超高层建筑钢结构偏移对矿物绝缘电缆的影响-建筑电气2010.6
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【摘要】超高层建筑中消防配电干线通常采用矿物绝缘电缆，这种电缆的绝缘材料为氧化镁，氧化镁很容易吸潮，受潮后绝缘电阻迅速降
文本预览
建箍电乞。
—____I_l-__—■BUILDfNG
z1：3 11：3年第6期I ELECTRICITY
超高层建筑钢结构偏移对矿物绝缘电缆的影响
李炳华徐学民吴生庭林清霖张巧玲(中建国际设计顾问有限公司，北京市 100013)
朱立阳(北京建筑工程学院，北京市100044)
刘文坤(第二炮兵后勤部营建办公室．北京市 100085)
The Impact ofMineral Insulated Cables on theStructure Offsetin Extra．high Buildings
Li Bingh岫Xu Xuemin Wu Shengting Lin Qin羽in Zhang Qiaoling(China Construction
Design International，Bering L00013，China)
Zhu Liyang(BeringUniversity ofCivil Engineering and Architecture，Beijing 100044，China)
Liu Wenkun(Construction Office ofLogistics Departmentofthe Second Artillery，Beijing 100085，China)
Abstract Mineral insulated cables are often used 超高层建筑常因其独特的建筑特点成为城市的标
in extra—high buildings as fire protection trunk cable． 志．对其供电可靠性和消防系统提出了越来越高的要
On one hand，their insulating material，magnesium 求。在消防供电干线中大量应用的矿物绝缘电缆是否
oxide，however，easily absorbs moisture，resulting in
适用于超高层建筑?其供电可靠性是否满足要求?笔
rapid drop in insulation resistance．On the other hand，
者将在本文中通过试验予以验证和探讨。
their intermediate connectors and terminals of cables
are chronically in a vibrational state due to the 1 超高层建筑的特点
fact that extra—high buildings，usually made of steel
structures，are subject to a certain degree of offset in a．最显著的特点就是建筑高度高。1972年。在
the wind，which has an impact on the reliability of the 美国Pennsylvania(宾夕法尼亚州)的Bethlehem(伯
cables．Therefore，the waterproof and moisture— 利恒市)的国际高层建筑会议上．将40层以上。建
resistance capabilities of mineral insulated cables
筑高度在100 m以上的建筑定义为超高层建筑。我
subject to vibrating conditions are studied by means of
国长期以来没有“超高层建筑”的官方定义．直到
simulation tests and theoretical analyses，which form
the basis for the correct selection of mineral insulated GB 50352—2005《民用建筑设计通则》颁布执行，
cables． 才有超高层建筑的定义。《民用建筑设计通则》
Keywords Extra—high building Mineral insulated 第3．1．2条第2款指出． “建筑高度大于100m的
cable Intermediate connector ofcable Cable terminal 民用建筑为超高层建筑。”GB 50045—95《高层民用
Offset Moisture absorption
建筑设计防火规范》(2005年版)也对100 m以上的
高层建筑做出了更严格的要求和规定。
摘要超高层建筑中消防配电干线通常采用矿
b．建筑规模大。在建筑高度增加的同时。建筑
物绝缘电缆．这种电缆的绝缘材料为氧化镁，氧化镁
面积也随之增大。
很容易吸潮．受潮后绝缘电阻迅速降低。而超高层建筑
e．功能多，人员密度大。通常一栋超高层建筑
通常采用钢结构．在风的作用下存在一定的偏移，使 中包含办公、酒店、商业等功能．可同时容纳数万
矿物绝缘电缆的中间联接器(简称“联接器”)和电缆 人。在紧急情况下疏散时间长，疏散难度大[1．引。
端头长期处于振动状态下．对其可靠性有一定的影 d．用电量大，变配电所数量较多。为了深入负
响。通过模拟试验和理论分析研究矿物绝缘电缆振动 荷中心，除了总变配电所外，往往在地下层、避难层
后中间联接器和端头的防水防潮性能．为正确选用矿 或设备层、顶层设置分变配电所。
物绝缘电缆提供依据。 表1为国内部分超高层建筑电源及相关参数，
关键词 超高层建筑 矿物绝缘电缆 电缆中间 用电量最大为55．5 MVAt31．最小也达28 MVA。用
联接器 电缆端头 偏移量吸潮 电量如此之大．设置110kV变电站也不为过。
V～01．29
—一J—un．2010
20
No．6
。●表l 部分超高层建筑电源及相关参数
Tab．1 Powersupply andrelevantparameters forsomeextra—high buildings
深圳平安国际 上海环球 天津陆家嘴广‘场及
建筑物名称 中钢国际广场 天津津塔 上海金茂大厦 广州珠江新城
金融中心 金融中心 商务大酒店
建筑面积 395000m2 310000m2 290000m2 460000m2 38l600m2 450000m2 210000m2
360 m 588m
建筑高度 358 m 336．9m 492m 200m 309m
(塔尖420．5 m) (塔尖646111)
层数 83层 75层 88层 116层 10l层 42层 7l层
五星级和超五星 两栋办公楼、一
超五星级宾馆、写
级洒店、酒店 办公、酒店、 洒店、办公、 座高档商务酒店
功能 办公．商业 字楼、会议室、商 办公、会议
式公寓、办 公寓、商业 商业等 和一座大型购物
业
公、商业 中心
2路35 kV电 2路35kV电源． 3路35 kV电源．
3路35 kV电 9路10kV电 两路35 kV独立 3路10 kV电
电源 源．同时下 同时工作．互 同时工作．互为备
源．两用一备 源．6用3备 电源 源
作．互为备用 为备用 用
36400kVA，
主站35，10kV． 1个35 kV总变
40200kVA， 除主站外．在 4个变电所．
主变35／6．3kV． 3×12500kVA 电所．7个分变
总容量 1个主站． 地下层、45 55 500kVA 主一从关系．
变 4X 10000kVA 每个避难层f12层 电所．总容量
压 9个分站 层、60层、冷 一个)均设分站 4l900kVA 28 Ooo kVA
器 冻机房设分站
单位安
101．8VA，m2 117．4VA，m2 137．9VA，m2 120．7VA，m2 98．3VA／m2 93．1VA，m2 133．3VA，m2
装容量
由此看来．超高层建筑中供配电系统的可靠性
非常重要．其干线电缆的可靠性是关键因素之一。
2超高层建筑竖向干线采用矿物绝缘电缆的
依据
JGJ 16—2008《民用建筑电气设计规范》第
13．10．4条规定： “1 火灾自动报警系统保护对
象分级为特级的建筑物．其消防设备供电干线及分支 图l建筑物偏移示意图
Fig．1 Schematic diagramof buildingoffset
干线，应采用矿物绝缘电缆。2火灾自动报警系统保
注：图中H为建筑物高度，△￡为偏移量。
护对象分级为一级的建筑物．其消防设备供电干线
及分支干线．宜采用矿物绝缘电缆……。” 表2部分超高层建筑极限偏移量
—____I_l-__—■BUILDfNG
z1：3 11：3年第6期I ELECTRICITY
超高层建筑钢结构偏移对矿物绝缘电缆的影响
李炳华徐学民吴生庭林清霖张巧玲(中建国际设计顾问有限公司，北京市 100013)
朱立阳(北京建筑工程学院，北京市100044)
刘文坤(第二炮兵后勤部营建办公室．北京市 100085)
The Impact ofMineral Insulated Cables on theStructure Offsetin Extra．high Buildings
Li Bingh岫Xu Xuemin Wu Shengting Lin Qin羽in Zhang Qiaoling(China Construction
Design International，Bering L00013，China)
Zhu Liyang(BeringUniversity ofCivil Engineering and Architecture，Beijing 100044，China)
Liu Wenkun(Construction Office ofLogistics Departmentofthe Second Artillery，Beijing 100085，China)
Abstract Mineral insulated cables are often used 超高层建筑常因其独特的建筑特点成为城市的标
in extra—high buildings as fire protection trunk cable． 志．对其供电可靠性和消防系统提出了越来越高的要
On one hand，their insulating material，magnesium 求。在消防供电干线中大量应用的矿物绝缘电缆是否
oxide，however，easily absorbs moisture，resulting in
适用于超高层建筑?其供电可靠性是否满足要求?笔
rapid drop in insulation resistance．On the other hand，
者将在本文中通过试验予以验证和探讨。
their intermediate connectors and terminals of cables
are chronically in a vibrational state due to the 1 超高层建筑的特点
fact that extra—high buildings，usually made of steel
structures，are subject to a certain degree of offset in a．最显著的特点就是建筑高度高。1972年。在
the wind，which has an impact on the reliability of the 美国Pennsylvania(宾夕法尼亚州)的Bethlehem(伯
cables．Therefore，the waterproof and moisture— 利恒市)的国际高层建筑会议上．将40层以上。建
resistance capabilities of mineral insulated cables
筑高度在100 m以上的建筑定义为超高层建筑。我
subject to vibrating conditions are studied by means of
国长期以来没有“超高层建筑”的官方定义．直到
simulation tests and theoretical analyses，which form
the basis for the correct selection of mineral insulated GB 50352—2005《民用建筑设计通则》颁布执行，
cables． 才有超高层建筑的定义。《民用建筑设计通则》
Keywords Extra—high building Mineral insulated 第3．1．2条第2款指出． “建筑高度大于100m的
cable Intermediate connector ofcable Cable terminal 民用建筑为超高层建筑。”GB 50045—95《高层民用
Offset Moisture absorption
建筑设计防火规范》(2005年版)也对100 m以上的
高层建筑做出了更严格的要求和规定。
摘要超高层建筑中消防配电干线通常采用矿
b．建筑规模大。在建筑高度增加的同时。建筑
物绝缘电缆．这种电缆的绝缘材料为氧化镁，氧化镁
面积也随之增大。
很容易吸潮．受潮后绝缘电阻迅速降低。而超高层建筑
e．功能多，人员密度大。通常一栋超高层建筑
通常采用钢结构．在风的作用下存在一定的偏移，使 中包含办公、酒店、商业等功能．可同时容纳数万
矿物绝缘电缆的中间联接器(简称“联接器”)和电缆 人。在紧急情况下疏散时间长，疏散难度大[1．引。
端头长期处于振动状态下．对其可靠性有一定的影 d．用电量大，变配电所数量较多。为了深入负
响。通过模拟试验和理论分析研究矿物绝缘电缆振动 荷中心，除了总变配电所外，往往在地下层、避难层
后中间联接器和端头的防水防潮性能．为正确选用矿 或设备层、顶层设置分变配电所。
物绝缘电缆提供依据。 表1为国内部分超高层建筑电源及相关参数，
关键词 超高层建筑 矿物绝缘电缆 电缆中间 用电量最大为55．5 MVAt31．最小也达28 MVA。用
联接器 电缆端头 偏移量吸潮 电量如此之大．设置110kV变电站也不为过。
V～01．29
—一J—un．2010
20
No．6
。●表l 部分超高层建筑电源及相关参数
Tab．1 Powersupply andrelevantparameters forsomeextra—high buildings
深圳平安国际 上海环球 天津陆家嘴广‘场及
建筑物名称 中钢国际广场 天津津塔 上海金茂大厦 广州珠江新城
金融中心 金融中心 商务大酒店
建筑面积 395000m2 310000m2 290000m2 460000m2 38l600m2 450000m2 210000m2
360 m 588m
建筑高度 358 m 336．9m 492m 200m 309m
(塔尖420．5 m) (塔尖646111)
层数 83层 75层 88层 116层 10l层 42层 7l层
五星级和超五星 两栋办公楼、一
超五星级宾馆、写
级洒店、酒店 办公、酒店、 洒店、办公、 座高档商务酒店
功能 办公．商业 字楼、会议室、商 办公、会议
式公寓、办 公寓、商业 商业等 和一座大型购物
业
公、商业 中心
2路35 kV电 2路35kV电源． 3路35 kV电源．
3路35 kV电 9路10kV电 两路35 kV独立 3路10 kV电
电源 源．同时下 同时工作．互 同时工作．互为备
源．两用一备 源．6用3备 电源 源
作．互为备用 为备用 用
36400kVA，
主站35，10kV． 1个35 kV总变
40200kVA， 除主站外．在 4个变电所．
主变35／6．3kV． 3×12500kVA 电所．7个分变
总容量 1个主站． 地下层、45 55 500kVA 主一从关系．
变 4X 10000kVA 每个避难层f12层 电所．总容量
压 9个分站 层、60层、冷 一个)均设分站 4l900kVA 28 Ooo kVA
器 冻机房设分站
单位安
101．8VA，m2 117．4VA，m2 137．9VA，m2 120．7VA，m2 98．3VA／m2 93．1VA，m2 133．3VA，m2
装容量
由此看来．超高层建筑中供配电系统的可靠性
非常重要．其干线电缆的可靠性是关键因素之一。
2超高层建筑竖向干线采用矿物绝缘电缆的
依据
JGJ 16—2008《民用建筑电气设计规范》第
13．10．4条规定： “1 火灾自动报警系统保护对
象分级为特级的建筑物．其消防设备供电干线及分支 图l建筑物偏移示意图
Fig．1 Schematic diagramof buildingoffset
干线，应采用矿物绝缘电缆。2火灾自动报警系统保
注：图中H为建筑物高度，△￡为偏移量。
护对象分级为一级的建筑物．其消防设备供电干线
及分支干线．宜采用矿物绝缘电缆……。” 表2部分超高层建筑极限偏移量
AIGC内容描述：
在《建筑电气》2010年6月刊中，有一篇文章详细探讨了超高层建筑钢结构在施工和使用过程中可能出现的偏移问题，对该类结构对矿物绝缘（MI）电缆产生的影响进行了深入分析。文章指出，随着建筑物高度的增加，钢结构因地震、风荷载或自身重量等因素可能导致的位移，可能会对安装在其内部或临近的矿物绝缘电缆产生潜在风险，如应力集中、电缆路径扭曲、连接部位松动等问题。
矿物绝缘电缆作为一种高性能、耐火且具有优良机械性能的电力传输线缆，在高压和恶劣环境条件下具有显著优势。然而，钢结构的持续性偏移可能引发电缆护套材料的局部应力增大，进而可能影响电缆的绝缘性能、机械强度以及附件的可靠性，甚至导致电缆故障和火灾隐患。
因此，针对超高层建筑中使用的矿物绝缘电缆，文章强调了在设计、施工和维护阶段必须充分考虑钢结构偏移对电缆安全运行的影响，并提出了相应的预防措施和应对策略，以确保电缆系统的长期稳定运行和建筑电气系统的安全性。
