数据中心建筑电力电缆的选择方法

摘要：本文介绍了低压电力电缆的分类，并结合数据中心建筑对电力电缆的需求，重点介绍常用的电力电缆，说明其性能及分析相关数据，并针对不同的应用位置确定了选用依据。

关键词：数据中心建筑电力电缆选型

中图分类号：F407文献标识码： A

一、建筑电气低压电力电缆的分类

低压电力电缆是工作电压为交流1000V及以下电力系统中采用的各种电力电缆的统称。目前我国塑料绝缘低压电力电缆不但品种较多，而且结构复杂，按绝缘材料、耐火等级、电缆特性和使用条件等类型进行分类，具体分类情况见图1。

从图表中可看出，按绝缘材料分为聚氯乙烯绝缘电力电缆、交联聚乙烯绝缘电力电缆、丁腈混合物电力电缆，在实际工程中常用聚氯乙烯绝缘电力电缆、交联聚乙烯绝缘电力电缆；阻燃电缆分为阻燃电力电缆、低卤低烟阻燃电力电缆、无卤低烟阻燃电力电缆、高阻燃隔氧层电力电缆，在实际工程中常用阻燃电力电缆、无卤低烟阻燃电力电缆。耐火电缆分为耐火电力电缆、传统矿物绝缘电力电缆、柔性矿物绝缘防火电力电缆，在实际工程中常用耐火电力电缆与柔性矿物绝缘防火电力电缆。

二、常用电力电缆特点

（一）聚氯乙烯（PVC）绝缘电力电缆（VV）

经过几十年的生产和使用，目前PVC制造及加工技术已经非常成熟。PVC绝缘材质在电线电缆领域有着非常广泛的应用，并有着显著的自身特点：制造技术成熟、易成型和加工制造，成本低廉，在线材表面色差、印字、加工效率、软硬度、导体的附着力、线材本身的机械物理性能和电性能方面均可作有效控制；具有非常良好的阻燃性能，因此PVC绝缘电线极易达到各类标准规定的阻燃等级。

（二）交联聚乙烯绝缘电力电缆（YJV）

交联聚乙烯绝缘电力电缆至今已有50多年的历史了，它具有优良的介电性能，并且物理、机械特性和耐热特性也得到了大幅的提高。如交联聚乙烯绝缘的长期工作环境温度为90℃，交联聚乙烯电力电缆的载流量比同规格的PVC绝缘电力电缆高20%～25%，而绝缘厚度减薄25%左右；机械强度也远远优于PVC绝缘电力电缆。目前低压电力电缆常用的交联工艺有辐照交联和硅烷交联。

图1低压电力电缆分类图（黑框内电缆为本文重点论述电缆）

（三）阻燃电力电缆（ZR-）

由电缆本体和外部引燃而导致的火灾事故时有发生，并且造成巨大的经济损失，因此它引起世界各国对电缆阻燃问题的高度关注。阻燃电缆能够有效的阻滞和延缓火焰沿着电缆的蔓延，使火灾不扩大，目前考核阻燃电缆其阻燃性能的试验方法有单根和成束燃烧试验方法之分。阻燃电力电缆根据国家标准GB/T 19666-2005 《阻燃和耐火电线电缆通则》可分为阻燃A类，阻燃B类，阻燃C类，阻燃D类。

（四）无卤低烟阻燃电力电缆（WDZ-）

无卤低烟阻燃电力电缆与阻燃电力电缆的区别是外护套材料上存在不同，阻燃电缆和普通电缆在燃烧时，会产生大量的有毒烟气。在火灾中，含卤气体与燃烧反应中产生的水结合，形成酸雾，对设备造成腐蚀，从而形成“二次灾害”。“二次灾害”使人们认识到电缆除阻燃、防火以外，还必须具备低毒、低烟、低腐蚀等特性，因此产生了无卤低烟电缆。无卤低烟阻燃电缆特点是无卤酸气体释出、发烟量小。

（五）耐火电力电缆（NH-）

无论阻燃电缆、无卤低烟阻燃电缆性能有多好，在火灾中它们的绝缘层会很快丧失工作能力，无法维持正常通电，而在火灾中保证电气线路的正常工作是非常重要的。耐火电缆和阻燃电缆的主要区别就在于它能够在火灾发生时维持一段时间的正常供电。国标分为A类、B类两个等级，A类耐火温度为950~1000℃，A类耐火温度为750~800℃,试验供火时间均为90min。

（六）柔性矿物绝缘防火电力电缆（FA-）

柔性矿物绝缘防火电力电缆是相对于传统的矿物绝缘电力电缆。传统矿物绝缘电力电缆如图2。

图2刚性矿物绝缘单根电缆

现有市场上柔性矿物绝缘防火电缆主要分为两种。第一种是刚性矿物绝缘电缆的改良，把刚性矿物绝缘外层铜管改良成铜质波纹管，具体结构如图3，特点是防火性能优异，同时在燃烧时还能耐受水喷和机械撞击；连续长度长，极限长度为2000m；电缆载流量大，单芯电缆截面可达到630mm2，多芯截面最大为120mm2；柔性好，可成盘运输，弯曲半径小于20D（D为电缆外径）；安装较简单，需安装配件；使用寿命长，寿命可与建筑物等同；经济性好，在同等的条件下其综合费用比氧化镁矿物绝缘电缆费用明显降低。第二种是无外包铜管，采用柔性隔热防火材料制作而成，具体结构如图4。第二种柔性矿物绝缘防火电缆的特点：连续长度长，在现场可任意切割；电缆载流量大；柔性好，可成盘运输；安装简单方便，同一般电力电缆安装工艺相同；可制作大截面电缆；经济性好，与刚性矿物绝缘防火电缆相比，减少了用铜量，节约施工成本。

图3波纹铜管柔性矿物绝缘防火电缆

图4柔性矿物绝缘防火五芯电缆

三、常用的电力电缆选择标准

电力电缆的载流导体主要为铜与铝。铜材的导电率高，载流量相同时，铝线芯截面约为铜的1.5倍。铜线芯损耗比较低，故在固定敷设用的电缆电线采用铜线芯。根据JGJ 16-2008《民用建筑电气设计规范》7.4.1要求：重要的资料室、计算机房、重要的库房应选用铜芯电缆及电线。因此，数据中心建筑的电力电缆均选用铜芯电力电缆。根据不同的场合、不同的建筑用途，选择不同的低压电力电缆。

四、电力电缆选用依据

电力电缆在实际工程中的选用主要参考以下几种因素：工作环境、供电设备级别、建筑级别等因素及民规JGJ 16-2008第13.10.4条。

例如，数据中心建筑内非消防负荷选用阻燃A类交联聚乙烯绝缘电力电缆，消防负荷选用耐火A类交联聚乙烯绝缘电力电缆；当为特别重要负荷，断电后将造成重大的经济及政治影响的设备供电时，可选用矿物绝缘电缆。从施工工艺的角度来看，选用柔性矿物绝缘电力电缆要优于刚性矿物绝缘电力电缆。

五、对比分析结果

电力电缆的线缆截面选择主要依据铜芯的载流量，载流量需根据环境温度、敷设位置、敷设方式、绝缘材质、谐波含量等考虑相应的校正系数。具体校正系数参见《工业与民用配电设计手册（第三版）》和《建筑电气常用数据》（04DX101-1）。

根据综合对比，在相同的导体横截面的条件下，交联聚乙烯绝缘电力电缆、无卤低烟交联聚乙烯绝缘电力电缆及柔性矿物绝缘电缆的载流量大致相同；交联聚乙烯绝缘电力电缆比聚氯乙烯绝缘电缆的载流量要大。

六、具体案例应用介绍

例如某新建数据中心建筑工程，建筑面积约3万平方米，地上四层，建筑高度24米，建筑主要用于数据中心IT设备的安装。根据本文的电力电缆选用依据，可做如下选择：

1．二类及三类负荷可选用阻燃A类交联聚乙烯绝缘电力电缆。

2．一类负荷可选用耐火A类交联聚乙烯绝缘电力电缆或柔性矿物绝缘防火电力电缆。

根据本文内容可知，矿物绝缘防火电力电缆的性能优于耐火A类交联聚乙烯绝缘电力电缆，具备推广使用价值。

七、总结

本文针对目前市场上主要的电力电缆类型进行了介绍，并针对数据中心建筑中常用的低压电力电缆类型进行了特点论述，并且对其不同类型的电缆进行了比较，可供数据中心建筑工程设计电力电缆的选型参考。

八、参考文献

[1]矿物质绝缘柔性隔热防火电缆 产品样本常丰线缆有限公司

[2]矿物绝缘防火电缆产品样本浦东矿物电缆股份有限公司

[3]建筑电气常用数据 04DX101-1