电缆桥架的选型与设计

技术总结报告电缆桥架的选型与设计电缆桥架是工程设计中用于敷设电缆的一种重要工具，本文将就选型、设计过程中的一些问题分以下五方面做一个总结。一、确定电缆桥架走向我们需要根据设备用电点分布情况和土建条件，结合其它专业管线和电气管线设置情况并考虑方便维修因素，以及电缆路由的疏密来确定电缆桥架的最佳路径。室内桥架一般在专用电缆沟内架设，或者在无吊顶处结合结构柱支架安装、靠墙支架安装、屋架下弦构件上安装或沿梁底吊装，在有吊顶处吊顶内吊装或靠墙支架安装。如无其它管架借用，则需自设立（支）柱。设计中必须与各专业协调，避免与工艺和其它设备管线发生矛盾。二、电缆桥架型式及品种的选择首选应进行荷载计算，通过计算电缆桥架主干线纵断面上单位长度的电缆重量，来确定电缆桥架的最大荷载、支撑间距。最大荷载、支撑间距应小于允许荷载和支撑跨距。广义上的电缆桥架包括桥架、线槽和支架三种不同类型。电缆支架用于主电缆（110kV及以上或低压动力大电缆）的敷设，桥架则用于低压部分或小直径电缆及控制电缆敷设，线槽用于导线敷设。金属线槽和槽式电缆桥架的区别很模糊，其高宽比和密封性能要求并无不同。各规范对其定义为：GB/T19215.1-2003（IEC61084-1:1991）对电缆槽系统的定义：将绝缘导线、电缆、软线包围起来和/或为适应其他电器设备而设的由一可拆卸的盖板和一底座组成的密闭性包封系统。QB/T1614-1992对线槽的定义为：横截面为方形的、有可拆的盖和底板座，能将安装在其中的电线全部包围起来的装置。CECS31-2006对桥架定义为：由托架、附件、支（吊）架三类部件构成的、支撑电缆线路的具有连续钢性的结构系统。由此可见，金属线槽和槽式电缆桥架本质上没有区别，分别在于金属线槽用在室内、主要用于支路和导线敷设、宽度尺寸不大于200mm、刚性一般（线槽支撑点2米一个），而电缆桥架室内外皆可、主要用于干线和电缆敷设（如果走导线的话要穿管）、尺寸不小于100mm、刚性比线槽好（大跨距桥架可以做到每6米一个支撑点）桥架型式包括托盘式、槽式、梯级式，材质有铝合金、镀锌钢、不锈钢、复合环氧树脂、拉挤玻璃钢等。根据使用区域的环境，腐蚀情况、防爆等级、防火等级、桥架内的电缆重量等因素，桥架选择原则如下：1、需屏蔽电气干扰的电缆网路或有防护外部（如：有腐蚀液休，易燃粉尘等环境）影响的要求时，应选用（FB）类槽式复合型防腐屏蔽电缆桥架（带盖板）。2、腐蚀性环境应采用铝合金、镀锌钢、玻璃钢电缆桥架，强腐蚀性环境应采用（F）类复合环氧树脂防腐阻燃型电缆桥架。托臂、支架也要选用同样材料，提高桥架及附件的使用寿命，在容易积灰和其它需遮盖的环境或户外场所宜加盖板。3、腐蚀严重的地区，潮湿的南方沿海地区应采用用铝合金电缆桥架，但需考虑其支撑间距（铝合金桥架支撑间距比镀锌钢小）。4、除上述情况外，可根据现场环境及技术要求选用托盘式、槽式、梯级式钢质普通型桥架。在容易积灰和其它需遮盖的环境或户外场所宜加盖板。5、在公共通道或户外跨越道路段，底层梯级的底部宜加垫板或在该段使用托盘。大跨距跨越公共通道时，可根据用户要求提高桥架的载荷能力或选用行架。6、大跨距（>3m）要选用复合型桥架（FB）。7、户外要选用复合环氧树脂桥架（F）。8、要求桥架防火的区段，必须采用钢制或不燃、阻燃材料。三、电缆桥架规格选择确定桥架的品种后，应根据布放电缆根数、电缆直径及电缆的间距来确定电缆桥架的型号、规格,托臂的长度，立柱的高度、间距，桥架的宽度和层数。电缆在空气和土壤中敷设的载流量常见，桥架和穿管敷设的载流量无法查到。在桥架内电缆敷设要看具体密度情况，电缆之间能空30mm的，可参考空气中的载流量，电缆排满时，单层可略为减小，双层压住的，则应减20%及以上。这就是说，电缆在桥架里放的层数不同，载流量校正系数不同。小电流的控制电缆可以叠加敷设，大电流的动力电缆只能一个桥架一层（高压单芯动力电缆可以品字形敷设），电缆之间尽量不要挤住（留缝隙散热），一层不够时可设置多层桥架。在电缆交叉的地方电缆可以叠放。以下为《民用建筑电气设计规范实施指南》对电缆在桥架内敷设的要求：8.5.3同一路径无防干扰要求的配电线路，可敷设于同一金属线槽内。线槽内电线或电缆的总截面（包括外护层）不应超过线槽内截面的20％，载流导体不宜超过30根。控制和信号线路的电线或电缆的总截面不应超过线槽内截面的50％，电线或电缆根数不限。有电磁兼容要求的线路与其他线路敷设于同一金属线槽内时，应用隔板隔离或采用屏蔽电线、电缆。8.10.7在电缆托盘上可无间距敷设电缆。电缆总截面积与托盘内横断面积的比值，电力电缆不应大于40％；控制电缆不应大于50％。NEC法规第362-5条规定：导线槽的任一横截面上不应装有30根以上的载流导线。导线槽任一横截面上所有导线截面之和不应大于导线槽内横截面积的20%。此时可不考虑多根导线共槽敷设时，载流量降低系数；当多根导线共槽敷设，考虑载流量的降低系数时，不应限制载流导线的根数，但导线槽内任一横截面上所有导线的截面之和不应大于导线槽内横截面积的20%。日本《电气设备技术标准》第197条一款规定：安装在金属槽内的电线截面（包括绝缘层的截面）的总和，不应大于管槽内部截面积的20%（仅安装电气信号、交通指示灯及其他类似的装置或控制回路的配线时为50%）。由此可见，桥架电缆填充率及载流导体的根数，应满足散热、敷线和维修更换等安全要求，不超过有关标准规范的规定值，动力电缆可取40-50%，控制电缆可取50-70%，另外需予留10-25%的余量。线槽一般不超过线槽截面积的20%，控制、信号线路等非载流导体，不存在因散热不良而损坏电线绝缘问题，填充率可增至50%。现给出采用填充率指标计算（一般电缆桥架的填充率取40%左右）的计算公式如下：对电力电缆——电缆桥架宽度B=n1（d1+k1）+n2（d2+k2）+⋯⋯对控制电缆——电缆的总截面积Sn=n1S1+n2S2+⋯⋯需要的桥架横截面积S=Sn/40%桥架宽度B=S/h=Sn/40%h式中：d1、d2、d3⋯⋯为各电缆直径，S1、S2、S3⋯⋯为各电缆截面积，n1、n2、n3⋯⋯为相应电缆直径的根数，k1、k2、k3⋯⋯为电缆间距（k值最小不应小于d/4），h为选定的桥架高度。此外还有利用穿管计算电缆桥架宽度的简单方式，例如240截面的电缆穿SC80的保护管，有4根240截面的电缆，就按每根穿SC80的管，4根并排放置，400宽的桥架能放下，电缆根数越多，富余量越多，可以适当乘系数。确定桥架宽度和层数后，各种弯通及附件规格应符合工程布置条件并与桥架相配套。支、吊架规格的选择，应按桥架规格、层数、跨距等条件配置，并应满足荷载的要求。四、电缆桥架设计其它应考虑的问题水平相邻桥架净距不宜小于50mm，层间距离应根据桥架宽度最小不小于250mm，与弱电电缆桥架距离不小于0.5m。电缆桥架与用电设备交越时，其间的净距不小于0.5m。电缆桥架宜高出地面2.2m以上，无特殊要求（运货通道等）则一般按民规距地高度不宜小于2.5m，桥架顶部距顶棚或其它障碍物不应小于0.3m。桥架水平敷设时，支撑间距一般为1.5-3m，垂直敷设时固定在建筑物构体上的间距宜小于2m。非直线段的支、吊架配置就遵循以下原则：当桥架宽度<300mm时，应在距非直线段与直线结合处300-600m的直线段侧设置一个支、吊架；当桥架宽度>300mm时，除符合下述条件外，在非直线段中部还应增设一个支、吊架。桥架直线段每隔50m应予留伸缩缝20-30mm（金属桥架）。为了避免干扰，变频器驱动电机的电缆，应放置在电缆沟内单独一层加护罩托盘式电缆桥架中。弱电电缆与其它低压电缆合用桥架时，应严格执行选择具有外屏蔽层的弱电电缆，以避免相互间的干扰。弱电电缆与其它电缆合用桥架同一层时，应各置一侧，中间采用隔板分隔。动力电缆和控制电缆一般是要求分开放置或者加隔板，交流、直流动力电缆也应分开放置。耐火消防电缆和普通电缆可以同桥架敷设，但必须加防火隔板。电缆桥架内能不能敷设导线？这种敷设需要在工业电气布线中经常碰到，看似简单的一个问题，实际上却缺少国标规范或者行业规定的理论支持。有人认为导线不宜放在电缆桥架内附设，会引起三相不平衡，容易发热；而且电缆工作温度90°，导线工作温度60°，也不适合放置在一起；还有就是电缆桥架有很大的散热孔，容易损坏导线的单层绝缘皮，起不到机械保护作用，容易破皮导致发生事故。因此导线不能直接敷设在桥架内，但可以穿套管敷设在桥架内。桥架系统应具有可靠的电气连接并接地（只对金属桥架），对于镀锌电缆桥架无须有专门接地装置，其本体即可作为接地干线；对于表面进行非金属处理的桥架则必须有专门的接地装置；采用玻璃钢桥架时，应沿桥架全长另敷设专用接地线。桥架的接地线可用一般采用—25X4热镀锌扁钢，长距离的电缆桥架每隔30m接地一次，桥架层间跨接线采用BVR-16mm2导线或等截面的铜编织线。桥架的立柱、托臂等支架可与基础预埋件焊接固定，也可采用膨胀螺栓固定，对于现场焊接处一定要做好防腐处理，通常由用户现场涂刷防腐漆。五、桥架系统施工图设计内容桥架系统工程设计应与土建、工艺以及有关专业密切相配合以确定最佳布置，其设计内容可含有：1、桥架系统的平面布置图。2、桥架系统的有关剖面图。3、桥架系统所需直线段、弯通、支、吊架规格和数量的 明细 学校医务室常备药销售费用明细科目收入支出明细办公用品库存明细企业会计科目明细设置 表以及必要的说明。4、有特殊要求的非标件技术说明或示意图。在平面图上绘出桥架的路由，要注明桥架起点、终点、拐弯点、分支点及升降点的坐标或定位尺寸、标高，如能绘制桥架敷设轴侧图，则对材料统计将更精确。直线段：注明全长、桥架层数、标高、型号及规格。拐弯点和分支点：注明所用转弯接板的型号及规格。升降段：注明标高变化，也可用局部大样图或剖面图表示。桥架支撑点，如立柱、托臂或非标准支、构架的间距、安装方式、型号规格、标高，可统一在平面上列表说明，也可分段标出用不同的剖面图、单线图或大样图表示。电缆引下点位置及引下方式，一般而言，大批电缆引下可用垂直弯接板和垂直引上架，少量电缆引下可用导板或引管，注明引下方式即可。我们在工程电缆设计过程中，应尽量结合实际情况全面考虑，争取做到技术先进、经济合理、安全适用、便于施工和维护李骥