吴宝林
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摘要：目前，我国的经济在快速发展，社会在不断进步，在信息通信机房电中，电力电缆承担着输送电能的作用，它的正常工作关系到信息通信系统的安全稳定运行。介绍了电缆的结构和分类，探讨了在设计阶段如何根据信息通信机房电的特点选择电缆的种类，并重点讨论了如何根据载流量、电压降和机械强度来选择电缆的截面积。
关键词：电力电缆;载流量;电压降;机械强度
引言
如今，电气化铁路信号电缆采用铝护套电缆，为了防止牵引电流对信号的干扰，电缆的铝护套在信号机械室（或电缆间）接地。在微机联锁的车站，其信号机械室均有性能良好的综合接地系统。随着行车密度的增加以及万吨列甚至两万吨列的开行，经信号电缆的铝护套入地的牵引电流也越来越大。铝在空气中很容易被氧化成三氧化二铝，这就使得铝护套与接地卡子间接触电阻增大，当有较大的牵引电流流过时发热造成电缆损坏甚至引起机械室火灾。本设计采用了环监系统，通过在每条电缆处安装温度传感器，在电缆间（井）和机械室安装烟雾报警器，在微机室或数据监控室安装报警主机，在运转室或其它有人值班的场所安装语音报警分机来形成一个闭环控制系统防止因牵引电流流过时发热而造成电缆损坏。
1电缆芯线的性能选择
众所周知，铜的导电性相对与铝来说，其导电性能更好，可以使面积相同的铜芯的承载电流量在铝的基础上增加31%左右，且铜的弹性性能相对更好。因此，在现实生活中，铜芯一般很少出现损坏和断裂现象的发生。从物理学角度来看，铜的硬度比铝的硬度相对较大，抗氧性能强，产生的电流阻力小，进而有效的减少了安全事故的发生，降低了电力维修成本。根据以往电缆事故发生的原因来看，其电缆故障主要是由电缆头损坏所引起的，而电缆头的损坏又与各种因素导致的接触点汽化、熔化程度息息相关。通过有关数据调查研究，发现铜的熔点为1083.6℃，而铝的熔点为661.127℃，可见，铜芯的抗熔效果明显优于铝芯。从以上的研究分析来看，就性能而言，电缆选用铜芯的效果会更好。
2信息通信机房电力电缆的选择与应用
2.1侵入物分析与应对
侵入物的来源主要有以下方面：1.建筑物缝隙渗漏（坠入）；2.温控系统外循环带入；3.信息通信机房电出入人员带入；4.信息通信机房电内部设备掉落。来自于1和2的侵入物为雨雪渗水和冷凝水，在重力作用下最终会汇集在阻燃防静电地板上，继而引发该处湿度传感器报警；来自于3和4的侵入物主要为灰尘、水泥块、钢制螺丝、金属屑、塑料碎屑等，其中一部分侵入物可能导致设备短路或引起火灾。这些侵入物最终也会汇集到阻燃防静电地板，只能通过大功率吸尘器进行清除。参考相关标准对固体侵入物的规定，根据直径大小将A单位数据中心信息通信机房电侵入物情况进行统计，其中直径在50mm以上的主要是在信息通信机房电改造工程中产生的硅酸盐类建筑垃圾，直径在10~50之间的主要是在设备安装过程中遗落的螺丝等金属件，直径在5~10mm之间的主要是在支撑构件加工工程中产生的金属碎屑，直径在1~5mm之间的要是在设备安装过程中碎裂的塑料泡沫颗粒，直径在1mm以下的主要是在数据中心运行过程中由空气循环系统进入的灰尘。上述入侵物可能造成短路或接触不良问题。
2.2系统安装及配线
根据电缆数量（Pt-100温度传感器数量），可安装一台或多台（最多32台）温度采集机；根据房间面积及安装高度确定烟雾报警器数量；根据烟雾报警器数量可安装一台或多台（最多64台）烟雾采集机；根据报警地点的数量可安装一台或多台（最多8台）语音报警分机。采集机、语音报警分机、报警主机之间通过CAN总线（两芯扭绞带屏蔽线）连接。为了保证测试精度，Pt-100温度传感器和温度采集机之间距离不要过远（一般不超过5米）。
2.3电缆导体的截面积
在讨论电缆导体的截面积之前，首先要正确理解标称截面积、设计截面积和实际截面积3个概念的联系和区别。标称截面积是指产品标准中用来表述电缆产品的规格，仅仅是此规格的代号或名称，便于产品制造过程中的文件及生产管理。标称截面积并不要求直接测量其截面积，而是通过导体的电阻值进行衡量和考核。设计截面积也称为电气截面积，是指设计过程中选择的电缆截面积，施工进场时应对其截面和导体电阻进行见证取样送检。实际截面积指电缆导体的几何截面积。对于电缆生产制造者来讲，某标称截面的导体截面究竟设计多大才能满足标准要求，不是指实际截面积要大于等于标称截面积，而是指此标称截面下的设计截面积（电气截面积）要满足标准要求，即电阻值应满足标准要求，将此作为设计导体实际截面大小的依据。如果选择的导电性能较高的导体材料，那么实际截面可以小一些，反之导体实际截面应大一些。当今随着导体材料生产工艺的改进和科学技术进步，无氧铜材的先进生产工艺已经得到普遍应用，铜导体材料电阻率足以保证用小于标称直径铜丝能满足对应规格电阻的要求，所以目前电缆行业中较普遍出现电阻合格，但线芯实际截面小于标称截面的现象，这是符合产品标准要求的，也符合节能节材的发展趋势。下文所讨论的电缆导体截面积均是指设计截面积（电气截面积）。电缆导体的设计截面积需要满足信息通信机房电系统安全运行的要求，首先，电缆的发热应控制在允许范围内，即载流量应满足要求；其次，电缆上的电压降应满足系统正常工作的要求。
2.4温度传感器设置
在温度传感器界面配置每台温度采集机。可根据配线表增加、修改、删除温度采集机。系统安装调试完成后，已对所接温度采集机进行设置。如需更换采集机，可在列表中双击需更换的温度采集机，列表上方输入框将显示所选采集机详细信息，更改信息后（如更换采集机需更改采集机号）点击“修改”即可。更换采集机还需进行“最高温度”及“最大温差”设置，详见系统设置。
2.5高压电缆的热稳定性校验
经济电流密度就是使输电导线在运行中，电能损耗、维护费用和建设投资等各方面都是最经济的。根据不同的年最大负荷利用小时数，选用不同的材质和每平方毫米通过的安全电流值。导线截面影响线路投资和电能损耗，为了节省投资，要求导线截面小些；为了降低电能损耗，要求导线截面大些。综合考虑，确定一个比较合理的导线截面，称为经济截面积，与其对应的电流密度称为经济电流密度。
结语
在信息通信机房电中，电力电缆的选择涉及到电缆的燃烧性能、电缆导体的种类、截面积大小等方面。总的来说，电缆的选择应遵循如下要求：（1）信息通信机房电内的所有电力电缆应选用阻燃电缆或耐火电缆，建议采用具备阻燃A类性能的电缆。（2）信息通信机房电内的电力电缆宜采用铜芯电缆，其中，地线电缆必须采用铜芯电缆，在沿海等有环境腐蚀的地区，也应采用铜芯电缆。（3）信息通信机房电内的电缆导体截面积应满足信息通信系统安全运行的要求，主要考虑三个方面的因素：电缆的载流量、允许的最大电压降和机械强度。（4）电缆的载流量一般通过国家标准查表的方式确定，并应考虑电缆运行的环境温度和敷设方式等具体情况的影响。
参考文献
[1]中华人民共和国国家标准GB50217-2018《电力工程电缆设计标准》2018年.
[2]中华人民共和国国家标准GB51194-2016《通信电源设备安装工程设计规范》2016年.
[3]中华人民共和国国家标准GB50689-2011《通信局（站）防雷与接地工程设计规范》2011年.
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[5]中华人民共和国通信行业标准YD/T585-2010《通信用配电设备》2010年.