Instalarea mixtă a sistemelor de curent puternic și slab reprezintă vasele de sânge și nervii clădirilor moderne, iar calitatea construcției determină în mod direct nivelul de siguranță și inteligență al clădirilor.
În ingineria electrică a clădirilor, construcția standardizată a sistemelor de curent puternic și slab este precum colaborarea precisă a "sistemului de circulație a sângelui" și a "sistemului nervos" al corpului uman. Cablurile de curent puternic transportă înaltă tensiune și curent ridicat de 220V și pesteși sunt responsabile pentru acționarea echipamentelor de putere, cum ar fi iluminatul și aerul condiționat; în timp ce cablurile de curent slab transmit voce, date și semnale de control mai jos 36V, construirea de canale de informații pentru case inteligente și sisteme de securitate.
Odată ce cele două sunt confundate sau încrucișate în timpul construcției, se va produce cel puțin întreruperea rețelei și zăpada TV, iar în cel mai rău caz, accidente de șoc electric sau riscuri de incendiu. În conformitate cu datele naționale privind specificațiile electrice, aproape 40% de accidente electrice sunt cauzate de instalarea mixtă a curentului puternic și slab sau de construcția non-standard.
Acest articol va analiza în profunzime punctele tehnice ale întregului proces al cablurilor de curent puternic și slab, de la selectarea materialului la acceptare, și va oferi o soluție sistematică pentru siguranța electrică a clădirii.
1. Concept și caracteristici: diferența esențială dintre transmisia de energie și purtătorul de informații
Diferența fundamentală dintre electricitatea puternică și cea slabă constă nu numai în valoarea tensiunii, ci și în caracteristici fizice și poziționare funcțională. Sistemul de alimentare puternic este în principal 220V/380V AC, cu o frecvență fixă de 50Hz, iar funcția sa principală este transmiterea energiei electrice. Structura cablului său se concentrează pe rezistența izolației și capacitatea de transport a curentului, iar modelele comune includ linia BV, cablul YJV etc.
Sistemul de curent slab acoperă banda largă, telefonia, semnalele de securitate etc. Tensiunea este de obicei mai mică decât 36V tensiune de siguranță, dar frecvența poate ajunge la nivelul MHz. De exemplu, cablu de rețea CAT6, cablu coaxial, etc., accentul de proiectare este fidelitatea semnalului și anti-interferență.
La nivel fizic, câmpul magnetic puternic generat de curentul mare al cablului de alimentare puternic va forma interferențe electromagnetice (EMI) la semnalul slab de putere. Standardul național GB50303 stipulează în mod clar: Este strict interzisă așezarea cablurilor de alimentare puternice și slabe în aceeași conductă, distanța paralelă trebuie să fie ≥300mm, iar unghiul trebuie să fie ≥60° la intersecție pentru a reduce interferențele de cuplare.
2. Selectarea materialelor: proiectare orientată spre rezistența izolației și eficiența ecranării
Selectarea cablurilor de înaltă tensiune Obiectivul principal este capacitatea de transport a curentului de siguranță și gradul de izolare. În distribuția de energie la domiciliu, circuitele de iluminat trebuie să utilizeze fire cu miez de cupru de 1,5 mm², iar echipamentele de mare putere, cum ar fi aparatele de aer condiționat, trebuie să fie echipate cu fire independente dedicate de 4 mm² pentru a se asigura că stratul de izolație nu se va supraîncălzi și nu va ceda la sarcină maximă.
Standardul IEC 60811-606 subliniază: Dacă abaterea de densitate a stratului de izolație depășește 5%, acesta va fi considerat necalificat, deoarece scăderea densității va duce la o scădere a rigidității dielectrice și va crește riscul de defectare.
Cabluri de tensiune slabă trebuie să se potrivească structură de ecranare și performanțe de transmisie. Trei scheme de ecranare pot fi selectate în funcție de mediul de interferență:
- Ecranare cu folie de aluminiu: Potrivit pentru medii de interferență de înaltă frecvență (cum ar fi echipamentele de conversie a frecvenței adiacente), acoperirea 100% este realizată prin bandă compozită din aluminiu-plastic
- Ecranare țesută: Plasa de sârmă de cupru staniu este utilizată pentru a oferi o rată de ecranare ≥90% și rezistență la îndoire, potrivită pentru scenariile de cablare mobile
- Ecranare compozită: Folie de aluminiu + ecranare dublă cu plasă de cupru, utilizată în zone extrem de sensibile, cum ar fi centrele de date.
3. Izolarea cablajului: separarea spațială este prima linie de apărare împotriva interferențelor
Izolare spațială standardizată este piatra de temelie a coexistenței electricității puternice și slabe. Principiul izolării pe trei niveluri trebuie respectat în timpul construcției:
- Izolarea ierarhică: Atunci când jgheaburile de cabluri de alimentare puternice și slabe sunt stratificate vertical, distanța este ≥300mm; atunci când sunt așezate pe același strat, distanța este extinsă la 500mm
- Protecție încrucișată: La intersecția inevitabilă, cablul de alimentare slab trebuie să fie înfășurat cu bandă de ecranare din folie de staniu, iar lungimea de acoperire depășește 200 mm pe ambele părți ale conductei de putere puternică
- Distanța dintre terminale: La panoul de prize, distanța orizontală dintre prizele de alimentare puternice și slabe este de ≥500 mm pentru a evita cuplarea semnalului echipamentelor terminale (cum ar fi routerul și priza de aer condiționat).
Măsurătorile reale ale unui proiect de casă inteligentă arată că atunci când distanța paralelă dintre cablul de rețea și cablul de alimentare crește de la 100 mm la 300 mm, rata de eroare a biților de rețea scade cu 90%, dovedind eficiența izolării spațiale.
4. Tehnologie de ecranare: sistem de apărare electromagnetică a sistemului de putere slabă
Eficacitate slabă a scutului de putere determină în mod direct calitatea semnalului. Cazul ingineriei electrice a navelor arată că tensiunea indusă a cablului de control neecranat în apropierea puterii puternice poate ajunge la 5V, în timp ce scade la sub 0,3V după ecranarea cu plasă de cupru.
Măsurile cheie de ecranare includ:
- Tratament de împământare: Stratul de ecranare trebuie să fie împământat într-un singur punct pentru a evita formarea unei bucle de împământare; împământarea miezului de rezervă poate reduce tensiunea de interferență cu mai mult de 40%
- Planificarea traseului: Linia de curent slab trebuie ținută la ≥ 1 m distanță de sursele puternice de interferență, cum ar fi invertoarele și UPS-urile. Dacă nu poate fi evitată, ar trebui protejată prin țevi din oțel galvanizat
- Izolarea partițiilor: Buclele de semnal de nivel înalt/jos (cum ar fi alarmele de incendiu și muzica de fundal) sunt separate prin cabluri independente pentru a evita diafonia.
Noul strat de ecranare împletit din aliaj de aluminiu și magneziu (cum ar fi seria 3M™) este flexibil și are o permeabilitate magnetică ridicată, care poate atenua interferențele de înaltă frecvență cu 60dB.
5. Conducte și montaj: Implementarea standardizată a protecției mecanice
Sistem de țevi de sârmă este "vesta antiglonț" a cablului. Țeava de sârmă deschisă trebuie fixată cu o clemă de țeavă deschisă, iar distanța este gradată în funcție de diametrul țevii: 1,0m pentru țeava φ20 și 1,5m pentru țeava φ40. Clemele pentru țevi sunt adăugate la coturi, la ≤150 mm de la mijlocul cotului.
Procesul de filetare a țevilor trebuie să respecte cu strictețe trei principii:
- Controlul capacității: Suprafața totală a secțiunii transversale a firelor dintr-un singur tub de sârmă este ≤ 40% din suprafața secțiunii transversale a tubului (de exemplu, un tub PVC φ20 poate înfileta până la 4 fire de 2,5 mm²)
- Standardul firului viu: Atunci când lungimea tubului drept depășește 30 m sau există două curbe consecutive, trebuie instalată o cutie de cabluri pentru a asigura capacitatea de a scoate și înlocui firele
- Raza de curbură: Raza de îndoire a tubului ascuns este ≥ 6 ori diametrul tubului (de exemplu, un tub φ25 necesită un cot R150mm) pentru a preveni răsucirea cablului în interior.
La intersecția dintre electricitatea puternică și cea slabă, tuburile de curent slab ar trebui să utilizeze tuburi din oțel galvanizat și împământare la ambele capete pentru a forma un efect de ecranare a cuștii Faraday. Tuburile din PVC ignifugat pot fi utilizate pentru secțiunile convenționale, dar indicele de oxigen trebuie să fie ＞32% (standardul de testare GB/T2408).
6. Siguranță și acceptare: de la protecția la împământare la diagnosticarea inteligentă
Nucleul de siguranță al sistemului energetic puternic este protecție la împământare. Firul de protecție PE din cutia de distribuție trebuie să utilizeze un fir bicolor galben-verde, iar valoarea testului de rezistență trebuie să fie ≤0,5MΩ. Distanța paralelă dintre conductele electrice și conductele de gaz este de ≥100 mm și ≥50 mm la intersecție.
Sistem actual slab se concentrează pe verificarea semnalului:
- Test on-off: Rețeaua utilizează un tester FLUKE pentru a efectua detectarea atenuării de la un capăt la altul
- Identificarea etichetelor: Etichetele 3M din seria SDR sunt aplicate la ambele capete ale fiecărui cablu, indicând "tip de curent slab - cameră - număr de serie" (cum ar fi TV-Living-01)
- Continuitatea ecranării: Utilizați un multimetru pentru a măsura rezistența stratului de ecran pentru a asigura o conducție completă.
Test de încărcare pas cu pas este utilizat în etapa de acceptare: linia de curent puternic funcționează la sarcina nominală 80%/100%/115% timp de 2 ore fiecare și monitorizează creșterea temperaturii; linia de curent slab este testată pentru rata de pierdere a pachetelor timp de 72 de ore la lățime de bandă maximă.
Spațiere insuficientă între curentul puternic și cel slab este încă cea mai frecventă încălcare la fața locului (reprezentând 35% din ordinele de rectificare), iar lipsa împământării stratului de ecran conduce la o creștere de 70% a ratei de eșec a curentului slab. Construcția standardizată de izolare a curentului electric puternic și slab reduce rata de funcționare falsă a sistemelor smart home cu 90%, și reduce riscul de incendii electrice prin 50%.
Esența coexistenței electricității puternice și slabe este coexistența armonioasă a energie și informații. De la "standarde duble de izolare și ecranare" în selectarea materialelor, la "prioritatea separării spațiului" în cablare, la "verificarea dublă a sarcinii și semnalului" în acceptare - acest sistem de apărare pe trei niveluri construiește gena siguranței electrice a clădirilor moderne. Numai prin aderarea la limitele specificațiilor se poate realiza o integrare sigură.