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今期談談鋼線槽、疏孔線架(下稱“疏篩”) 電路保護導體的一些看法。

  1. 鋼線槽

1.1 鋼線槽可以作為相關電路保護導體的依據(CoP 11C)

 

1.2 鋼線槽作為相關電路保護導體的截面要求(CoP11(2),圖1.1)

1.1

  1. 2.1k1,以現時市場常用的BS 7211,銅導體、熱固性(90XLPE)絕緣無裝甲有或無護套的電纜為例,k1等於143;如果使用PVC絕緣無裝甲有或無護套的電纜,截面規格小於300mm2k1等於115k1數值具體的探討見上期《電纜的裝甲一定可以作為這相關電路的及格保護導體”嗎?》一文。
  2. 2.2k2依據CoP使用鋼線槽作為電路保護導體,是參照表11(2)(e)由鋼導管、管通及線槽構成的保護導的k數值”(圖1.2)相對一般使用的PVC(70℃)絕緣電纜是47,而相對XLPE絕緣電纜是58(下文的討論,除了特別指明外,都是以XLPE絕緣電纜為例)
  3. 2.3因此,XLPE絕緣電纜配合鋼線槽佈線,並且以鋼線槽為電路保護導體,參考上述兩點的數據,CoP11(2)可以改成圖。

1.2

 

1.3

 

  1. 2.4鋼線槽槽殼截面積

CoP表14(1)列出金屬線槽的槽殼材料最小厚度(1.4),圖1.5是鋼線槽槽殼最小截面積(不計算槽蓋和槽口位置),以及放在鋼線槽內XLPE絕緣電纜的最大規格,PVC絕緣電纜也適合參考這表。從圖1.5可以看到,現時行業內的一般安裝方式基本是能夠滿足使用鋼線槽槽殼作為電路保護導體的截面積要求,而不需要特別再作計算的了。

1.4

 

1.5

 

  1. 2.5使用鋼線槽作為電路保護導體,有兩點是特別需要注意的:
    1. 鋼線槽段間(“毗連”)接駁位置電氣性能連續的處理。

1.6CoP14C(1) (b)所列出的指引。請讀者們注意的是,這指引是沒有特別指定是以鋼線槽作為保護導體,或者是另外設有真水的裝設,因此這是適合應用在鋼線槽的任何裝設情況

1.6

 

現時行業上的慣例,都是會在鋼線槽段間的接駁位置裝上水線銅片” (1.7),但問題是這水線銅片是不是大小適中了。圖1.8水線銅片是現時一般在市場經常買到的產品。從這兩張圖片可以看到,這水線銅片的連續截面積是13.5mm X 0.5mm6.5mm2。但這樣是不是大小適中?便要看看:

n   怎樣理解大小適中的意思。如果不是指相應保護導線的大小規格,那還有什麼可以對照的呢?如果是,那便需要再看看:

n   放在鋼線槽內的電纜規格。根據圖1.1(CoP11(2)),這銅片的有效截面積是6.5mm2,那鋼線槽內的電纜規格也便不可以超過6.0mm2了。但是依據實際工作所見,放在這些鋼線槽內的電纜規格,郤很多時都會超過6.0mm2,因此如果監管方面落實執行這一點,很多工程便會變成不符合CoP的規定了。圖1.9的資料,是引用自一間現時市場佔有率頗高的電氣金屬製品公司的產品資料,其中的數據可以作為有價值的參考。

1.7

 

1.8a

 

18b

 

1.9

 

b.和其他電力設施的金屬外殼接駁的處理方式

1.10使用一條1/8”X1”的銅帶把作為電路保護導體的鋼線槽和一組配電箱的金屬外殼連接起來,並且也作為這配電箱的唯一接地(電路保護導體)。這樣的做法,是現行工程的普遍做法。筆者曾經在一次電力公司的驗線場合中,聽到電力公司的驗線工程師對圖1.10這樣的做法有所質疑時,駐場的REW的回應竟然是:我們在不少工程也是這樣做的,這些工程包括有……(這些內容不方便錄下)”。本文預算討論一下,圖1.10的做法是不是能夠完全符合CoP的指引,以及有沒有需要改進的地方。

1.10

 

n   CoP 14A(1)(b) (1.11)指出,圖1.10的處理方式,是未能夠滿足CoP的指引。因為保護導體沒有連接在配電箱的接地終端

1.11

 

n   從圖1.10可以看到配電箱的金屬本體是塗上防鏽油漆,或是經過“噴粉”處理,在電氣角度上來說,這些防鏽材料都不是具有良好導電性能的電氣導體。在這情況下,如果不把和銅帶接觸到配電箱位置的油漆除去,接地的效果將會是只依靠連接螺絲的牙紋碰到配電箱的位置。這是不是一個良好的處理方式,相信讀者們都會有著清楚的答案。

n   1.11的處理方式,這一方面是依循了CoP14A(1)(b)的指引,另一方面也避免了配電外殼的防鏽油漆問題。

n   從圖1.10可以看到配電箱的金屬本體是塗上防鏽油漆,或是經過“噴粉”處理,在電氣角度上來說,這些防鏽材料都不是具有良好導電性能的電氣導體。在這情況下,如果不把和銅帶接觸到配電箱位置的油漆除去,接地的效果將會是只依靠連接螺絲的牙紋碰到配電箱的位置。這是不是一個良好的處理方式,相信讀者們都會有著清楚的答案。

n   1.11的處理方式,這一方面是依循了CoP14A(1)(b)的指引,另一方面也避免了配電外殼的防鏽油漆問題。

1.11

 

2.疏篩

疏篩的金屬本體不可以作為電路保護導體,已經是行業一直以來的共識。在CoP的整個內容中,牽涉疏篩(疏孔線架)的說明,只有在附錄5“決定電纜導體大小的額定值因數、附錄6“聚氯乙烯(PVC)絕緣及交聯聚乙烯(XLPE) 絕緣電纜的載流量及電壓降表,以及附錄7“電纜的典型安裝方法中才有所提及,但是這些篇章都是和電纜的載流量有關。

因此,對於疏篩的接地要求,在行業的不同持份者看來,便有著很大的模糊度。不同的觀點主要是在於接地導體的規格(尺寸)上,特別是疏篩段間(“毗連”)接駁位置的電氣連續導體”(2.1、圖2.2)

2.1

 

2.2

 

總括來說,這些爭論都可以歸納為一個問題,就是在一個電力裝置中,疏篩的性質是:

2.1 外露非帶電金屬部分” (Exposed conductive part),一般是指電力器具的可觸摸導電部分,而這些部分並非帶電部分,但在發生故障時可變為帶電。例如;CoP 11D(2)(a)列出以下可以用來作為電路保護導體外露非帶電金屬部分

(i) 用電器具的金屬外殼,但不包括雙重絕緣器具;

(ii)   供電纜藏入的金屬導管、線槽及管通;

(iii)  電流分配器具(例如開關及控制組件) 的金屬外殼。

       如果這些外露非帶電金屬部分用來作為電路保護導體,便需要審核其截面積的大小是否合適。目的是為了當故障電流出現時,能夠提供合適的故障電流通路並操作過流保護裝置。決定其最小截面積,應依據CoP 11C(2)”保護導體的大小11H“接地導體的載錄內容來決定。或者是:

2.2  非電氣裝置金屬部分” (Extraneous conductive part)指可引進電勢(通常是對地電勢)的導電部分,而這些導電部分並非組成電力裝置的一部分。的是為了降低建築物內可能同時接觸的不同金屬部件之間的電位差。其接地最小截面積的要求,是依照CoP 11E(d)等電位接駁、11F(d)輔助接駁的載錄內容。

2.2中,這些導電部分並非組成電力裝置的一部分是最經常引起爭議的一點,因為總不能說疏篩不是電力裝置的一部分。但是如果參照CoP 11C(b)(v)列出的線路系統的金屬外殼”(本文的1.1),以及2.1(ii)疏篩也不是供電纜藏入的金屬…”電力裝置。加上在這一小節的開始,筆者便說明在現時行業一直以來的共識是疏篩的金屬本體不可以作為電路保護導體。因此,疏篩的金屬本體是應該可以認定,是屬於非電氣裝置金屬部分

最後用一個裝設的例子來作為本文的終結。

[] 裝置的供電總線是一組4/C CU 35mm2裝甲電纜,以本身的裝甲作為接地導體(“總水”),並且放置在疏篩上。

(a) 電纜裝甲終端接向電表房錶前掣,以及總配電箱金屬外殼上的保護導體是1/C 16mm2 PVC/綠色電纜;

(b) 疏篩接駁在錶前掣、總配電箱金屬外殼上、以及疏篩段間連續保護導體1/C 10mm2 PVC/綠色電纜。

試分析這樣的接地處理,是不是滿足CoP的要求。

[] (1) 裝置的接地導體,如果使用1/CPVC/綠色電纜,截面積最小要使用16mm2 (1.1CoP11(2))(a)符合CoP的要求;

(2)   定義疏篩是非電氣裝置金屬部分。因此接駁在錶前掣、總配電箱金屬外殼上、以及疏篩段間連續保護導體便是等電位接駁導體

       根據CoP 11E(d)總等電位接駁導體的截面積,不應小於裝置中接地導體截面積的一半,但最低限度要達6平方毫米的銅等值,但不需超過25平方毫米銅等值 因此,(b)使用1/C 10mm2 PVC/綠色電纜,或不少於同等截面積的銅片,也是符合CoP的要求。

(3)   但是另一方面如果把疏篩接駁在錶前掣、總配電箱金屬外殼上、以及疏篩段間連續保護導體 定義為不是等電位接駁導體,而輔助接駁導體      那麼根據CoP 11F(d)(ii)把外露非帶電金屬部分連接至非電氣裝置金屬部分的接駁導體,其截面積不應小於連接外露非帶電金屬部分的保護導體截面積的一。使用1/C 10mm2 PVC/綠色電纜,或不少於同等截面積的銅片,也是符合CoP的要求。

       可是疏篩段間連續保護導體,郤可以根據CoP 11F(d)(iii)把兩個非電氣裝置金屬部分(其中一個連接至外露非帶電金屬部分)連接起來的接駁導體,其截面積不應小於連接外露非帶電金屬部分的保護導體截面積的一半。使用1/C 6mm2 PVC/綠色電纜,或不少於同等截面積的銅片,也是符合CoP的要求。

(4) 但值得注意的是,疏篩接駁在錶前掣、總配電箱金屬外殼上,如果定義為輔助接駁導體。當裝置的總開關金屬外殼(“外露非帶電金屬部分”)接向大廈接地系統的保護導體是3mmX25mm(“11”)銅帶,那上述第(3)點的數值便會全部改變,因為CoPCoP 11F(d)(ii)(iii)所載錄的內容是:其截面積不應小於連接外露非帶電金屬部分的保護導體截面積的一半

 

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