2014年中国喷泉水景高峰论坛会论文集《控制电缆在喷泉水景工程中的运用浅析》

2014年论文发表

控制电缆在喷泉水景工程中的运用浅析

四川鸿锦实业有限公司  陆荣学

水景喷泉工程是由水泵、水下彩灯、电磁阀、电缆、控制系统等多种设备组成的综合体，在一个大型喷泉中，电缆的成本约占整个喷泉工程造价的1/4-1/5，是一个不可忽视的主材，但根据近几年的调研及喷泉工程维修的情况发现，在我们的喷泉企业中，在电缆材料的使用上，并不是引起十分的重视，大多数企业习惯于常规的办法使用电缆，从而导致多数喷泉工程在使用了3-5年后，电缆绝缘下降、防护层老化，从而缩短了喷泉工程设备的使用寿命。

经调研，目前大多数喷泉企业在喷泉工程中主要使用的电缆为:

JHS防水橡套软电缆                  工作温度65℃  

YJV铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆         工作温度70℃   

YC重型橡套软电缆                   工作温度60℃   

YZ中型橡套软电缆                   工作温度60℃

JHS、YJV、YC、YZ等喷泉工程中常用的橡套电缆特性为：

橡胶护套电缆是以橡胶作为绝缘层和护套的电缆，一般由金属导休、屏蔽层、橡胶绝缘层和护套组成。绝缘层和护套由常用的天然橡胶、丁苯橡胶、乙丙橡胶等合成的共聚体组成，该合成的共聚体橡胶其化学特性为：因有不饱和双健，是一种化学反应能力较强的物质。光、热、臭氧、辐射、屈挠变形和铜、锰等金属都能促进像胶的老化，不耐老化是天然橡胶的致命弱点，虽然在生产过程中添加了防老剂，具有一定的防老化作用，延长使用寿命。但由于生产厂家为了节约成本，在生产过程中对天然橡胶的比例、防老剂品种的选择上有一定的差距，特别是一些小型企业为节约成本，降低价格而采用一些再生胶，这样的橡胶线缆在收到热、氧、臭氧、变价金属离子、机械应力、光高能射线以及其它化学物质和霉菌的作用下，加快了降低以致失去原来的物理机械性能。特别是喷泉工程中，大量线缆在穿线管内无法正常散热，产生较大的热效应，从而大大加快了由电热散热较慢而产生的效应导致电缆老化。但由于橡胶电缆虽然容易老化，其柔软、防水性强等特点，在喷泉工程中乃可大量做为池内的设备连接用线缆（池内水中浸泡不用考虑散热）。

对于橡胶电缆在喷泉工程的使用中做如下分析：

一、橡套电缆在喷泉工程的使用中常出现的几个问题：

1、该电缆为橡胶护套电缆，在喷泉池中使用有水中冷却、在电缆沟、穿线管中单根或多根（不够产生热效应时）使用乃可完全达到要求，因它的安全工作温度达60-70℃左右 ，单根或多根在穿线管中使用散热是完全没有问题的。故在小型喷泉工程中使用完全能达到要求。但在大中型喷泉工程中就不一样了，因在大中型喷泉工程中设备数量较多，控制室到喷泉水池有一定的距离，那么在这段距离中常用的敷设方式有电缆沟、穿线管、直埋电缆（一般不使用）、电缆桥等，在以上几种方式中无论采用那种方式，都免不了将几十根甚至几百根电缆放在一起，形成一大把或一大堆电缆捆绑在一起放置于管架内，这样在喷泉设备运行中，电缆就会产生一定的热量（尽管是在允许的工作温度内，会产生一定的热量），而这种热量在相互作用下护套的橡胶则因无法起到很好的散热或散热过慢造成热效应而严重老化。根据本人数十年的工作经验及对众多喷泉企业的工程维修（主要是大修）的调研，普遍存在这样一个问题：即该电缆正常的工作寿命应该在五至十年，但实际应用中发现，该电缆在水中部分的寿命基本能达到要求，但电缆沟或穿线管中的电缆则相差甚远，基本上喷泉在正常运行2-3年后，就开始出现电缆护套橡胶开裂，绝缘降低、相互粘连。而此时电缆还不能处理，一旦处理搬动、更换电缆（虽更换其中的几根，几乎是不可能的），电缆防护层就开始脱落、粉碎。如不更换则产生漏电跳闸现象，甚至涉及安全等一系列问题，基本上不能正常使用，这就是橡胶护套电缆在大中型喷泉中，在穿线管内或电缆沟中常出现的因散热问题造成的绝缘层降低和使用寿命缩短的实际情况；

2、在电缆沟中，由于沟内密封问题不好处理，常出现老鼠或小动物进入咬伤、碰触、损坏电缆的情况；

3、由于该电缆基本是在厂家出厂时按100M一圈生产（大批定制的除外），在喷泉工程中，从控制室到水池的距离是不一样的，有时几十米，有时过百多米不等，这样就造成线缆的浪费或中间有接头，增加了施工的难度。

二、为解决电缆寿命短、施工安装复杂的问题，笔者经过多年的探索，在对多家喷泉企业的调研，以及数年来对喷泉工程电缆实际应用的基础上，通过理论研究及实际的应用，总结出一种认为可行的解决办法……使用控制电缆：

KVV----控制电缆：KVV450/750V铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套控制电缆，其特性：

1、工作电压450/750V 或0.6/1KV

2、电缆允许长期最高工作温度70℃，电缆工作环境0℃以上，低于0℃则需对电缆进行预热，而喷泉工程低于0℃后则不使用了。

3、电缆的推荐允许弯曲半径

A、无铠装    不低于电缆外径6倍

B、铠装或屏蔽，不低于电缆外径12倍

C、屏蔽软电缆，不低于电缆外径6倍。

    4、KVV电缆由于属低卤、无卤等特性，使得电缆材料在耐老化和防紫外线及其它辐射性能上得以大大提高。

以上是KVV控制电缆的特性，完全能达到喷泉工程中的基本要求.

KVV控制电缆种类齐全：其常用规格从线径的0.75m2-10m2，芯数从2芯-61芯等均可生产，长度根据工程实际需要使用定制、中间无接头。选择KVV控制电缆，由于该电缆的特性， 其工作温度达70℃，由多芯为一根组成，它已充分考虑了工作时电缆的散热要求，电缆与电缆之间在电缆沟中或穿线管内，由于根数少，间隙大，不用再考虑电缆与电缆间距的相互热影响问题，故该电缆只要单芯截面积在使用过程中在允许的过流和使用范围温度内，则完全不用考虑相互的散热效应问题，从而彻底解决了橡胶电缆在正常的运行中自身产生的热量而相互产生的热效应而导致线缆的热老化问题。

三、喷泉企业在工程的实际应用中，可根据喷泉设备的情况，控制柜到水池的距离进行定制。

四、选择KVV控制电缆的型号、线径及芯数的原则分析：

1、水泵：水泵为三相四线制，在选择时可根据泵的功率、数量选择；线径按泵的功率分组选择，如：电缆截面积为2.5 m2、4 m2、6 m2、10m2等；芯数按泵的数量和线的芯数，按尽可多台用一根的原则，如24芯、37芯等；接零线可多台用一根。

2、水下彩灯：可按灯的分组、颜色、设计的变化等，按每组的功率大小选择芯径；按分组的多少选芯数。

3、一、二、三维喷头：按喷头的数量及线数选芯数，按功率选芯径；按功能（有些需防干扰的选KVVP）选线的种类。

4、跑泉：按数量选芯数，按功率选芯径；为防干扰而最好选屏蔽线，如KVVP；

5、组合大型音箱：按音箱的功率、距离、敷设方式选用芯径和芯数，但必须选用KVVRP（即软线和屏蔽线）。

6、当水泵功率较大，当电缆线径大于6mm2时，可选用KVVR（软线），以便于与水泵线JHS对接。

7、在电缆沟敷设中，可使用KVV22，以防老鼠咬等外力破坏。

8、其它的如电脑灯、探照灯、空中玫瑰等常用的灯具，当灯泡功率较大时，选用大线径，控制系统功率较小，则选用小线径。

总之，选择电缆的线径和芯数本着安全实用、节约等原则。

五、喷泉工程中，常用的控制电缆安装分析：

喷泉工程中电缆的敷设、接线等应按国标《电气装置安装工程电缆线推广施工及验收规范》GB50168-2006的有关额定执行。喷泉工程采用KVV控制电缆后，大中型喷泉工程在使用中由于每根控制电缆中包含了数十芯电缆，电缆在通过穿线管或电缆沟时载面积相应会减小，如：

1、选用的KVV37*2.5： 芯数是37芯，其外径是Ф25.5-29mm/根，而同规格芯数的YZ等电缆系列如：YZ3*2.5+1*1.5，需9根×单根外径Ф10.4mm/根＝Ф93.6mm，KVV44*2.5，芯数是44芯外径为Ф30.5-36mm/根，而同规格的YZ系列如YZ3*2.5+1*1.5则相当于11根×Ф10.4mm/根＝Ф114.4mm；选用KVV52*2.5，芯数为52根外径为Ф32-38mm/根，同规格的YZ3*2.5+1*1.5 相当于13根×Ф10.4mm/根＝Ф135.2mm。从数据分析，控制电缆与常用的YZ系列，在穿线管或电缆沟中所占用的截面积相当于1/3-1/4，这样节约了穿线管或电缆沟的空间，在穿线敷设方面，由于KVV具有单根数十芯、强度大、占用空间小、易于敷设时穿过和简洁易排布等特点，而YZ等系列电缆由于其单根数量多、强度相对较小特别是在穿线方面施工难度相当大，增加了人工费用。

2、大中型喷泉工程在电缆对接方面，KVV电缆由于排列整齐，对控制柜与室外连接的对线中，比用YZ系列的方便许多，节约人工一倍以上。

3、采用KVV控制电缆，每组接头可按实际应用布置最近位置；电缆敷设、接头、转弯等只要按有关规范执行即可。

六、成本核算分析：

喷泉企业在喷泉工程制作施工中，在成本核算方面一直是一个重要的话题，即将常用的电缆（如JHS、YN、YC\YZ等系列）改用控制电缆后会不会增加成本呢？对这个问题，我们做一个市场电缆材料价格的一个分析。电缆价格由于是按市场的变化而变化，而在整个电缆行业中，各种型号电缆价格在上升、下降的市场变化方面是同步的，只是变化大小差异不同而已，如2014年八月份四川成都的市场价格：

JHS 3*2.5+1*1.5=961元/100M

JHS 3*4+1*2.5=1470元/100M

YJV 3*2.5+1*1.5=870元/100M

YJV 3*4+1*2.5=1360元/100M

YZ  3*2.5+1*1.5=837元/100M

YZ  3*4+1*2.5＝1320元/100M

KVV37*2.5=6500元/100M

KVV24*4=6800元/100M

那么KVV37*2.5价6500元/100M，而相对应的JHS 9根*961元/100M＝8644 元

                                        YJV 9根*870元/100M＝7830元

                                        YZ 9根*837元/100M＝7533元

KVV24*4 价6800元/100M  而相对应的JHS 6根*1470元/100M＝8820元

                                   YJV 6根1360元/100M＝8160元

                                  YZ 6根1320元/100M＝7920元

从以上线缆的单价（全用同一品牌的国标线价）分析，采用KVV线缆要比采用常用的JHS节约30%，YJV节约20%、YZ节约15%，加上施工过程中，固定100米一圈的电缆损耗基本达5-10%，而采用KVV电缆（长度定做）基本没有损耗，这样综合成本降低达30-40%以上。而使用寿命方面，根据本人在喷泉工程施工中十多年的经历和众多工程的经验，其使用寿命上到目前为止，使用KVV电缆的工程最长的已有十多年尚在正常的运行使用中未更换（本公司采用KVV电缆的工程，还没有一个需要更换的）；而原来使用JHS、YJV、YZ电缆的工程，基本3-5年不更换线缆，漏电非常严重，而且线路基本老化，线缆老化后粘连在一起连碰都不能碰，否则一碰就成粉碎状。所以，喷泉工程改用KVV控制电缆后，其使用寿命延长3倍以上，为业主增加了设备的使用寿命，节约了投资成本的。

七、水景喷泉工程在控制室至水池部分使用的电缆，采用KVV控制电缆后有如下几个优点：

1、延长线缆的使用寿命3倍以上；

2、节约线缆成本约30%-40%以上；

3、节约穿线管或电缆沟空间3倍以上，从而节约穿线管成本；

4、节约线缆的敷设人工费用；

5、解决线缆中的防干扰（屏蔽）和老鼠咬等受外力破坏的问题；

6、解决了超过100米距离时电缆沟中电缆线的接头问题；

7、减少线缆在实际应用的损耗，从而节省喷泉工程的成本。

    总结：综上所述分析，水景喷泉工程在控制室至水池部分，如采用控制电缆，可以使工程更加安全可靠、延长设备使用寿命、方便施工敷设、节约工程成本，更有利于企业的市场竞争，是一个切实可行的选择。