建筑电气设计中应注意的几个问题

18年04月16日     来源:中国建筑电气网

[导读]针对施工图审查过程中发现的供配电线路设计中经常出现的一些不妥做法或错误,结合现行规范的有关规定,分析了这些做法的不足之处,并提出了解决方法。

  建筑电气设计涉及的规范很多,近年来,规范质量每况愈下,文字表述不准确,每易产生歧义,有些规范规定明显不合理,规范自相矛盾、不同规范之间相互矛盾的情况很多。给广大电气设计人员带来了很多的困惑和麻烦。在参加施工图审查过程中,发现一些不妥甚至错误的做法,要么造成浪费,要么存在安全隐患。笔者不揣浅陋,针对电气设计中存在的多发问题,指出其不妥之处并提出正确做法,请各位同行参考。

  1、建筑物设置火灾自动报警系统的规定不合理

  《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第13.1.3-2-2)项规定:“建筑高度不超过24m的单层及多层公共建筑”应设置火灾自动报警系统。按此规定,只要是建筑高度不超过24m公共建筑,不论其规模大小和用途,均须设置火灾自动报警系统。很明显,此项规定多有不妥。建议此章规定作废,是否设置火灾自动报警系统应遵守《建筑设计防火规范》GB50016-2014有关规定,如何设置火灾自动报警系统应遵守《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013有关规定。

  2、建筑物划分防雷类别的规定不合理

  《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第11.2.4-6款规定:“建筑群中最高的建筑物或位于建筑群边缘高度超过20m的建筑物”应划为三类防雷建筑物。建筑物是否需要防雷,应根据该建筑的用途、体量、具体位置、所在地区气象条件以及地质特点等因素经计算确定。对于雷暴日小的地区,建筑群中最高的建筑物也可能不需要防雷,而雷暴日大的地区,位于建筑群边缘高度不超过20m的建筑物也可能需要防雷。综上所述,《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第11.2.4-6款规定亦有不妥。建议防雷设计不考虑《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第11章要求,只需遵守GB50057、GB50343以及建筑专业的相关规定。

  3、火灾自动报警系统传输线路的防火要求不完善

  《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013第11.2.3条仅对FAS线路暗敷时提出了敷设在不燃烧体内且保护层厚度不小于30mm的防火做法,而对FAS线路明敷时未提出任何防火的要求,显然是错误的。FAS干线常常采用有机耐火电线在槽盒内长距离敷设,由于有机耐火电线的耐火能力较低,FAS明敷干线路径上任何部位发生火灾,FAS干线都可能受到损害,致使FAS瘫痪。因此,FAS线路明敷时应采取防火措施,其耐火极限不得低于被控消防设备火灾时的持续工作时间。

  4、低压配电导体末端分支线路太长

  《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第7.4.2条规定,低压配电导体截面应符合:1)导体载流量满足要求;2)电压损失满足要求:3)热稳定应满足要求;4)机械强度应满足要求。实际设计中,设计人员对该条规定的第2)款、第3)款不够重视,尤其是低压配电导体末端分支线路较长时,如照明配电箱引出的照明插座等单相分支回路,电压损失往往超过允许值,更为严重的是,由于线路长,导线细,末端发生短路故障时,短路电流太小,短路保护装置不能可靠动作,致使整条故障配电回路导线以及与该回路紧贴的配电回路导线的绝缘都将因高温熔化而报废,而且还存在火灾隐患。

  规范对低压配电导体末端分支线路的长度未做具体规定,技术措施的要求是不宜大于50m。C型微型断路器瞬时动作电流值为长延时整定电流的5~10倍,经计算得知,C型微型断路器整定电流16A保护2.5mm2铜芯导线,线路长度不超过50m的情况下,电压损失和短路保护灵敏度均可满足规范要求。为减少电气设计人员的工作量,满足上述情况时可不校验电压损失和短路保护灵敏度。线路较长时,必须校验电压损失和短路保护灵敏度。若短路保护灵敏度不满足要求,应减小微型断路器长延时整定电流整定值以便降低短路保护瞬时动作电流值,受负荷电流限制无法减小微型断路器长延时整定电流整定值时,可改用B型脱扣特性的微型断路器,其瞬时动作电流值只有长延时整定电流的3~5倍。

  5、变配电所低压配电柜出线电缆截面太小

  不少设计人员只按电压损失和允许载流量选择低压配电导体截面,对小容量的配电回路选用很小的导体截面,而未考虑低压配电导体截面必须满足热稳定的要求。尤其是在高压侧系统短路容量较大,变压器容量也较大的情况下,变压器低压侧短路电流很大。发生短路故障时,小截面线缆就会因不满足热稳定要求而烧毁。这是非常错误的。

  因此,变配电所低压配电柜出线截面积除应满足过载保护和电压损失的要求外,线缆截面积较小时必须校验线缆的热稳定。

  6、桥架选型不合理,桥架类型、材质不明确

  不少设计人员选用桥架时,不指明桥架的具体类型和材质。还有些设计人员不论电线电缆,也不考虑其用途,只要在桥架内敷设,全都选用电缆槽盒,甚至矿物绝缘电缆也在槽盒内敷设。这些做法都是非常错误的。

  桥架是统称,按结构形式不同分为梯架、托盘和槽盒,按材质不同分为金属桥架与非金属桥架,金属桥架又可分为钢质桥架和铝合金桥架。不同类型的桥架散热效果各异,对线缆允许载流量的影响自然不同,线缆在梯架内敷设时允许载流量校正系数最小值为0.78,而线缆在槽盒内敷设时允许载流量校正系数最小值为0.38。由此可知,不同类型的桥架对线缆允许载流量的影响差别很大。此外,不同类型桥架的价格及安装要求均不同,譬如,采用非金属桥架时,应沿桥架全长敷设专用接地线;当采用铝合金桥架在钢质支、吊架上固定时,应采取防止电化学腐蚀的措施;金属桥架表面有非导电涂层时接头处应跨接接地线。因此 ,设计图纸中必须指明桥架的外形尺寸、类型及其材质。否则,不仅无法做工程预算,也无法订货与施工,更为严重的是无法确定线缆截面。

  由于电缆槽盒对线缆载流量的影响很大,除导线在吊顶内敷设应选用槽盒、消防配电回路采用有机耐火电缆在桥架内敷设时应选用耐火槽盒外,普通配电回路电缆在桥架内敷设时均可选用电缆梯架或电缆托盘。

  7、普通配电线路与消防配电线路在同一电缆槽盒内敷设

  消防配电线路有防火要求,当消防配电干线采用有机绝缘耐火电线电缆时,其敷设方式应有防火措施。若采用电缆桥架敷设方式,应采用防火电缆槽盒,或采用普通金属电缆槽盒并在其外壁涂覆防火保护层。由于电缆槽盒对电线电缆允许载流量影响很大,在消防配电干线采用有机绝缘耐火电线电缆的情况下,普通配电线路与消防配电线路在同一电缆槽盒内敷设时,其导体截面积必然会增大很多,增加投资。此外,普通配电线路与消防配电线路以及同一负荷的2路电线电缆均须设防火隔板分开,电缆槽盒内至少要设2个防火隔板。这种做法不仅会增加投资,而且不便施工,是非常不妥的。

  合理的做法是,普通配电线路与消防配电线路分别在各自的桥架中敷设。普通配电线路可采用电缆梯架;消防配电干线敷设在中间设有防火隔板的防火电缆槽盒或外壁涂覆有防火保护层的普通金属电缆槽盒中,同一负荷的2路电线电缆分别敷设在隔板的两侧。若消防配电干线采用矿物绝缘电缆,可沿墙明敷,亦可在电缆梯架上或支架上敷设。

  8、选用不存在的电线电缆型号

  在建筑施工图审查过程中,常常发现有些设计人员选用WDZ-BV电线、WDZ-VV电缆、WDZ-YJV电缆或WDZN-BV电线、WDZN-VV电缆、WDZN-YJV电缆。众所周知,电线电缆型号中的“W”表示无卤,“D”表示低烟,“V”表示聚氯乙烯,如BV表示铜芯聚氯乙烯绝缘电线,VV表示铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆,YJV表示铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆。上述电线电缆的绝缘或/和护套由聚氯乙烯构成,而聚氯乙烯所含的氯是卤族元素。也就是说,只要电线电缆型号中有字母“V”,就一定含卤。故不存在WDZ-BV电线、WDZ-VV电缆、WDZ-YJV电缆或WDZN-BV电线、WDZN-VV电缆、WDZN-YJV电缆。

  9、滥用4P开关

  有些设计人员受技术措施的误导,将10kV变配电所变压器低压侧主开关以及联络开关均设计成4P开关,还有些设计人员将低压进户总开关设计成4P漏电断路器,这是非常错误的。

  4P开关通断操作时因N极无法产生对触头有清洁作用的电弧,容易造成N极接触不良,引起所谓的“断零故障”。TN系统中,只有需要切断杂散电流通路时方可选用4P开关。

  规范规定10kV变配电所内多电源TN系统应在低压配电柜处一点接地,此时杂散电流已无通路。将10kV变配电所变压器低压侧主开关以及联络开关设计成4P开关,不仅增加造价,还存在易发生“断零故障”的安全隐患,而且无法配出TN-C和TN-C-S配电回路。所以变压器低压侧主开关以及联络开关均应采用3P开关。

  低压进户总开关选用漏电断路器用于电气火灾防护时,为避免发生“断零故障”不得选用4P漏电断路器。应选用3P4W漏电断路器,此种漏电断路器厂家的脱扣器代号为4300A,即N与L均接入漏电断路器,N线不经过触头,始终接通。

  10、电线电缆载流量未按规定校正

  有人认为,不少配电回路未满负荷运行,有些配电回路的实际电流远小于该回路线缆的允许载流量,不必对线缆的载流量进行校验,而且不对线缆的允许载流量进行校验也未出事。大家知道,有人将保护线路的熔断器熔丝换成铜丝,或者将保护开关的整定电流改大而不加大导线截面,长期运行未必就会发生故障。即使如此,不会有电气设计人员认为配电线路不需要保护。规范规定要对配电线路设置过载、短路等各种保护,并非不设上述保护配电线路便不能正常运行,只是为了确保在故障情况下配电线路不受损坏。尽管“不少配电回路未满负荷运行,有些配电回路的实际电流远小于该回路线缆的允许载流量”,但是,无任何措施可以避免上述配电线路不会出现满负荷运行的情况。因此,不对线缆的载流量进行校验也不会出事的观点是非常错误的。

  环境温度和敷设方式均影响电线电缆的载流量。电线或电缆载流量表中,只给出了数种环境温度下特定敷设方式时的载流量。电线或电缆敷设时的实际情况与载流量表中给定的条件不一致时,必须针对实际情况按《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第7.4节的有关规定对电线电缆的载流量进行校正。

  电缆槽盒为密闭结构,不便散热,多回路配电线缆在电缆槽盒内敷设时其载流量降低很多。9个回路时校正系数为0.5,20个及以上回路时校正系数仅有0.38。此点务必引起电气设计人员的高度重视。

  电线电缆在室内电缆槽盒中敷设时,一般情况下环境温度定为35℃,线芯允许长期工作温度PVC绝缘为70℃,XLPE或EPR绝缘为90℃。备用回路、平时不工作的回路、预计实际负荷电流不大于其允许载流量30﹪的回路不计入回路总数。

  11、应急灯自带电池持续供电时间180分钟

  有些设计人员要求应急灯自带电池持续供电时间180分钟,这是非常不合理的。尤其是灯具容量较大时,如2支36W的直管荧光灯灯具,持续供电180分钟需要电池的重量10kg左右,再加上整流、逆变等辅助装置,其体积也很大,无法安装在灯具内。如此大的重量和体积安装在何处,如何固定,都是很难处理的问题。

  除三级负荷供电的建筑外,应急照明的持续时间应由配电系统来保证。应急灯自带电池仅在电源转换的过渡期,尤其是市电与自备发电机转换时,使其满足应急照明转换时间的辅助措施。

  12、应急照明采用切断电源的强制点亮方式

  有些设计人员设计应急照明系统时,应急照明配电箱采用双电源供电,应急灯自带电池。发生火灾时,联动切除应急照明的供电回路,应急灯因断电改由自带电池供电而点亮,这种做法是非常错误的。

  规范规定,发生火灾时应切除有关部位的非消防电源。任何时候,尤其是发生火灾的情况下,更应确保消防配电回路的供电可靠性。

  应急照明为消防负荷,发生火灾时联动切断其配电回路明显违反规范规定。另外,应急灯所带电池的容量随充放电次数的增加而逐渐降低,发生火灾时切除应急照明的供电回路仅由其自带电池供电无法保证规范强条要求的连续供电时间。

  《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-2013第3.4.2条规定,消防控制室内设置的消防控制室图形显示装置应能显示消防应急照明和疏散指示系统的故障状态和应急工作状态。应急照明采用切断电源的强制点亮方式无法满足上述规范要求。

  13、三级消防负荷配电采用2回路末端互投

  建筑内的消防设备定为三级负荷时,该建筑仅需一路电源。同一电源的2个分支回路末端互投对提高供电可靠性无意义。因此,当消防设备定为三级负荷时,只需从本建筑总配电箱配出专用回路向消防设备放射式供电即可。

  14、误用烟温复合型火灾探测器

  为了确保自动消防设备不会误动作,对于可靠性要求较高的防火卷帘门以及气体、泡沫等自动灭火设施,必须采用2个及以上不同探测形式的报警触发装置信号的“与”逻辑组合作为上述设施设备的触发信号。

  烟温复合型火灾探测器只能发出火灾信号,火灾自动报警系统无法区分是烟雾导致的报警信号还是温度导致的报警信号。用于疏散的防火卷帘门两侧若采用烟温复合型火灾探测器则无法实现感烟火灾探测器动作防火卷帘门下降至1.8m,感温火灾探测器动作防火卷帘门下降到底的规范要求。同理,气体、泡沫等自动灭火设施若采用烟温复合型火灾探测器则无法实现感烟火灾探测器动作发出报警信号,感温火灾探测器动作实施喷洒灭火的规范要求。因此,当需要2个不同探测形式的报警触发装置信号的“与”逻辑组合作为上述设施设备的触发信号时,不得采用烟温复合型火灾探测器,必须采用单独的感烟火灾探测器和感温火灾探测器。此外,感烟火灾探测器和感温火灾探测器应分别校核保护范围,不得有保护盲区。

  15、电梯配电回路设置过载保护

  不少设计人员对电梯配电回路设置过载保护,这种做法是非常不妥的。

  首先,电梯控制柜已经设有与电梯负载特性完全匹配的过载保护,再设过载保护属于重复设置,实无必要。再者,电梯电源线上利用断路器做过载保护不满足电梯的过载保护要求。GB7588-2003/13.3.6条规定,电梯电机过载其绕组温升超过允许值时不得断电,应按原运行方向就近平层、打开轿厢门,乘客走出轿厢后才能切断电梯电源。当电梯电源线上采用断路器做过载保护时,若按负载电流整定过载保护,过载时断路器会跳闸,兼之断路器有±20%动作误差,环境温度较高时有可能电梯轿厢还未平层便已切断电梯电源,存在乘客被困在电梯轿厢内的危险。虽然加大过载保护整定值可以避免过载便跳闸弊端,但是,对于非选择性塑壳断路器来说,加大过载保护整定值的同时也增大了瞬动电流的整定值。此种情况下短路保护灵敏度以及热稳定未必满足规范要求。

  《通用用电设备配电设计规范》GB50055-2011第3.3.2条规定,每台电梯或自动扶梯的电源线应装设隔离电器和短路保护电气。

  因此,向电梯控制柜配电的开关不得带过载保护,只能设短路保护。

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编辑:张柳婷
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