建筑電氣設(shè)計中應(yīng)注意的幾個問題
[導(dǎo)讀]針對施工圖審查過程中發(fā)現(xiàn)的供配電線路設(shè)計中經(jīng)常出現(xiàn)的一些不妥做法或錯誤，結(jié)合現(xiàn)行規(guī)范的有關(guān)規(guī)定，分析了這些做法的不足之處，并提出了解決方法。
建筑電氣設(shè)計涉及的規(guī)范很多，近年來，規(guī)范質(zhì)量每況愈下，文字表述不準確，每易產(chǎn)生歧義，有些規(guī)范規(guī)定明顯不合理，規(guī)范自相矛盾、不同規(guī)范之間相互矛盾的情況很多。給廣大電氣設(shè)計人員帶來了很多的困惑和麻煩。在參加施工圖審查過程中，發(fā)現(xiàn)一些不妥甚至錯誤的做法，要么造成浪費，要么存在安全隱患。筆者不揣淺陋，針對電氣設(shè)計中存在的多發(fā)問題，指出其不妥之處并提出正確做法，請各位同行參考。
1、建筑物設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的規(guī)定不合理
《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ16-2008第13.1.3-2-2）項規(guī)定：“建筑高度不超過24m的單層及多層公共建筑”應(yīng)設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。按此規(guī)定，只要是建筑高度不超過24m公共建筑，不論其規(guī)模大小和用途，均須設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)。很明顯，此項規(guī)定多有不妥。建議此章規(guī)定作廢，是否設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)應(yīng)遵守《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50016-2014有關(guān)規(guī)定，如何設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)應(yīng)遵守《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB50116-2013有關(guān)規(guī)定。
2、建筑物劃分防雷類別的規(guī)定不合理
《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ16-2008第11.2.4-6款規(guī)定：“建筑群中最高的建筑物或位于建筑群邊緣高度超過20m的建筑物”應(yīng)劃為三類防雷建筑物。建筑物是否需要防雷，應(yīng)根據(jù)該建筑的用途、體量、具體位置、所在地區(qū)氣象條件以及地質(zhì)特點等因素經(jīng)計算確定。對于雷暴日小的地區(qū)，建筑群中最高的建筑物也可能不需要防雷，而雷暴日大的地區(qū)，位于建筑群邊緣高度不超過20m的建筑物也可能需要防雷。綜上所述，《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ16-2008第11.2.4-6款規(guī)定亦有不妥。建議防雷設(shè)計不考慮《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ16-2008第11章要求，只需遵守GB50057、GB50343以及建筑專業(yè)的相關(guān)規(guī)定。
3、火災(zāi)自動報警系統(tǒng)傳輸線路的防火要求不完善
《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB50116-2013第11.2.3條僅對FAS線路暗敷時提出了敷設(shè)在不燃燒體內(nèi)且保護層厚度不小于30mm的防火做法，而對FAS線路明敷時未提出任何防火的要求，顯然是錯誤的。FAS干線常常采用有機耐火電線在槽盒內(nèi)長距離敷設(shè)，由于有機耐火電線的耐火能力較低，F(xiàn)AS明敷干線路徑上任何部位發(fā)生火災(zāi)，F(xiàn)AS干線都可能受到損害，致使FAS癱瘓。因此，F(xiàn)AS線路明敷時應(yīng)采取防火措施，其耐火極限不得低于被控消防設(shè)備火災(zāi)時的持續(xù)工作時間。
4、低壓配電導(dǎo)體末端分支線路太長
《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ16-2008第7.4.2條規(guī)定，低壓配電導(dǎo)體截面應(yīng)符合：1）導(dǎo)體載流量滿足要求；2）電壓損失滿足要求：3）熱穩(wěn)定應(yīng)滿足要求；4）機械強度應(yīng)滿足要求。實際設(shè)計中，設(shè)計人員對該條規(guī)定的第2）款、第3）款不夠重視，尤其是低壓配電導(dǎo)體末端分支線路較長時，如照明配電箱引出的照明插座等單相分支回路，電壓損失往往超過允許值，更為嚴重的是，由于線路長，導(dǎo)線細，末端發(fā)生短路故障時，短路電流太小，短路保護裝置不能可靠動作，致使整條故障配電回路導(dǎo)線以及與該回路緊貼的配電回路導(dǎo)線的絕緣都將因高溫熔化而報廢，而且還存在火災(zāi)隱患。
規(guī)范對低壓配電導(dǎo)體末端分支線路的長度未做具體規(guī)定，技術(shù)措施的要求是不宜大于50m。C型微型斷路器瞬時動作電流值為長延時整定電流的5~10倍，經(jīng)計算得知，C型微型斷路器整定電流16A保護2.5mm2銅芯導(dǎo)線，線路長度不超過50m的情況下，電壓損失和短路保護靈敏度均可滿足規(guī)范要求。為減少電氣設(shè)計人員的工作量，滿足上述情況時可不校驗電壓損失和短路保護靈敏度。線路較長時，必須校驗電壓損失和短路保護靈敏度。若短路保護靈敏度不滿足要求，應(yīng)減小微型斷路器長延時整定電流整定值以便降低短路保護瞬時動作電流值，受負荷電流限制無法減小微型斷路器長延時整定電流整定值時，可改用B型脫扣特性的微型斷路器，其瞬時動作電流值只有長延時整定電流的3~5倍。
5、變配電所低壓配電柜出線電纜截面太小
不少設(shè)計人員只按電壓損失和允許載流量選擇低壓配電導(dǎo)體截面，對小容量的配電回路選用很小的導(dǎo)體截面，而未考慮低壓配電導(dǎo)體截面必須滿足熱穩(wěn)定的要求。尤其是在高壓側(cè)系統(tǒng)短路容量較大，變壓器容量也較大的情況下，變壓器低壓側(cè)短路電流很大。發(fā)生短路故障時，小截面線纜就會因不滿足熱穩(wěn)定要求而燒毀。這是非常錯誤的。
因此，變配電所低壓配電柜出線截面積除應(yīng)滿足過載保護和電壓損失的要求外，線纜截面積較小時必須校驗線纜的熱穩(wěn)定。
6、橋架選型不合理，橋架類型、材質(zhì)不明確
不少設(shè)計人員選用橋架時，不指明橋架的具體類型和材質(zhì)。還有些設(shè)計人員不論電線電纜，也不考慮其用途，只要在橋架內(nèi)敷設(shè)，全都選用電纜槽盒，甚至礦物絕緣電纜也在槽盒內(nèi)敷設(shè)。這些做法都是非常錯誤的。
橋架是統(tǒng)稱，按結(jié)構(gòu)形式不同分為梯架、托盤和槽盒，按材質(zhì)不同分為金屬橋架與非金屬橋架，金屬橋架又可分為鋼質(zhì)橋架和鋁合金橋架。不同類型的橋架散熱效果各異，對線纜允許載流量的影響自然不同，線纜在梯架內(nèi)敷設(shè)時允許載流量校正系數(shù)最小值為0.78，而線纜在槽盒內(nèi)敷設(shè)時允許載流量校正系數(shù)最小值為0.38。由此可知，不同類型的橋架對線纜允許載流量的影響差別很大。此外，不同類型橋架的價格及安裝要求均不同，譬如，采用非金屬橋架時，應(yīng)沿橋架全長敷設(shè)專用接地線；當采用鋁合金橋架在鋼質(zhì)支、吊架上固定時，應(yīng)采取防止電化學(xué)腐蝕的措施；金屬橋架表面有非導(dǎo)電涂層時接頭處應(yīng)跨接接地線。因此，設(shè)計圖紙中必須指明橋架的外形尺寸、類型及其材質(zhì)。否則，不僅無法做工程預(yù)算，也無法訂貨與施工，更為嚴重的是無法確定線纜截面。
由于電纜槽盒對線纜載流量的影響很大，除導(dǎo)線在吊頂內(nèi)敷設(shè)應(yīng)選用槽盒、消防配電回路采用有機耐火電纜在橋架內(nèi)敷設(shè)時應(yīng)選用耐火槽盒外，普通配電回路電纜在橋架內(nèi)敷設(shè)時均可選用電纜梯架或電纜托盤。
7、普通配電線路與消防配電線路在同一電纜槽盒內(nèi)敷設(shè)
消防配電線路有防火要求，當消防配電干線采用有機絕緣耐火電線電纜時，其敷設(shè)方式應(yīng)有防火措施。若采用電纜橋架敷設(shè)方式，應(yīng)采用防火電纜槽盒，或采用普通金屬電纜槽盒并在其外壁涂覆防火保護層。由于電纜槽盒對電線電纜允許載流量影響很大，在消防配電干線采用有機絕緣耐火電線電纜的情況下，普通配電線路與消防配電線路在同一電纜槽盒內(nèi)敷設(shè)時，其導(dǎo)體截面積必然會增大很多，增加投資。此外，普通配電線路與消防配電線路以及同一負荷的2路電線電纜均須設(shè)防火隔板分開，電纜槽盒內(nèi)至少要設(shè)2個防火隔板。這種做法不僅會增加投資，而且不便施工，是非常不妥的。
合理的做法是，普通配電線路與消防配電線路分別在各自的橋架中敷設(shè)。普通配電線路可采用電纜梯架；消防配電干線敷設(shè)在中間設(shè)有防火隔板的防火電纜槽盒或外壁涂覆有防火保護層的普通金屬電纜槽盒中，同一負荷的2路電線電纜分別敷設(shè)在隔板的兩側(cè)。若消防配電干線采用礦物絕緣電纜，可沿墻明敷，亦可在電纜梯架上或支架上敷設(shè)。
8、選用不存在的電線電纜型號
在建筑施工圖審查過程中，常常發(fā)現(xiàn)有些設(shè)計人員選用WDZ-BV電線、WDZ-VV電纜、WDZ-YJV電纜或WDZN-BV電線、WDZN-VV電纜、WDZN-YJV電纜。眾所周知，電線電纜型號中的“W”表示無鹵，“D”表示低煙，“V”表示聚氯乙烯，如BV表示銅芯聚氯乙烯絕緣電線，VV表示銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套電力電纜，YJV表示銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電力電纜。上述電線電纜的絕緣或/和護套由聚氯乙烯構(gòu)成，而聚氯乙烯所含的氯是鹵族元素。也就是說，只要電線電纜型號中有字母“V”，就一定含鹵。故不存在WDZ-BV電線、WDZ-VV電纜、WDZ-YJV電纜或WDZN-BV電線、WDZN-VV電纜、WDZN-YJV電纜。
9、濫用4P開關(guān)
有些設(shè)計人員受技術(shù)措施的誤導(dǎo)，將10kV變配電所變壓器低壓側(cè)主開關(guān)以及聯(lián)絡(luò)開關(guān)均設(shè)計成4P開關(guān)，還有些設(shè)計人員將低壓進戶總開關(guān)設(shè)計成4P漏電斷路器，這是非常錯誤的。
4P開關(guān)通斷操作時因N極無法產(chǎn)生對觸頭有清潔作用的電弧，容易造成N極接觸不良，引起所謂的“斷零故障”。TN系統(tǒng)中，只有需要切斷雜散電流通路時方可選用4P開關(guān)。
規(guī)范規(guī)定10kV變配電所內(nèi)多電源TN系統(tǒng)應(yīng)在低壓配電柜處一點接地，此時雜散電流已無通路。將10kV變配電所變壓器低壓側(cè)主開關(guān)以及聯(lián)絡(luò)開關(guān)設(shè)計成4P開關(guān)，不僅增加造價，還存在易發(fā)生“斷零故障”的安全隱患，而且無法配出TN-C和TN-C-S配電回路。所以變壓器低壓側(cè)主開關(guān)以及聯(lián)絡(luò)開關(guān)均應(yīng)采用3P開關(guān)。
低壓進戶總開關(guān)選用漏電斷路器用于電氣火災(zāi)防護時，為避免發(fā)生“斷零故障”不得選用4P漏電斷路器。應(yīng)選用3P4W漏電斷路器，此種漏電斷路器廠家的脫扣器代號為4300A，即N與L均接入漏電斷路器，N線不經(jīng)過觸頭，始終接通。
10、電線電纜載流量未按規(guī)定校正
有人認為，不少配電回路未滿負荷運行，有些配電回路的實際電流遠小于該回路線纜的允許載流量，不必對線纜的載流量進行校驗，而且不對線纜的允許載流量進行校驗也未出事。大家知道，有人將保護線路的熔斷器熔絲換成銅絲，或者將保護開關(guān)的整定電流改大而不加大導(dǎo)線截面，長期運行未必就會發(fā)生故障。即使如此，不會有電氣設(shè)計人員認為配電線路不需要保護。規(guī)范規(guī)定要對配電線路設(shè)置過載、短路等各種保護，并非不設(shè)上述保護配電線路便不能正常運行，只是為了確保在故障情況下配電線路不受損壞。盡管“不少配電回路未滿負荷運行，有些配電回路的實際電流遠小于該回路線纜的允許載流量”，但是，無任何措施可以避免上述配電線路不會出現(xiàn)滿負荷運行的情況。因此，不對線纜的載流量進行校驗也不會出事的觀點是非常錯誤的。
環(huán)境溫度和敷設(shè)方式均影響電線電纜的載流量。電線或電纜載流量表中，只給出了數(shù)種環(huán)境溫度下特定敷設(shè)方式時的載流量。電線或電纜敷設(shè)時的實際情況與載流量表中給定的條件不一致時，必須針對實際情況按《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ16-2008第7.4節(jié)的有關(guān)規(guī)定對電線電纜的載流量進行校正。
電纜槽盒為密閉結(jié)構(gòu)，不便散熱，多回路配電線纜在電纜槽盒內(nèi)敷設(shè)時其載流量降低很多。9個回路時校正系數(shù)為0.5，20個及以上回路時校正系數(shù)僅有0.38。此點務(wù)必引起電氣設(shè)計人員的高度重視。
電線電纜在室內(nèi)電纜槽盒中敷設(shè)時，一般情況下環(huán)境溫度定為35℃，線芯允許長期工作溫度PVC絕緣為70℃，XLPE或EPR絕緣為90℃。備用回路、平時不工作的回路、預(yù)計實際負荷電流不大于其允許載流量30﹪的回路不計入回路總數(shù)。
11、應(yīng)急燈自帶電池持續(xù)供電時間180分鐘
有些設(shè)計人員要求應(yīng)急燈自帶電池持續(xù)供電時間180分鐘，這是非常不合理的。尤其是燈具容量較大時，如2支36W的直管熒光燈燈具，持續(xù)供電180分鐘需要電池的重量10kg左右，再加上整流、逆變等輔助裝置，其體積也很大，無法安裝在燈具內(nèi)。如此大的重量和體積安裝在何處，如何固定，都是很難處理的問題。
除三級負荷供電的建筑外，應(yīng)急照明的持續(xù)時間應(yīng)由配電系統(tǒng)來保證。應(yīng)急燈自帶電池僅在電源轉(zhuǎn)換的過渡期，尤其是市電與自備發(fā)電機轉(zhuǎn)換時，使其滿足應(yīng)急照明轉(zhuǎn)換時間的輔助措施。
12、應(yīng)急照明采用切斷電源的強制點亮方式
有些設(shè)計人員設(shè)計應(yīng)急照明系統(tǒng)時，應(yīng)急照明配電箱采用雙電源供電，應(yīng)急燈自帶電池。發(fā)生火災(zāi)時，聯(lián)動切除應(yīng)急照明的供電回路，應(yīng)急燈因斷電改由自帶電池供電而點亮，這種做法是非常錯誤的。
規(guī)范規(guī)定，發(fā)生火災(zāi)時應(yīng)切除有關(guān)部位的非消防電源。任何時候，尤其是發(fā)生火災(zāi)的情況下，更應(yīng)確保消防配電回路的供電可靠性。
應(yīng)急照明為消防負荷，發(fā)生火災(zāi)時聯(lián)動切斷其配電回路明顯違反規(guī)范規(guī)定。另外，應(yīng)急燈所帶電池的容量隨充放電次數(shù)的增加而逐漸降低，發(fā)生火災(zāi)時切除應(yīng)急照明的供電回路僅由其自帶電池供電無法保證規(guī)范強條要求的連續(xù)供電時間。
《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB50116-2013第3.4.2條規(guī)定，消防控制室內(nèi)設(shè)置的消防控制室圖形顯示裝置應(yīng)能顯示消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)的故障狀態(tài)和應(yīng)急工作狀態(tài)。應(yīng)急照明采用切斷電源的強制點亮方式無法滿足上述規(guī)范要求。
13、三級消防負荷配電采用2回路末端互投
建筑內(nèi)的消防設(shè)備定為三級負荷時，該建筑僅需一路電源。同一電源的2個分支回路末端互投對提高供電可靠性無意義。因此，當消防設(shè)備定為三級負荷時，只需從本建筑總配電箱配出專用回路向消防設(shè)備放射式供電即可。
14、誤用煙溫復(fù)合型火災(zāi)探測器
為了確保自動消防設(shè)備不會誤動作，對于可靠性要求較高的防火卷簾門以及氣體、泡沫等自動滅火設(shè)施，必須采用2個及以上不同探測形式的報警觸發(fā)裝置信號的“與”邏輯組合作為上述設(shè)施設(shè)備的觸發(fā)信號。
煙溫復(fù)合型火災(zāi)探測器只能發(fā)出火災(zāi)信號，火災(zāi)自動報警系統(tǒng)無法區(qū)分是煙霧導(dǎo)致的報警信號還是溫度導(dǎo)致的報警信號。用于疏散的防火卷簾門兩側(cè)若采用煙溫復(fù)合型火災(zāi)探測器則無法實現(xiàn)感煙火災(zāi)探測器動作防火卷簾門下降至1.8m，感溫火災(zāi)探測器動作防火卷簾門下降到底的規(guī)范要求。同理，氣體、泡沫等自動滅火設(shè)施若采用煙溫復(fù)合型火災(zāi)探測器則無法實現(xiàn)感煙火災(zāi)探測器動作發(fā)出報警信號，感溫火災(zāi)探測器動作實施噴灑滅火的規(guī)范要求。因此，當需要2個不同探測形式的報警觸發(fā)裝置信號的“與”邏輯組合作為上述設(shè)施設(shè)備的觸發(fā)信號時，不得采用煙溫復(fù)合型火災(zāi)探測器，必須采用單獨的感煙火災(zāi)探測器和感溫火災(zāi)探測器。此外，感煙火災(zāi)探測器和感溫火災(zāi)探測器應(yīng)分別校核保護范圍，不得有保護盲區(qū)。
15、電梯配電回路設(shè)置過載保護
不少設(shè)計人員對電梯配電回路設(shè)置過載保護，這種做法是非常不妥的。
首先，電梯控制柜已經(jīng)設(shè)有與電梯負載特性完全匹配的過載保護，再設(shè)過載保護屬于重復(fù)設(shè)置，實無必要。再者，電梯電源線上利用斷路器做過載保護不滿足電梯的過載保護要求。GB7588-2003/13.3.6條規(guī)定，電梯電機過載其繞組溫升超過允許值時不得斷電，應(yīng)按原運行方向就近平層、打開轎廂門，乘客走出轎廂后才能切斷電梯電源。當電梯電源線上采用斷路器做過載保護時，若按負載電流整定過載保護，過載時斷路器會跳閘，兼之斷路器有±20%動作誤差，環(huán)境溫度較高時有可能電梯轎廂還未平層便已切斷電梯電源，存在乘客被困在電梯轎廂內(nèi)的危險。雖然加大過載保護整定值可以避免過載便跳閘弊端，但是，對于非選擇性塑殼斷路器來說，加大過載保護整定值的同時也增大了瞬動電流的整定值。此種情況下短路保護靈敏度以及熱穩(wěn)定未必滿足規(guī)范要求。
《通用用電設(shè)備配電設(shè)計規(guī)范》GB50055-2011第3.3.2條規(guī)定，每臺電梯或自動扶梯的電源線應(yīng)裝設(shè)隔離電器和短路保護電氣。
因此，向電梯控制柜配電的開關(guān)不得帶過載保護，只能設(shè)短路保護。
原標題:建筑電氣設(shè)計中應(yīng)注意的幾個問題
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