第2章 家装电工常用材料及设备选用
2.1 布管、布线材料的选用
2.1.1 PVC电线管的选用
(1)PVC电线管
现代居民住宅的电气线路一般采用电线穿PVC电线管暗敷设,为了安全和防止电气火灾,当电线敷设于墙内、楼板内和吊顶内时要穿管敷设,护套绝缘电线在正常环境下可以直敷,但不能直敷于吊顶、墙壁和顶棚内。家装电气工程中常用的是PVC电线管和PVC波纹管。PVC电线管通常分为普通聚氯乙烯(PVC),硬聚氯乙烯(PVC-U)、软聚氯乙烯(PVC-P)、氯化聚氯乙烯(PVC-C)四种。
PVC可分为软PVC和硬PVC,其中硬PVC大约占市场的2/3,软PVC占1/3。软PVC一般用于地板、天花板以及皮革的表层,但由于软PVC中含有增塑剂(这也是软PVC与硬PVC的区别),物理性能较差(如上水管需要承受一定水压,软质PVC就不适合使用),所以其使用范围受到了局限。硬PVC不含增塑剂,因此易成型,物理性能佳,因此具有很大的开发应用价值。
(2)PVC电线管性能
①PVC电线管分类
PVC电线管根据管型可分为圆管;槽管;波形管。
PVC电线管根据管壁的薄厚可分为:轻型-205外径ф16~ф50mm,主要用于挂顶;中型-305外径ф16~ф50mm,用于明装或暗装;重型-305外径ф16~ф50mm,主要用于埋藏混凝土中。家庭装修主要选择轻型和中型管。
PVC电线管的颜色有灰色、白色、黄色、红色等。
②PVC电线管特点
a.阻燃性能好。PVC电线管在火焰上烧烤离开后,自燃火能迅速熄灭,避免火势沿管道蔓延;同时,由于它传势性差,在火灾情况下,能在较长时间内有效地保护线路,保证电器控制系统运行,便于人员疏散。
b.绝缘性好。能承受高压而不被击穿,有效避免漏、触电危险。
c.耐腐蚀。防虫害PVC电线管具有耐一般酸碱性能,同时,由于PVC电线管内不含增塑剂,因此无虫鼠危害。
d.拉压力强。PVC电线管可以明装,也可以暗装,能承受强压力不爆裂。
e.绝缘性能好,能承受高电压而不被击穿,有效避免漏电危险。
f.施工简便。PVC电线管重量轻,便于车辆运输和人工搬运,施工安装时轻便省力。PVC电线管容易弯曲,可热弯,也可冷弯。冷弯时只要插入一根弯弹簧,可以在室温下人工弯曲成形。剪接方便,用剪管器可以方便地剪断直径32mm以下的PVC电线管,用黏合剂和有关附件,可以迅速方便地把PVC电线管连接成所需的形状。质量好的PVC电线管的管壁表面光滑,无明显气泡,裂纹和色泽不均,颜色为白色。质量差的PVC电线管表面有明显的裂纹、气泡,壁厚不达标。
(3)PVC电线管操作注意事项
①使用PVC电线管,弯曲时,管内应穿入专用弹簧。试验时,把管子弯成90°,弯曲半径为3倍管径,弯曲后外观应光滑。PVC电线管弯曲时应注意如下几点。
a.弯曲应慢慢进行,否则易损坏PVC电线管及其弯曲弹簧。
b.弯管弹簧未取出之前,不要用力使PVC电线管回复,以防损坏弹簧。
c.弯管弹簧不易取出时,可一边逆时针旋转弹簧,一边向外拉出弹簧。
d.当PVC电线管较长时,可在弹簧上系上绳子。
e.寒冷天气施工时,可将PVC电线管弯曲处适当升温后进行。
②PVC电线管超过下列长度时,其中间应装设分底盒或放大管径。
a.管子全长超过20m,无弯曲时。
b.管子全长超过14m,只有一个弯曲时。
c.管子全长超过8m,有二个弯曲时。
d.管子全长超过5m,有三个弯曲时。
③预埋PVC电线管时,禁止用钳将管口夹扁、拗弯,应用符合管径的PVC塞头封盖管口,并用胶布绑扎牢固。
④线路有接头必须在接头处留暗盒扣面板,日后更换和维修都方便。
⑤在铺设PVC电线管时电线的总的线截面积,不能超出PVC电线管内直径的40%。
⑥不同电压等级、不同信号的电线不能穿在一根PVC电线管内,以避免相互干扰。
(4)PVC电线管常用附件
由于PVC电线管管径的不同,因此配件的口径也不同,应选择同口径的与之配套。根据布线的要求,管件的种类如下。
①底盒。暗装底盒一般在新建项目和装饰工程中使用,暗装底盒常见的有金属和塑料两种。塑料底盒一般为白色,一次注塑成型,表面比较粗糙,外形尺寸比面板小一些,常见尺寸为长80mm,宽80mm,深50mm,5面都预留有进出线孔,方便进出线,底板上有2个安装孔,用于将底座固定在墙面,正面有2个M4螺孔,用于固定面板。如图2-1(a)所示。金属底盒一般一次冲压成型,表面都进行电镀处理,避免生锈,尺寸与塑料底盒基本相同。如图2-1(b)所示。
图2-1 暗装底盒
需要在地面安装插座时,盖板必须具有防水、抗压和防尘功能,一般选用120系列金属面板,配套的底盒宜选用金属底盒,一般金属底盒比较大,常见规格为长100mm,宽100mm,中间有2个固定面板的螺钉孔,5个面都预留有进出线孔,方便进出线。如图2-1(c)所示。地面金属底盒安装后一般应低于地面10~20mm(这里的地面是指装修后地面)。
在选用时可采取直观法检测PVC电线管附件的质量,优质底盒具有以下特性:a.表面光滑,无毛边;b.棱角分明;c.底盒壁厚;d.底盒重量相比较重;e.不易破裂,韧性较好。
劣质底盒:a.做工粗糙。b.棱角不分明,壁厚比较。c.重量较轻。d.韧性不好,比较脆,易破裂。
②管卡。用于固定电线管。
③锁扣。用于底盒与电线管相接处,又叫杯梳或螺接。
④直接。用于电线管与电线管连接,又称束接。
⑤入盒接头。用于电线管与底盒连接。
⑥弹簧:用于弯曲电线管。
⑦螺钉:一般长为2cm,加长型的为4~5cm。
2.1.2 电线的选用
(1)电线分类
家装常用的电线按适用范围分为绝缘电线、耐热电线、屏蔽电线几种。
①绝缘电线。用于一般动力和照明线路,例如,型号为BLV-500-25的电线。
②耐热电线。用于温度较高的场所,供交流500V以下、直流1000V以下的电工仪表、电信设备、电力及照明配线用。例如,型号为BV-105电线。
③屏蔽电线。供交流250V以下的电器、仪表、电信电子设备及自动化设备屏蔽线路用。例如,型号为RVP的铜芯塑料绝缘屏蔽软线。
(2)电线型号、名称及规格
电线型号的含义如图2-2所示。
图2-2 电线型号的含义
家装常用电线的型号如下。
①BV:铜芯聚氯乙烯绝缘电线(单股铜芯线),芯线比较硬,走线容易成形,与开关连接时容易把开关螺钉上花丝(溢扣),操作不方便,适用于交流额定电压450~750V及以下的动力、日用电器、仪器仪表及电信设备等,铜芯聚氯乙烯绝缘电线长期允许工作温度不超过70℃。
②BVR:铜芯聚氯乙烯绝缘软电线(多股铜线,比RV的股数少),芯线杂质较少,中等软硬,走线较容易。适用于交流额定电压450~750V及以下的动力、日用电器、电气工程装配、仪器仪表及电信设备等,多用于家装,铜芯聚氯乙烯绝缘软电线长期允许工作温度不超过70℃。
③RV:铜芯聚氯乙烯绝缘连接软电线(多股铜线),芯线杂质很少,芯线比较软。适用于交流额定电压450~750V及以下的动力、日用电器、仪器仪表及电信设备等,多用于电气工程装配及家装,铜芯聚氯乙烯绝缘连接软电线长期允许工作温度不超过70℃。
(3)绝缘电线的选择
①材质选用。如果装修的是旧房,原有的铝线一定要更换成铜线,因为铝线极易氧化、其接头易打火,据调查,使用铝线的电气火灾的发生率为铜线的几十倍。如果只换换开关和插座,那会为住户今后的用电埋下安全隐患。
家装中使用的电线一般为单股铜芯线,也可以选用多股铜芯线,比较方便穿线。其截面面积主要有1.5mm2、2.5mm2、4mm2和6mm2,1mm2的铜芯电线最大可承受5~8A电流。1.5mm2的电线一般用于灯具和开关线,电路中地线一般也用色。2.5mm2铜芯线一般用于插座线和部分支线,4mm2铜芯线用于电路主线和空调、电热水器等的专用线。
②电线选择的主要内容
a.型号。反应电线的材质和绝缘方式。
b.截面。电线截面选择是电线选择的主要内容,直接影响电线的使用安全和工程造价。
c.电压。电线的绝缘电压必须等于或大于线路的额定电压值。
d.在选择电线时,还要考虑电线的机械强度。
(4)电线颜色的选择
GB 50258-208《电气装置安装工程1kV及以下配线工程施工及验收规范》第3.1.9条规定:当配线采用多相电线时,其相线的颜色应易于区分,相线与零线(即中性线N)的颜色应不同,同一建筑物、构筑物内的电线,其颜色选择应统一;保护地线(PE线)应采用黄绿颜色相间的绝缘电线;零线宜采用淡蓝色绝缘电线。
在国内,家庭用电绝大多数为单相进户,进每个家庭的线为三根:相线、中性线和接地线。电线颜色:相线为黄(或红、绿),中性线为淡蓝、接地线为绿/黄双色线。这三根线进住户配电箱后,其出线的颜色在家庭装潢中应根据标准选用。由住户配电箱引出的接地线,必须采用绿/黄双色线。中性线的颜色必须采用淡蓝色,相线和进线颜色可一致,也可选用几种色线,以区别不同的输出回路。例如进线为黄线,出线有四个回路,可全部用黄色电线,也可用黄、绿、红三种颜色的电线,以便在检查线路时,可迅速查出故障线路。电线颜色的相关规定见表2-1。
表2-1 电线颜色的相关规定
①相线颜色 相线宜采用黄、绿、红三色,以三相进线的住宅为例,三相电源引入三相电能表箱内时,相线宜采用黄、绿、红三色;单相电源引入单相电能表箱时,相线宜分别采用黄、绿、红三色。由单相电能表箱引入到住户配电箱的三芯护套线,其相线颜色没有必要和所接的进户线相线颜色一致。只有当用户采用三相电能表箱时,从三相电能表箱引入到住户配电箱的箱线颜色应和进三相电能表箱的相线的相线一致。
2~4室住宅的配电箱(单相进线)的相线可用黄、绿、红中的任意一种,因为GB 50258—2008只规定配线采用多相电线时,相线颜色才要求易于区分。
例如,2室的用户出现断电时,根据2室的单相电能表相的进线是红色,只要用验电笔检查进建筑物的红色相线是否有电,即可判断故障。
从电能表箱到各住户配电箱的电线,住宅设计规范规定其截面不得小于10mm2。如果住户配电箱至单相电能表箱的相线颜色采用和单相电能表箱的进线同色,那么就要购买三种颜色10mm2的护套线。如按附图施工,只要购买一种10mm2的三芯护套线,其中一根是淡蓝色中性线,一根是黄绿双色的PE线,第三根是黄、绿、红三色中任意一色相线。
②中性线颜色 规范规定中性线宜采用淡蓝色绝缘电线,“宜”的含义是在条件许可时首先应采用淡蓝色。有的国家中性线采用白色,如果其建筑物因业主要求采用白色作同性线,那么该建筑物内所有的中性线都应采用白色。如果中性线的颜色是深蓝色,那么相线颜色不宜采用绿色,因为在暗淡的灯光下,深蓝色与绿色差别不大,此时相线颜色参考单相供电时,应采用红色或黄色。
③保护地线的颜色 规范规定应采用黄绿颜色相间的绝缘电线,“应”的含义是必须,在正常情况下均必须采用黄绿相间的绝缘电线。
在家装电气施工中,若因条件限制或其他因素,往往不能按规定要求选择电线颜色,但应遵照以下要求使用电线。
a.相线可使用黄色、绿色或红色中的任一种颜色,但不允许使用黑色、白色或绿/黄双色的电线。
b.零线可使用黑色电线,没有黑色电线时,也可用白色电线,零线不允许使用红色电线。
c.保护零线应使用绿/黄双色的电线,如无此种颜色电线,也可用黑色的电线。但这时零线应使用浅蓝色或白色的电线,以便两者有明显的区别,保护零线不允许使用除绿/黄双色线和黑色线以外的其他颜色的电线。
(5)选择优质电线方法
①看电线是否符合国家电工委员会产品质量认可(或有CCC认证)。看有无质量体系认证书;看合格证是否规范;看有无厂名、厂址、检验章、生产日期;看电线上是否印有商标、规格、电压等。电线是否符合有产品检验合格证书,产品质量专用标识。
②绝缘皮包裹比较紧凑,绝缘皮包裹铜芯比较均匀,用手撸皮时难以撸动。
③绝缘皮韧性较好,高质量铜线的绝缘材料光泽度佳,质地均匀且有很好的韧性。
④铜芯为紫红色,有光泽,手感软,看铜的纯度,纯度越高质量越好。可取一根电线头用手反复弯曲,凡是手感柔软、抗疲劳强度好、塑料或橡胶手感弹性大,且电线绝缘体上无裂痕的是优等品。电线外层塑料皮应色泽鲜亮、质地细密,用打火机点燃应无明火。而伪劣的铜芯线的铜芯为紫黑色、偏黄或偏白,杂质多,机械强度差,韧性不佳,稍用力即会折断,而且电线内常有断线现象。检查时,只要把电线一头剥开2cm,然后用一张白纸在铜芯上稍微搓一下,如果白纸上有黑色物质,说明铜芯里杂质比较多。另外,伪劣电线绝缘层看上去似乎很厚实,实际上大多是用再生塑料制成的,时间一长,绝缘层会老化而漏电。
⑤铜芯线直径是否达到国家规定的平方标准,还要看电线铜芯的横断面,优等品铜芯的颜色光亮、色泽柔和,铜芯黄中偏红,表明所用的铜材质量较好,而黄中发白则是低质铜材,高质量电线的铜芯外表光亮且稍软。
⑥看每一卷电线的长度标准,重量是否达到国家规定的标准,质量好的电线,一般都在规定的重量范围内。如截面积为1.5mm2的塑料绝缘单股铜芯线,每100m重量为1.8~1.9kg;2.5mm2的塑料绝缘单股铜芯线,每100m重量为3~3.1kg;4.0mm2的塑料绝缘单股铜芯线,每100m重量为4.4~4.6kg等。质量差的电线重量不足,要么长度不够,要么电线铜芯杂质过多。
⑦截取一段电线,看其线芯是否位于绝缘层的正中,不居中的是由于工艺不高而造成的偏芯现象。在看绝缘层厚薄是否不均匀和表面是否有气孔、疙瘩。
(6)劣质电线判断方法
①绝缘层包裹不均匀,并且绝缘皮较厚(使用生塑料制成,时间长容易老化漏电),表面看上去电线很粗,但铜芯很细,劣质铜线的实际截面要比标称截面少一个等级(比如标称6mm2的,实际只有4mm2)达不到规定平方标准。
②绝缘皮包裹不紧,用手容易撸动。劣质铜线的绝缘材料很多是使用回收的再生塑料,颜色较黯淡,厚薄不匀,字迹不清晰,黏性不好,绝缘差,容易老化开裂。
③劣质电线的铜芯采用再生铜原料,由于制造工艺不过关,铜芯线颜色为紫黑色,偏黄偏白,杂质多,电阻率高,同样的长度电阻大,导电能力差,机械强度差,韧性不佳,且线芯常有折断现象。
2.1.3 视频传输线的选用
同轴电缆是由中心导体、绝缘材料层、网状织物构成的屏蔽层以及外部隔离材料层组成。中心导体同屏蔽层用绝缘材料隔开,其频率特性比双绞线好,能进行较高速率的传输。由于它的屏蔽性能好,抗干扰能力强,通常多用于基带传输。
在有线电视系统的不同位置或不同的场合应采用不同种类和规格的电缆,以尽量满足有线电视系统的技术指标要求。因此,电缆的种类和规格繁多。为了规范电缆的生产与使用,我国对同轴电缆的型号实行了统一的命名,通常它由四个部分组成。其中第二、三、四部分均用数字表示,这些数字分别代表同轴电缆的特性阻抗(Ω)、芯线绝缘的外径(mm)和结构序号。
依据对内、外导体间绝缘介质的处理方法不同,同轴电缆可分为如下四种:第一种是实芯同轴电缆。这种电缆的介电常数高,传输损耗大,属于早期生产的产品,目前已淘汰不用;第二种是藕芯同轴电缆。这种电缆的传输损耗比实芯电缆的要小得多,但防潮防水性能差,以前使用较普遍,现在已不多见;第三种是物理发泡同轴电缆。这种电缆的传输损耗比藕芯电缆的还要小,且不易老化和受潮,是目前使用最广泛的电缆;第四种是竹节电缆。这种电缆具有物理发泡线缆同样或更优的性能,但由于制造工艺和环境条件要求高,产品的价格也偏高,因此一般仅作为主干传输线用。
卫星电视同轴电缆是为抛物面卫星天线和控制器/接收器间卫星电视互连而设计的,适用于多数系统,其有两种类型,单同轴电缆或由数根缆芯和一根同轴电缆组成的复合电缆。可适用于闭路电视系统的视频传输和监控摄像系统。特征:实心高导电性铜导体,半(全)空隙聚乙烯绝缘体,高导电性铜带和编织层。PVC或PE外层护套。
视频信号传输一般采用直接调制技术,以基带频率(约8MHz带宽)的形式,最常用的传输介质是同轴电缆;同轴电缆是专门设计用来传输视频信号的,其频率损失、图像失真、图像衰减的幅度都比较小,能很好地完成传送视频信号的任务。
一般采用专用的SYV75欧姆系列同轴电缆;常用型号为SYV75-5(它对视频信号的无中继传输距离一般为300~500m);距离较远时,需采用SYV75-7、SYV75-9同轴电缆(在实际工程中,粗缆的无中继传输距离可达1km以上)。
2.1.4 信息线缆的选用
(1)信息线缆组成
信息线缆由内而外由内导体、绝缘、外导体以及护套组成。
①内导体:由于衰减主要是内导体电阻引起的,内导体对信号传输影响很大。
②绝缘:影响衰减、阻抗、回波损耗等性能。
③外导体:回路导体、屏蔽作用。
(2)双绞线结构
双绞线(twisted pair,TP)是家庭综合布线工程中最常用的一种传输介质,双绞线由两根具有绝缘保护层的铜导线组成。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起,可降低信号干扰的程度,每一根导线在传输中辐射出来的电波会被另一根线上发出的电波抵消。双绞线一般由两根22~26号绝缘铜导线相互缠绕而成。
现行双绞线电缆中一般包含4个双绞线对,具体为白橙/橙、白蓝/蓝、白绿/绿、白棕/棕。
UTP局域网电缆结构如图2-3所示,UTP局域网电缆适用于传输电话、计算机数据、防火、防盗保安系统、智能楼宇信息网,计算机网络线。目前,双绞线可分为非屏蔽双绞线(UTP,也称无屏蔽双绞线)和屏蔽双绞线(STP),屏蔽双绞线电缆的外层由铝箔包裹着。在这两大类中又分:100Ω电缆、双体电缆、大对数电缆、150Ω屏蔽电缆。
图2-3 UTP局域网电缆结构
2.1.5 音视频线的选用
(1)视频线
①AV线。AV线最老的传输模拟视频信号的视频线,两端是莲花头(RCA头),目前DVD机及电视机都会有这种接口,在布线设计时不要选用这种线。
②S端子线。S端子线是前几年出现的比AV线质量好一点的视频线,接口是圆形的,类似PS2鼠标头,这种线已落后了,在布线设计时不要选用这种线。
③色差线。比S端子线质量更好的视频线,传输模拟信号,目前应该是模拟信号中最好的视频线,新近出的DVD机、高端电视以及家用投影机都会带有这种接口。如果播放设备和显示设备相距比较远,在布线设计时要考虑选用这种线。
④VGA线。VGA线是一种模拟信号视频线,最常见于电脑,其信号与色差线相比各有千秋,但随着视频数据量的加大,例如未来要传输1920×1080P的视频信号,那么色差线的冗余会更大,分辨率超过1600×1200后,VGA线质量稍次,长度稍长会导致雪花。因所有投影机都带有VGA接口,所以VGA线在布线设计时是必须考虑的线种。
⑤DVI线。DVI线全称为digital visual interface,是最新的数字视频线,以无压缩技术传送全数码信号,最高传输速度是8Gbps,目前已获多数厂家支持的数字视频信号线,接口的传输速度高达8Gbps,其接口有24+1(DVI-D),24+5(DVI-I)型,DVI-I支持同时传输数字(DVI-D)及模拟信号(VGA信号),一般来说HTPC的显卡一般是DVI-I接口,而液晶显示器,投影机上是DVI-D接口,DVI-I的接口虽然兼容DVI-D的接口,但DVI-I的插头却插不了DVI-D的接口(多了四根针),选用时需使用一个DVI-I转DVI-D的转换器。
⑥HDMI线。HDMI线全称hi-definition multimedia interface,比DVI更新的数字视频线,以无压缩技术传送全数码信号,最高传输速度是3.95Gbps,HDMI除了传输视频外,还支持八声道96kHz或单声道的192kHz数码音频传送,但目前支持HDMI的设备还不是太多,其接口可与DVI接口转换(视频信号部分)。
(2)音频线
一套音频线经常是两根,分为左右两个声道,线的两端都是莲花头(RCA头)。音频线在布线时基本无需考虑,因为音源设备与功放经常放在一起,这些线都很短,后期配置即可。
①同轴线。同轴线用于传输多声道信号(杜比AC-3或者DTS信号),与音频线类似,因信号量大,接头及线都比普通音频线粗一些,一般用于连接DVD机与功放机。
②光纤线。也用于传输多声道信号(杜比AC-3或者DTS信号),用于连接DVD机与功放机。
③话筒线。一种两芯的同轴线,用于连接功放与话筒。目前无线话筒兴起,如果不是出于特别考虑,布线时可以不予考虑,以后无线话筒应用肯定会越来越广。
④音箱线。音箱线用于连接功放与音箱,其中流通的电流信号远大于前面所说的视频线与音频线,正因为信号幅度很大,这类线往往没有屏蔽层,对于这种线材,关键是要降低其电阻,因为现代功放的输出电阻很低,所以对音箱线的要求也随之增高,如选用截面积大的或多股绞合线。
音箱线的线材从纯铜到银质线均有,价格比较贵的一种音箱线为无氧铜音箱专用线,其主要特点是导电性能好,电阻率低,使用了它在重放声音时音色增加不少。按照家用音箱的分类,分为家庭影院音箱(一般有6只)及HIFI音乐音箱(两只),一般又称发烧音箱。
HIFI音箱用于高保真还原录音声场,所以对音频信号的无损传输要有足够保障。一般传输线对不同频率信号有不同的阻抗,这种特性在声音的还原上表现为声音模糊不清,为此人们生产出了一种称为智能信号线的高档音箱连接线,这种线的特点是将信号根据频率高低分为两个通道,一定厚度的外层线通过5kHz以上的信号,5kHz以下的信号通过线的内层传输,这就大大地改善了传输线的频率特性,使重放的声音清晰通透。
家庭影院音箱用于播放电影,主要目的是重现电影的环绕声效果,使人产生身临其境的感觉,由于多声道声音信号极其丰富,人耳已无能力去体会细节,所以家庭影院音箱线材可以不必过分苛求,一般用200芯的铜线即可。