电缆桥架施工常遇到的那些事儿

电缆桥架作为敷设线缆的支撑载体，在电气安装工程中极为常见。电缆桥架有多种型式，相关标准的称呼也不尽一致，但基本都保留了托盘和梯架的称呼。有的标准在此基础上还进行了细分，如：有孔托盘、无孔托盘、网格式托盘等。电缆桥架在施工过程中也遇到了各种各样的问题，有的涉及到产品选择问题，有的是执行标准问题等。有些问题长期争论不休，得不到有效的解决，现对经常遇到的相关问题进行探讨。

电缆桥架的概念及组成

我国机械行业标准JB/T10216-2013《电控配电用电缆桥架》的术语和定义规定：电缆桥架是由电缆托盘或电缆梯架的直线段、弯通、附件和支吊架等构成，具有支撑电缆的钢性结构系统之全称。
该标准还规定了电缆桥架的主要类型为：无孔托盘、有孔托盘、网状托盘、组合式托盘、双边无孔托盘、双边有孔托盘、梯架、双边梯架。
中国工程建设协会标准T/CECS31-2017《钢制电缆桥架工程技术规程》的术语规定：电缆桥架是由主体（托盘或梯架）、附件和支吊架等部件构成，用于支承电缆线路且具有一定刚度的结构系统。
该标准还规定常用电缆桥架主体包括类型为：无孔托盘、有孔托盘、网格式托盘、梯架。
从以上两个标准的术语或定义可以看出，电缆桥架是一个结构系统或结构体系，不是单一部件。通常所说的电缆桥架包括托盘、梯架等是不太准确的说法，综合看应是电缆桥架的主体类型包括托盘、梯架等多种形式。
在国家标准GB50303-2015《建筑电气工程施工质量验收规范》没有引用电缆桥架的术语，而是直接采用电缆梯架、电缆托盘和槽盒的术语。需要说明的是GB50303-2015中电缆托盘是指没有盖子的那一种托盘，而槽盒是JB/T10216-2013和T/CECS31-2017中有盖的无孔托盘。
热镀锌桥架、热浸镀锌桥架是否是同一种桥架
在建筑电气工程中，大家经常提到：热镀锌桥架和热浸镀锌桥架，它们是不是一种桥架呢？有人认为是一种，有人认为是完全不同的两种。由于电缆桥架的相关标准没有明确的术语和定义，所以谁也拿不出令人信服的依据来说服对方。要弄清这个问题，我们可以从热镀锌和热浸镀锌上下手。
由全国金属与非金属覆盖层标准化技术委员会归口管理的国家标准GB/T13912-2002《金属覆盖层钢铁制件热浸镀锌层技术要求及试验方法》，在第3章提到了热浸镀锌这个术语。具体为：
“3.1热浸镀锌hotdipgalvanizing
将经过前处理的钢或铸铁件浸入熔融的锌浴中，在其表面形成锌和（或）锌-铁合金镀层的工艺过程和方法。”
GB/T13912-2002中没有提到热镀锌这个术语。
通过查阅被GB/T13912-2002所代替的标准GB/T13912-92《金属覆盖层钢铁制品热镀锌层技术要求》，在第3章提到了热镀锌这个术语。具体为：
“3.1热镀锌将钢件或铸件浸入熔融的锌液中在其表面形成锌-铁合金或锌和锌-铁合金覆盖层的工艺过程和方法。”
GB/T13912-92中没有提到热浸镀锌这个术语。
通过以上标准两个不同版本给出的“热镀锌”和“热浸镀锌”的术语可以看出，两个术语的表达虽然略有不同，但实质内容是一致的，说明“热镀锌”这个术语被“热浸镀锌”代替了。
因此，可以说明热镀锌桥架与热浸镀锌桥架是同一种桥架，热浸镀锌桥架是标准叫法。为了避免引起歧义，建议采用JB/T10216-2013和T/CECS31-2017认可的“热浸镀锌桥架”的叫法。
电缆桥架板厚问题
关于电缆桥架的标准，常见的有两个，一个是机械行业标准JB/T10216-2013《电控配电用电缆桥架》，一个是中国工程建设协会标准T/CECS31-2017《钢制电缆桥架工程技术规程》。这两个标准对常见的钢制托盘、梯架板材的最小允许厚度的规定是有一定差异的，分别列于表1和表2。

从表1、表2可以看出，允许最小板厚T/CECS31-2017比JB/T10216-2013规定得更严格。具体在实际工程中应如何来执行呢？目前工程上看到的国家认可的检测机构出具的检验报告，其检测依据均是JB/T10216-2013，还没有看到检测依据执行T/CECS31-2017标准的。在工程设计中，设计人员一般也不明确桥架板厚。在实际工程中，应在桥架招标文件中或加工订货之前明确相应规格桥架的具体板厚，并请设计人员进行确认。考虑到工程实际应用中存在一定的不确定性，桥架内线缆通常超过其填充率，建议采用要求更高的T/CECS31-2017标准更为稳妥。在T/CECS31-2017的第3.5.5条条文说明中也特别强调：本次修订在尊重科学的前提下，根据制造经验与工程运用的实际情况，重新进行了大量的计算、实验，用有限元计算出不同规格托盘、梯架的最小允许厚度，并经试验验证。

热浸镀锌桥架和热镀锌板桥架镀锌层厚度问题

电缆桥架的制造一般遵循JB/T10216-2013的规定，按其规定，镀锌电缆桥架分为热浸镀锌和电镀锌两类，镀锌层厚度分别为：≥65μm和≥12μm。但这些年市场上还有一种桥架，称为热镀锌板桥架，它是采用工厂化热镀锌板直接制成桥架。这种桥架未纳入JB/T10216-2013标准，所以对它的镀锌层厚度也就没有规定。
目前看到的国家认可的检测机构出具的热镀锌板桥架检验报告，其检测依据也是JB/T10216-2013，对“表面防护层厚度”一栏，标准值也是JB/T10216-2013规定的≥65μm。虽然对厚度进行了检测，如：检测结果为12μm，但是否合格不予判定。
经查，热镀锌板桥架板材遵循的制造标准为GB/T2518-2008《连续热镀锌钢板及钢带》，其对镀层的要求是以单位面积重量的形式进行规定的，见表3。

按T/CECS31-2017规定：桥架镀锌层厚度（单面）≥65μm（460g/m2）。镀层厚度65μm折算成重量相当于460g/m2。
结合表3可以看出，能够达到JB/T10216-2013和T/CECS31-2017要求的热浸镀锌层厚度或重量的只有镀层代号为600的热镀锌板才能满足规范要求，镀层代号为450的比较接近。其他代号的热镀锌板镀锌层厚度则有较大的差距，其防腐性能相对于标准要求，即≥65μm（460g/m2），毋庸置疑同样会相应下降。
现在市场上热镀锌板桥架的镀锌层厚度，从检测报告看，多的十几μm，少的只有几μm，说明选用的多是镀层代号比较小的热镀锌板。这种局面下一步有望得到改善，因为在T/CECS31-2017的表3.6.3热浸镀锌防腐层技术指标的注2中明确：采用工厂化热镀锌板时，镀层厚度应符合现行国家标准《连续热镀锌钢板及钢带》GB/T2518中Z600的规定。
槽盒的耐火性能问题
电气工程中经常会碰到“防火槽盒”或“耐火槽盒”，尤其是涉及到与消防工程有关的线路。其实，“防火槽盒”只是一种通常的叫法，在相关标准中并没有专门的术语。但从消防角度理解，它应是具有一定耐火性能的槽盒，在火灾情况下，应能维持一定的时间，而不致使其内部的线路受到损坏。
在实际工程中，电气设计对槽盒的耐火性能所提的要求差别也很大。有的设计图纸只要求槽盒外壳刷防火涂料，对于防火涂料的性能及涂刷的厚度都不提要求；有的设计图纸要求得比较规范，明确提出了火灾情况下的维持工作时间。
我们先来看看相关标准对火灾情况下的维持工作时间的规定。
JB/T10216-2013的规定见表4。

GB29415-2013《耐火电缆槽盒》的规定见表5。

从这两部标准的规定可以看出，虽然其分类有所不同，JB/T10216-2013按NⅠ、NⅡ、NⅢ进行分类；GB29415-2013按F1、F2、F3、F4级进行分类，但其共同之处，也是最重要的方面是：都对火灾情况下的维持工作时间提出了要求，分别为≥30min、≥45min、≥60min，GB29415-2013还提出了≥90min的要求。
GB50016-2014《建筑设计防火规范》第10.1.10条规定：
“10.1.10消防配电线路应满足火灾时连续供电的需要，其敷设应符合下列规定：
1明敷设时（包括敷设在吊顶内），应穿金属导管或采用封闭式金属槽盒保护，金属导管或封闭式金属槽盒应采取防火保护措施……”
对于此条中的防火保护措施，在条文说明中是这样解释的：“电气线路的敷设方式主要有明敷和暗敷两种方式。对于明敷方式，由于线路暴露在外，火灾时容易受火焰或高温的作用而损坏，因此，规范要求线路明敷设时要穿金属导管或金属槽盒并采取保护措施。保护措施一般可采取包覆防火材料或涂刷防火涂料”。这可能就是有的设计图纸只要求槽盒外壳刷防火涂料，对于防火涂料的性能及涂刷的厚度却都不提要求的原因。
针对以上情况，笔者认为：要求有防火保护措施的槽盒，其内敷设的线路一般都为消防线路，为确保在火灾情况下，其线路仍需继续工作一段时间，应按JB/T10216-2013或GB29415-2013的规定，明确在火灾时需继续维持工作的具体时间。关于维持工作时间是≥30min、≥45min，还是≥60min，应由设计根据工程的具体情况进行确定。
某一种槽盒的耐火性能是否能够达到JB/T10216-2013或GB29415-2013所规定的维持工作时间，应由国家认可的检验机构进行相应的耐火试验，取得相应的检验报告。而现场用防火涂料涂刷的槽盒，其耐火性能能否达到要求难以进行判断。

电缆桥架能不能作为保护导体

关于这个问题，相关标准的规定是有差异的，即使同一标准，不同时期的版本规定也是有变化的。
JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》第12.5.3条规定“保护导体宜采用与相导体相同的材料，也可采用电缆金属外皮、配线用的钢导管或金属槽盒等金属导体。”这条规定说明，利用金属槽盒作为保护导体是可以的。
GB/T16895.3-2004/IEC60364-5-54：2002《建筑物电气装置第5-54部分：电气设备的选择和安装接地配置、保护导体和保护联结导体》第543.2.1条保护导体由下列一种或多种导体组成中注1特别说明：在中国、意大利、英国和美国，按其地区或国家规程或标准，允许将电缆托盘和梯架用作保护导体。在其新版GB/T16895.3-2017/IEC60364-5-54：2011《低压电气装置第5-54部分：电气设备的选择和安装接地配置和保护导体》第543.2.3条规定：电缆托盘、电缆梯架不允许用作保护接地导体或保护联结导体。
CECS31：2006《钢制电缆桥架工程设计规范》（已废止）第4.7.2条规定：当允许利用桥架系统构成接地干线回路时，托盘、梯架端部之间连接处的接触电阻应不大于0.00033Ω。在其新版T/CECS31-2017《钢制电缆桥架工程技术规程》取消了这一规定。
从以上几个标准的规定可以看出，有的现行标准允许电缆桥架作保护导体，有的标准老版本允许，但新版本不允许。但从发展趋势看，电缆桥架将不作为保护导体的可能性是很大的。
沿电缆桥架敷设保护导体问题
金属电缆桥架类似于电气设备的外露可导电部分，按电气相关标准要求应进行接地。但电缆桥架与一般电气设备的外露可导电部分又不太一样，它本身长度较长，达到几十米也很常见。当桥架中间某处发生相线碰壳接地故障时，由于回路阻抗比较大，若采用过电流兼作接地故障保护，保护电器因回路阻抗大，故障电流小，有可能不动作，所以它的接地与一般电气设备的接地也有较大差别。GB50303-2015第11.1.1条规定：“梯架、托盘和槽盒全长不大于30m时，不应少于2处与保护导体可靠连接；全长大于30m时，每隔20m～30m应增加一个连接点，起始端和终点端均应可靠接地。”该条条文说明特别提到：“有的施工设计在金属梯架、托盘或槽盒内，全线敷设一支铜或钢制成的保护导体，且与梯架、托盘或槽盒每段有数个电气连通点，则金属梯架、托盘或槽盒与保护导体的连接十分可靠。”
由于有了上面的规定，沿电缆桥架敷设一根镀锌扁钢的做法比较常见，扁钢的规格多采用25×4或40×4。但是也有例外，有的设计图纸并没有要求做这根镀锌扁钢，但施工单位为了保证工程验收，增加了这根镀锌扁钢。由于电缆桥架的量很大，增加镀锌扁钢的造价达100多万元。为此，设计单位提出质疑，认为设计规范没有规定要做这根保护导体，增加这根镀锌扁钢是施工单位自己的行为。沿桥架敷设这根保护导体是否有必要已争论多年，但一直得不到权威的解释。
问题的焦点是：是否考虑桥架中间某处发生相线碰壳接地故障时保护电器的灵敏度？尤其是采用过电流兼作接地故障保护时保护电器的灵敏度。
一种观点是应该考虑。如果考虑，从电气安全性角度看，应该是比较完美的。但此时需要考虑，这根保护导体材质和截面积的选择，最好应按电缆桥架内敷设的线缆最大的PE导体截面积或同等性能选择。
另一种观点是不需要特别考虑。认为金属电缆桥架的作用是支撑、保护电缆的装置，将每一节之间做好等电位联结即可。如：非镀锌桥架，除每节之间一般通过连接板和螺栓进行连接外，还需单设一组跨接线，一般采用不小于4mm2铜芯软导线。从这一做法，应该说是满足了等电位联结要求。此观点认为此时电缆桥架相当于电气设备的外露可导电部分，应将电缆桥架作为一个整体进行考虑，将其接好地，即满足了规范要求。
这两种观点各有其道理，如何选择，建议在设计标准中能够给予明确。
其他问题
非镀锌电缆桥架跨接线的截面积如何确定
GB50303-2015第11.1.1条规定：“非镀锌电缆梯架、托盘、槽盒本体之间连接板的两端应跨接保护联结导体，保护联结导体的截面积应符合设计要求。”
从以上规定可以看出，对保护联结导体的截面积没有直接提出具体值，但规定应符合设计要求。一般设计图纸也不具体要求。此时可参照国标图集18D802《建筑电气工程施工安装》中“非镀锌金属槽盒本体间连接示意图”说明的要求：设计无要求时，保护联结导体可采用不小于4mm2的铜编织铜带或黄绿色铜芯绝缘软导线。
电缆桥架过建筑物变形缝跨接线截面积如何确定
GB50303-2015没有提及电缆桥架过建筑物变形缝跨接线截面积的具体要求。以下两个标准对跨接线截面积提出了要求，但并不一致。
国标图集18D802中金属槽盒、梯架过建筑物变形缝示意图要求跨接的保护联结导体为不小于4mm2黄绿色绝缘软铜线。
T/CECS31-2017第4.8.2条规定：在伸缩缝或连续铰连接处应采用铜软导线或编织铜线连接，其截面积不应小于16mm2。
一般理解电缆桥架过建筑物变形缝处的跨接属于等电位范畴，无机械保护时等电位联结线最小截面积采用4mm2铜导线是符合标准规定的。而在T/CECS31-2017中规定采用截面积不应小于16mm2铜导线，据标准起草人介绍，主要是考虑此处桥架断开，满足机械强度要求。
T/CECS31-2017为团体标准，当设计文件或施工合同明确采用此标准时，跨接线截面积应按此标准执行。
防火槽盒或耐火槽盒的支吊架是否需要做防火处理
如前所述，消防系统的槽盒设计图纸通常要求采用防火处理，但对支吊架一般不提要求，所以很多项目都是采用普通支吊架。
北京市地方标准DB11/T1075-2014《建筑长城杯质量评审标准》第8.2.6条规定：防火槽盒、桥架的支吊架应有防火处理。
JB/T10216-2013耐火电缆桥架术语反映了对支架的要求：由电缆桥架的直线段、弯通、附件和支架等组成，用以支撑电缆具有连续的刚性结构系统，该系统维持工作时能达到规定的耐火要求（有些场合可简称耐火槽盒）。该术语强调耐火电缆桥架是刚性结构系统，包括支架，都应达到规定的耐火要求。
通过以上标准的要求可以看出，防火槽盒或耐火槽盒的支吊架是需要做防火处理的。
结语
以上对电缆桥架经常遇到的一些问题，如：如热镀锌桥架和热浸镀锌桥架是否为同一种桥架；热浸镀锌桥架和热镀锌板桥架镀锌层厚度有什么差别；电缆桥架板厚；槽盒的耐火性能；电缆桥架是否可作为保护导体；沿电缆桥架敷设保护导体问题；非镀锌电缆桥架跨接线的截面积如何确定；电缆桥架过建筑物变形缝跨接线截面积如何确定；防火槽盒或耐火槽盒的支吊架是否需要做防火处理等进行了探讨，不到之处，敬请专家指正。