上海永绿置业有限公司嘉定第一分公司
摘要：本文简要分析了低压四芯电缆的应用需求，以绿地丰翔新城三期（525号）工程实例视角，探索低压四芯电缆的应用，尝试在建筑工地中，提升低压四芯电缆的应用规范性，保障配电成本经济效果，维护工地用电安全性，助力建筑工程顺利完工。
关键词：低压四芯电缆；连接方式；配电线路
引言：依据国内电工规定内容，低压配电网的连接方式，共有五种形式。其中在TN-S系统中，较为适应工业、民用等工程配电需求，能够达到各类环境供配电的标准，作为国内现阶段低压配电的主要应用方式。值得强调的是：中性线、保护线，仅有在变压器接地中，有中性共同特征，不存在其他电气连接方式。在任何时刻，PE线均表现出不带电状态。
一、低压四芯电缆的应用需求
在TN-S接地方式中，低压配电方式中，以五芯电缆为主要使用，能够顺应GB50217的电缆设计规范要求。在民用建筑项目中，结合变电站的配电情况，多数采取主桥与强电竖井的垂直方式，同时在各楼层配电箱完成供电操作。强电竖井中，从基础接地网中，完成了柱内柱钢筋的添加，再架设端子箱，保持接地与端子箱电位通信。在此基础上，使用热镀锌扁钢，进行结构贯通，形成强电位的有效连接。在强电竖井中，添加的接地线，能够连接于变电站内部的电位箱。此类配电干线与每个建筑工程楼层之间的五芯电缆进行连接，存在保护线使用浪费问题。因此，以四芯电缆为视角，探索其在工程配电线路应用的可操作性，以期减少资源浪费，提升电缆应用有效性。
二、工程概况
（一）工程基础信息
（1）工程名称：绿地丰翔新城三期（525号）室外幕墙优化建造工程。
（2）工程位置：上海宝山区市台路以南，城银路以北，真陈路以西，园康路以东
（3）承建单位：上海绿地（集团）有限公司。
（4）工程设计责任单位：上海联创建筑设计有限公司。
（二）工程项目信息
工程1-3层用于餐饮区建设，4-18层用于办公规划，地上工程建筑区域总计面积为1.447万平方米，用于商业办公。工程建筑高度规划参数为84.3米。工程结构以框架为主。工程流程共有四个节点：其一为基础工程建筑，其二为框架结构建筑，其三为幕墙主体工程建筑，其四为装修工程。在工程建筑时，应合理规划工程区、周边生活区的用电问题，保障工程设备配备的齐全性，维护工程用电的安全体系，以期塑造工程企业在城市人们心目中的美好形象[1]。
三、案例工程中低压四芯电缆的应用方法
（一）编制用电需求
1.工程用电
工程用电清单；
（1）吊篮2个，每个功率为15KW。
（2）电流电焊机2个，每个功率为15.8KW。
（3）各类中小型工具10个，每个功率为1KW。
（4）安装工程用电为15KW。
由此获得工程用电总量为86.6KW。
2.生活用电
生活用电清单：
（1）家用电器用电3KW。
（2）办公设施用电5KW。
（3）餐厅用电15KW。
由此获取生活用电总量为23KW。
（二）用电规划
结合工程现场的实际用电状况，对于工程甲方单位为工程提供的配电室，将其设定为一级电源供应，完成1条干线、2条支线的电源线引入，同时配置配电箱五个，其中一级配电箱配置2个，二级配电箱配置3个。甲方所提供的电源，能够顺应临时工程用电需求。
配电干线规划：在工程地下室位置，完成低压配电室、配电箱安装，用于保障工程现场东南、西北两个区域的工程用电平稳性；引出三条支线，东南供电使用一条支线，西北供电使用两条支线。
（三）低压四芯电缆应用的技术分析
在案例工程接地系统中，分别使用低压四芯电缆、保护线进行接地。
1.低压四芯电缆接地保护干线配电
结合工程规范内容可知，接地线、保护线的使用，接地干线截面的使用规范包括：能够顺应较大故障电流的使用需求；结合相导体，确定干线截面；接地干线可同时用于等电位连接；在建筑工地中，接地干线长度应控制在20米范围内，同样采取等电法连接最近的楼板钢筋。
依据GB50217规定内容可知，电缆相芯线截面S1与地线保护截面S2最小值之间的关系如下，单位取平方毫米：
（1）S1≤16，S2=S1
（2）S1介于16与25之间时，S2=16。
（3）S1介于25与400之间时，S2=S1/2。
（4）S1介于400与800之间时，S2=200。
（5）S1＞800，S2=S1/4。
在每层强电内部，能够在基础联合接地网中，完成各类钢筋的有序焊接，形成相对独立的接地保护干线配电方式，是以低压电源为配电连接出发点，使其与另一根接地保护干线相互连接，同时借助金属钢筋达成干线保护目标。因此，使用接地保护干线的连接形式，具有可操作性。在此种配电干线使用时，干线规格均为低压四芯电缆。
2.对比低压四芯电缆干线材质
配电系统的运行安全性，受到连接准确、干线材质的影响。低压四芯电缆干线共有两种材质：一种是热镀锌钢，另一种是铜接地材质。在两种干线中，铜材质的干线，具有优异的导电能力、较强的抗腐蚀性能、工程操作便利性等优势[2]。
（1）在温度条件为20摄氏度时，铜干线的电阻率为1.75×10Ω•m，钢干线电阻率为13.8×10-8Ω•m。由此发现：铜干线相比钢干线，导线性能高出了8倍。
（2）铜材质的低压四芯电缆干线，其熔点为1083摄氏度，在电路处于短路状态时，温度允许的最大值为450摄氏度。钢材质的低压四芯电缆干线，其熔点为1510摄氏度，在电路处于短路状态时，温度允许的最大值为400摄氏度。由热稳定性视角观之，在截面等同的条件下，铜材质性能较为优异。
3.低压四芯电缆接地保护灵敏性
使用低压四芯电缆，进行配电线路连接时，有三种接地保护形式，其一为短路保护，其二为过载保护，其三为故障保护。在建筑工地案例工程中，对低压断路器采取的配电保护形式是：过载与故障两种保护相结合的接地保护形式，过载中选择的是电流保护方式。在故障保护时，电流参数不小于3lset2。在低压配电装置规范中，明确指出了：过电流保护形式，配合故障保护时，应采取回路阻抗控制处理，同时提升故障电流参数，以保障接地保护的灵敏性。
由此可知：在线路截面大小等同的情况下，回路阻抗大小，对于回路感抗参数具有一定影响作用。同时，在回路中，存在感抗与电感正相关关系。当配电线与相位间隔距离有所增加时，电感相应增大，接地保护灵敏性有所减小。因此，在变电站位置的多种保护线路，以四芯电缆为传输方向，完成接地保护敷设。
同时，在电气装置内部，进行多种部分位置的电位联结。
（1）在线路起始位置发生接地故障时，对于线路连接形成的导体电阻，进行忽略处理。配电线导体、导电导体，在部分位置进行电位联结时，在并联处理后，再进行串联。
（2）在线路中心位置发生接地故障时，配电线与可导电两类导体，在部分等电位位置，并联处理后，再进行并联或者串联操作，此时局部位置形成的故障阻抗将会减小。
因此，在系统内形成的接地故障问题，如若故障成因为绝缘，整体建筑总体与局部电位，均处于等同电位的连接状态，能够成功控制接地故障产生的回路阻抗，提升故障电流参数，让过电流保护完成相应动作，提升配电线路保护装置应用的灵活性。在GB50054规范中，明确提出了：在使用接地故障进行配电网保护时，应采取等电位联结形式，顺应等电位联结的使用规范，减少电路故障问题。
4.低压四芯电缆使用的技术经济性
表1 低压四芯电缆使用的技术经济性
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由表1可知：四芯电缆与五芯电缆在配电线路投建成本对比中，四芯电缆有多重经济性表现；在电缆规格为150毫米、240毫米、300毫米时，四芯电缆均能够节省10%左右的投资成本[3]。
四、低压四芯线配电保护的安全技术
（1）在案例工程中，电气设备运维人员、配电保护安装人员，均应采取持证上岗管理措施，阶段性完成安全学习宣传，保障技术人员从业专业性。
（2）在TN-S系统中，应分别敷设保护、工作两类属性的零线。其中，保护零线的引出方法：是在配电室零线、或者首级漏电保护装置侧面，进行线路引出。保护零线在使用时，应保证在至少三个位置完成多次接地处理。三个位置以配电网为核心，一位置为配电室，二位置为配电线路核心，三位置为配电线路末端。
（3）在四芯电缆使用时，应保障接地、接零的规范性。工作接地电阻应控制在10Ω以内，各类重复接地的等同参数电阻，同样控制在10欧姆以内。在土壤电阻值测量时，如若存在高于1000欧姆的现象，应依据规范要求，调整接地电阻不大于30欧姆。
（4）在相同用电程序中，应保证设备状态一致，比如全部为接地保护，或者全部为接零保护。
（5）在电器设备处于有序运行状态时，对于绝缘不带电的装置，比如金属外壳、部件等，均应采取接零保护处理。
（6）对于任意用电设备，应为其装配专用开关箱，保障用电设备使用安全性。
（7）当电气设备存在导电位置暴露时，应对其进行防护处理，同时采取安全标语提醒措施，减少建筑工地发生不利事故，维护工程运作安全性。
（8）配电网各级装置，比如配电室、配电柜等，均应采取上锁管理方式，保障配电安全。
（9）阶段性开展漏电开关质检工作，对于检查结果进行准确记录。
（10）供配电、暂停供电的操作，应保障规范性。供电操作规范为：启动总配电箱，开启分配电箱，操作开关箱。暂停供电的操作规范为：关闭开关箱，关闭分配电箱，最后关闭总配电箱。
（11）电器设备、配电设施在运行使用时，设备内部、设备周边，开启杂物清除管理。同时，阶段性检修配电装置、用电设备，在检修时邀请专业人士进行管理。在检修期间，严禁带电作业，同时进行检修标语宣传，减少他人合闸误操作行为。检修人员应穿戴整齐的防护衣物。
（12）如若有特殊问题，应合理设计警卫、红色信号、事故三类照明设施，照明电源安装在建筑工地的电源总控位置，同时配置应急电源，保障应急照明有序使用。
五、施工技术心得体会
通过该项目施工，四芯电缆相比五芯电缆在工程配线使用时，能够节省10%左右的投资成本。由此可知：在技术优化时，应考量工程成本，以保障技术优化的有效性，顺应工程成本控制的管理需求。铜材质的低压四芯电缆干线，在耐高温方面，性能优异。由此发现：在工艺选择时，综合考量技术的安全性、性能与工程的适用性，以发挥施工技术使用价值。
结论：综上所述，在建筑工程中，配电线路的设计与应用较为关键，使用低压四芯线，进行配电节点保护，具有技术上的可操作性，适用于民用工程建设相关场合。因此，在后续低压配电网设计与运作时，应保障设计合理、线路准确，以此提升低压四芯线的使用经济性，减少资金浪费，顺利完成工程配电规划。
参考文献：
[1]刘国旗. 浅谈低压异步电动机电源电缆芯数的选择[J]. 电世界,2018,59(7):34-35.
[2]章以建. 高压电力电缆配电线路故障在线检测方法研究[J]. 现代电子技术,2019,42(18):10-13.
[3]张晓伟. 电力电缆在输配电线路铁塔上的引下架设[J]. 青年时代,2017(15):120-120.