抗压、抗拉、弯曲、耐腐蚀、阻燃性能,广泛应用于建筑、机电和铁路等行业。在民用建筑中主要用于室内场所明敷设及在墙体、地面、混凝土楼板以及在建筑物吊顶内暗敷设。其设计、施工及验收可遵照CECS87:96《可挠金属电线保护管配线工程技术规范》相关要求。需要注意的是,可挠金属电线保护套管与可弯曲金属导管及金属软管不要混淆,后两种一般用来作钢导管与电气设备器具间的过渡连接,且过渡连接的导管长度有限制,动力工程不宜超过0.8m,照明工程不宜超过1.2m。
2.5 PC管
PC管即PVC管(PVC指聚氯乙烯,英文名称:Polyvinyl Chloride),在建筑工程中特指聚氯乙烯硬质电线管(RigidPVC),系由聚氯乙烯树脂加入稳定剂、润滑剂等助剂经捏合、滚压、塑化、切粒、挤出成型加工而成,主要用于电线、电缆的保护套管等,管材长度一般4m/根。管材连接一般为加热承插式连接和塑料热风焊,弯曲必须加热进行。
2.6 FPC管与KPC管
FPC管是聚氯乙烯半硬质阻燃电线管,也叫PVC阻燃塑料管,是由聚氯乙烯树脂加入增塑剂、稳定剂及阻燃剂等经济出成型而得,用于电线保护,一般颜色为黄、红、白色等。管子连接采用专用接头抹塑料胶后粘接,管道弯曲自如无须加热。成捆供应,一般每捆100米。上世纪80年代初开始在国内使用,比钢管、硬塑料管在施工上有很多优点,而且也已列入国家施工规范,但由于它的价格比硬塑料管要贵一倍多,因而限制了它的推广使用。
KPC管是指以聚氯乙烯树脂为主要原料,经挤出成型的塑料波纹电线管。上世纪80年代中期开始在国内生产,以其刚柔结合的特点得以推广应用。但这种导管管壁非常薄,一般在0.6毫米及以下,抗外力作用性能差,且生产易出现砂眼和断裂等质量问题。鉴于其壁厚等因素,已难以满足现行民用建筑工程使用要求。
3、民用建筑工程中配电线路保护导管选择原则
民用建筑工程中配电线路保护导管选择原则主要是基于相关规范要求而确定的,但遗憾的是,现行各设计规范在此方面的内容相对偏少,且不够集中、全面,导致设计及施工过程中很容易出现混淆,影响工程质量。本文以下篇幅将摘录汇总主要相关设计规范对各种环境场合下配电线路保护导管的选择要求,以方便集中参考。因引用的规范内容相对较多,为限制篇幅,仅摘选规范中与本文相关的部分条款内容。
3.1 《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008(以下简称《民规》)中相关要求
(1)第8.3.1条:金属导管布线宜用于室内、外场所,不宜用于对金属导管有严重腐蚀的场所。
(2)第8.3.2条:明敷于潮湿场所或埋地敷设的金属导管,应采用管壁厚度不小于2.0mm的钢导管。明敷或暗敷于干燥场所的金属导管宜采用管壁厚度不小于1.5mm的电线管。
(3)第8.4.1条:可挠金属电线保护套管布线宜用于室内、外场所,也可用于建筑物顶棚内。
(4)第8.4.2条:明敷或暗敷于建筑物顶棚内正常环境的室内场所时,可采用双层金属层的基本型可挠金属电线保护套管。明敷于潮湿场所或暗敷于墙体、混凝土地面、楼板垫层或现浇钢筋混凝土楼板内,或直埋地下时,应采用双层金属层外覆聚氯乙烯护层的防水型可挠金属电线保护套管。
3.2 《低压配电设计规范》GB50054-2011(以下简称《低规》)中相关要求
(1)第7.2.7条:对金属导管、金属槽盒有严重腐蚀的场所,不宜采用金属导管、金属槽盒布线。
(2)第7.2.8条:在建筑物闷顶内有可燃物时,应采用金属导管、金属槽盒布线。
(3)第7.2.10条:暗敷于干燥场所的金属导管布线,金属导管的管壁厚度不应小于1.5mm;名敷于潮湿场所或直接埋于素土内的金属导管布线,金属导管应符合现行国家标准《电气安装用导管系统第1部分:通用要求》GB/T20041.1或《低压流体输送用焊接钢管》GB/T3091的有关规定;当金属导管有机械外压力时,金属导管应符合现行国家标准《电气安装用导管系统第1部分:通用要求》GB/T20041.1中耐压分类为中型、重型及超重型的金属导管的规定。
3.3 《人民防空地下室设计规范》GB50038-2005(以下简称《防规》)中相关要求
(1)第7.4.3条:穿过外墙、临空墙、防护密闭隔墙和密闭隔墙的各种电缆(包括动力、照明、通信、网络等)管线和预留备用管,应进行防护密闭或密闭处理,应选用管壁厚度不小于2.5mm的热镀锌钢管。
(2)第7.4.5条:各人员出入口和连通口的防护密闭门门框墙、密闭门门框墙上均应预埋4~6根备用管,管径为50~80mm,管壁厚度不小于2.5mm的热镀锌钢管,并应符合防护密闭要求。
3.4 《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013(以下简称《火规》)中相关要求
(1)第11.2.1条:火灾自动报警系统的传输线路应采用金属管、可挠(金属)电气导管、B1级以上的刚性塑料管或封闭式线槽保护。
(2)第11.2.3条:线路暗敷设时,应采用金属管、可挠(金属)电气导管或B1级以上的刚性塑料管保护,并应敷设在不燃烧体的结构层内,且保护层厚度不宜小于30mm;线路明敷设时,应采用金属管、可挠(金属)电气导管或金属封闭线槽保护。
(3)第11.2.7条:从接线盒、线槽等处引到探测器底座盒、控制设备盒、扬声器箱的线路,均应加金属保护管保护。
3.5 《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB50058-2014(以下简称《危规》)中相关要求
(1)第5.4.3条第4点摘录:钢管应采用低压流体输送用镀锌焊接钢管;钢管连接的螺纹部分应涂以铅油或磷化膏。
3.6 《住宅建筑电气设计规范》JGJ 242-2011(以下简称《住规》)中相关要求
(1)第7.2.1条:住宅建筑套内配电线路布线可采用金属导管或塑料导管。暗敷的金属导管管壁厚度不应小于1.5mm,暗敷的塑料导管管壁厚度不应小于2.0mm 。
(2)第7.2.2条:潮湿地区的住宅建筑及住宅建筑内的潮湿场所,配电线路布线宜采用管壁厚度不小于2.0mm 的塑料导管或金属导管。明敷的金属导管应做防腐、防潮处理。
以上是基于现阶段主要相关设计规范所要求的内容,更为详尽的可参照相关施工及验收规范,如GB50575《1kV及以下配线工程施工与验收规范》等,在此不一一列举。
4、设计中配电线路保护导管选择分析
4.1 SC管
明敷于潮湿场所或埋地敷设的金属导管一般采用SC管,参照GB/T 3091-2008《低压流体输送用焊接钢管》附录A表A.1(见下表),SC管普通型壁厚均大于2.0mm,满足一般工程使用要求。对于人防工程中要求的管壁厚度不低于2.5mm的要求,从表中可以看出,民用建筑工程中常用的Φ20mm及以上的钢管壁厚均能满足要求。
表A.1 钢管的公称口径与钢管的外径、壁厚对照表(单位为mm)
注:表中的公称口径系近似内径的名义尺寸,不表示外径减去两个壁厚所得的内径。
由于金属管明敷于潮湿场所或埋地敷设时,会受到不同程度的锈蚀,为保障线路安全,延长钢导管的使用寿命,建议在条件允许的情况下,优先采用厚壁钢管。
除此之外,在一些特殊场合,对SC管有更明确的要求,如《防规》中第7.4.4条、第7.4.5条除要求壁厚外,对管径规格也有具体的要求;再如《危规》第5.4.1条中要求在爆炸危险区域,钢管螺纹旋合不应少于5扣。这些特殊要求电气设计人员需在设计图纸上和施工交底过程中交代明确,否则很容易出现疏忽和差错。
4.2 MT管、KBG管、JDG管
除潮湿场所、对金属导管有严重腐蚀的场所以及地下工程场所外,这三种金属导管均可使用,范围较为广泛。尤其是KBG管和JDG管,因其质量优越性及易操作性,在近十几年的工程中得到广泛应用,有逐渐取代传统MT管的趋势,不少地方施工单位反映MT管目前很难采购得到。
不过,在使用KBG管和JDG管中需着重注意的一点是:KBG管、JDG管壁厚。从国标类JDG、KBG三级防护热镀锌钢导管参数表(见下表)中可以看出,在壁厚方面KGB管与JDG管有很大区别,JDG除了Φ16的管壁厚为1.2mm以外,其余全部为1.6mm,而KGB管壁厚为1.2mm或更薄。在《民规》和《低规》中都明确要求干燥场所敷设的金属导管的管壁厚度不应小于1.5mm,由此可见,民用建筑工程中常用的Φ20mm及以上的金属导管,JDG管壁厚均能满足要求,而KBG管则不行。因此,很多地方的工程中KBG管已被禁止使用。当然,KBG管也有壁厚为1.6mm的规格,可以在工程中使用,但这样成本也就相应会增加,性价比可能就不会太高。
国标类JDG、KBG三级防护热镀锌钢导管参数表(标准号:GB/T14823.1-1993)
相对而言,JDG管的应用更为广泛,在无特殊规定的室内干燥场所,工业与民用建筑明敷或暗敷均可使用。但其不宜用作穿过建筑物、构筑物的进户管,也不宜穿越设备基础。另外,JDG管管路连接处一般需采用涂电力复合脂进行封堵,防止潮气渗入,暗敷时需确保混凝土灌浇时浆水不能通过缝隙渗入至导管内,影响穿线。
4.3 CP管
民用建筑布线系统所采用的可挠金属电线保护套管,分为基本型和防水型两类。基本型套管外层为热镀锌钢带,中间层为钢带,里层为电工纸,适用于明敷或暗敷在正常环境的室内场所。防水型套管是用特殊方法在基本型套管表面,包覆一层具有良好耐韧性软质聚氯乙烯,具有优异的耐水性和耐腐蚀性,适用于明敷在潮湿场所或暗敷于墙体、现浇钢筋混凝土内或直埋地下配管。暗敷于建筑物、构筑物内时,其与建筑物、构筑物表面的外护层厚度不应小于15cm。
4.4 PC管
对金属导管有严重腐蚀的场所,不宜采用金属导管。虽然镀锌金属导管具有一定的抗腐蚀性能,但在对金属导管有严重腐蚀场所仍不宜采用。应采用阻燃型塑料管敷设,但在易受机械损伤的场所不宜采用明敷。暗敷或埋地敷设时,引出地(楼)面的一段管路应采取防止机械损伤的措施。阻燃型塑料管氧指数应在27以上。
在消防工程中,因消防控制、通信和警报线路与火灾自动报警系统传输线路相比较,更加重要,所以这部分的穿线导管选择要求更高,只有在暗敷时才允许采用阻燃型硬质塑料管且要求是B1级以上的刚性塑料管(注:B1级以上的刚性塑料管要求符合国家标准《电工电子产品着火危险试验第14部分:试验火焰 1kW标称预混合型火焰设备、确认试验方法和导则》GB/T 5169.14-2007规定的燃烧试验要求),其他情况下只能采用金属管或金属线槽。
因此,在实际工程中,PC管还是大有可用武之地,并非在大型综合型建筑、超高层建筑中就对其完全否定,只要其满足敷设的条件和要求即可放心使用,毕竟从工程造价的角度来看,PC管比金属管更为节约。
4.5 FPC管与KPC管
FPC管与KPC管的应用已有30多年了,在很多行业中得到了广泛应用,但在目前民用建筑工程中已很少使用。纵观目前的设计规范,对FPC管与KPC管的使用场合也很少有提及,有涉及到塑料管的,基本上都是指PC管。
5、结语
配电线路保护导管的选择应根据建筑物构造、环境特征、使用要求、用电设备分布等敷设条件及所选用导体的类型等因素综合确定,当几种方式同时能满足要求时,则应根据各种因素综合比较确定。针对项目各种场合和条件下保护导管的选择,作为工程建设的“先遣兵”,在设计伊始,电气设计师应在设计说明和图纸中表达清楚其材质、壁厚、明/暗敷要求、阻燃/耐火处理等要素,方能合理指导施工安装。除此之外,电气设计师还需重点关注以下两个方面的内容:
(1)及时了解设计规范、施工规范以及建筑新材料、新技术的更新;
(2)充分了解项目所在地的环境特征以及当地的习惯做法,并与项目相关参与单位多沟通,选择最为合理经济的方案。
总之,要提高配电线路的供电可靠性和安全性,除选择可靠的电缆电线外,还需合理选择可靠的敷设方式,才能确保建筑电气工程中的“血管”更加健康。然而,关于各类电气工程管材的制造、设计、施工安装及验收规范及标准非常多,且新产品、新技术的应用不断推陈出新,也给广大使用者带来一定的困扰。电气导管在工程应用中确实出现了一些亟需规范和明确的问题,笔者在此也呼吁,相关部门和企业在制定产品或标准时,各类电线管的名称叫法上尽量做到统一,并要明确国内外标准的适用情况,以免造成设计方、施工方、制造商等不一致,影响工程质量及造价。
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