DQZHAN技術(shù)訊：建筑電氣設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾個(gè)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(jì)中經(jīng)常出現(xiàn)的一些不妥做法或錯(cuò)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(jì)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(zhǔn)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(jì)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(cuò)誤的做法，要么造成浪費(fèi)，要么存在**隱患。筆者不揣淺陋，針對電氣設(shè)計(jì)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(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的規(guī)定不合理
《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ16-2008第13.1.3-2-2）項(xiàng)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(dòng)報(bào)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(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。很明顯，此項(xiàng)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(dòng)報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)遵守《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2014有關(guān)規(guī)定，如何設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)遵守《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)規(guī)范》JGJ16-2008第11.2.4-6款規(guī)定：“建筑群中*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(diǎn)等因素經(jīng)計(jì)算確定。對于雷暴日小的地區(qū)，建筑群中*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(jì)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(jì)不考慮《民用建筑電氣設(shè)計(jì)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(dòng)報(bào)警系統(tǒng)傳輸線路的防火要求不完善
《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50116-2013第11.2.3條僅對FAS線路暗敷時(shí)提出了敷設(shè)在不燃燒體內(nèi)且保護(hù)層厚度不小于30mm的防火做法，而對FAS線路明敷時(shí)未提出任何防火的要求，顯然是錯(cuò)誤的。FAS干線常常采用有機(jī)耐火電線在槽盒內(nèi)長距離敷設(shè)，由于有機(jī)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(shí)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(shí)的持續(xù)工作時(shí)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(jì)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(jī)械強(qiáng)度應(yīng)滿足要求。實(shí)際設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)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(shí)，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(yán)重的是，由于線路長，導(dǎo)線細(xì)，末端發(fā)生短路故障時(shí)，短路電流太小，短路保護(hù)裝置不能可靠動(dòng)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(bào)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**不宜大于50m。C型微型斷路器瞬時(shí)動(dòng)作電流值為長延時(shí)整定電流的5~10倍，經(jīng)計(jì)算得知，C型微型斷路器整定電流16A保護(hù)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(hù)靈敏度均可滿足規(guī)范要求。為減少電氣設(shè)計(jì)人員的工作量，滿足上述情況時(shí)可不校驗(yàn)電壓損失和短路保護(hù)靈敏度。線路較長時(shí)，必須校驗(yàn)電壓損失和短路保護(hù)靈敏度。若短路保護(hù)靈敏度不滿足要求，應(yīng)減小微型斷路器長延時(shí)整定電流整定值以便降低短路保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作電流值，受負(fù)荷電流限制無法減小微型斷路器長延時(shí)整定電流整定值時(shí)，可改用B型脫扣特性的微型斷路器，其瞬時(shí)動(dòng)作電流值只有長延時(shí)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(jì)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(shí)，小截面線纜就會(huì)因不滿足熱穩(wěn)定要求而燒毀。這是非常錯(cuò)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(hù)和電壓損失的要求外，線纜截面積較小時(shí)必須校驗(yàn)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(jì)人員選用橋架時(shí)，不指明橋架的具體類型和材質(zhì)。還有些設(shè)計(jì)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(cuò)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(shí)允許載流量校正系數(shù)*小值為0.78，而線纜在槽盒內(nèi)敷設(shè)時(shí)允許載流量校正系數(shù)*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(jià)格及安裝要求均不同，譬如，采用非金屬橋架時(shí)，應(yīng)沿橋架全長敷設(shè)專用接地線；當(dāng)采用鋁合金橋架在鋼質(zhì)支、吊架上固定時(shí)，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(shí)接頭處應(yīng)跨接接地線。因此，設(shè)計(jì)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(yán)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(jī)耐火電纜在橋架內(nèi)敷設(shè)時(shí)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(shí)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(dāng)消防配電干線采用有機(jī)絕緣耐火電線電纜時(shí)，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(hù)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(jī)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(shí)，其導(dǎo)體截面積必然會(huì)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(fù)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(gè)防火隔板。這種做法不僅會(huì)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(hù)層的普通金屬電纜槽盒中，同一負(fù)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(jì)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(hù)套電力電纜，YJV表示銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電力電纜。上述電線電纜的絕緣或/和護(hù)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(jì)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(jì)成4P開關(guān)，還有些設(shè)計(jì)人員將低壓進(jìn)戶總開關(guān)設(shè)計(jì)成4P漏電斷路器，這是非常錯(cuò)誤的。
4P開關(guān)通斷操作時(shí)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**，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(shí)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(diǎn)接地，此時(shí)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(jì)成4P開關(guān)，不僅增加造價(jià)，還存在易發(fā)生“斷零故障”的**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(jìn)戶總開關(guān)選用漏電斷路器用于電氣火災(zāi)防護(hù)時(shí)，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(rèn)為，不少配電回路未滿負(fù)荷運(yùn)行，有些配電回路的實(shí)際電流遠(yuǎn)小于該回路線纜的允許載流量，不必對線纜的載流量進(jìn)行校驗(yàn)，而且不對線纜的允許載流量進(jìn)行校驗(yàn)也未出事。大家知道，有人將保護(hù)線路的熔斷器熔絲換成銅絲，或者將保護(hù)開關(guān)的整定電流改大而不加大導(dǎo)線截面，長期運(yùn)行未必就會(huì)發(fā)生故障。即使如此，不會(huì)有電氣設(shè)計(jì)人員認(rèn)為配電線路不需要保護(hù)。規(guī)范規(guī)定要對配電線路設(shè)置過載、短路等各種保護(hù)，并非不設(shè)上述保護(hù)配電線路便不能正常運(yùn)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(fù)荷運(yùn)行，有些配電回路的實(shí)際電流遠(yuǎn)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(huì)出現(xiàn)滿負(fù)荷運(yùn)行的情況。因此，不對線纜的載流量進(jìn)行校驗(yàn)也不會(huì)出事的觀點(diǎn)是非常錯(cuò)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(shí)的載流量。電線或電纜敷設(shè)時(shí)的實(shí)際情況與載流量表中給定的條件不一致時(shí)，必須針對實(shí)際情況按《民用建筑電氣設(shè)計(jì)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(jìn)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(shí)其載流量降低很多。9個(gè)回路時(shí)校正系數(shù)為0.5，20個(gè)及以上回路時(shí)校正系數(shù)僅有0.38。此點(diǎn)務(wù)必引起電氣設(shè)計(jì)人員的高度重視。
電線電纜在室內(nèi)電纜槽盒中敷設(shè)時(shí)，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(shí)不工作的回路、預(yù)計(jì)實(shí)際負(fù)荷電流不大于其允許載流量30﹪的回路不計(jì)入回路總數(shù)。
11、應(yīng)急燈自帶電池持續(xù)供電時(shí)間180分鐘
有些設(shè)計(jì)人員要求應(yīng)急燈自帶電池持續(xù)供電時(shí)間180分鐘，這是非常不合理的。尤其是燈具容量較大時(shí)，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(fù)荷供電的建筑外，應(yīng)急照明的持續(xù)時(shí)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(jī)轉(zhuǎn)換時(shí)，使其滿足應(yīng)急照明轉(zhuǎn)換時(shí)間的輔助措施。
12、應(yīng)急照明采用切斷電源的強(qiáng)制點(diǎn)亮方式
有些設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)應(yīng)急照明系統(tǒng)時(shí)，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(shí)，聯(lián)動(dòng)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(diǎn)亮，這種做法是非常錯(cuò)誤的。
規(guī)范規(guī)定，發(fā)生火災(zāi)時(shí)應(yīng)切除有關(guān)部位的非消防電源。任何時(shí)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(fù)荷，發(fā)生火災(zāi)時(shí)聯(lián)動(dòng)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(shí)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(qiáng)條要求的連續(xù)供電時(shí)間。
《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(qiáng)制點(diǎn)亮方式無法滿足上述規(guī)范要求。
13、三級消防負(fù)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(fù)荷時(shí)，該建筑僅需一路電源。同一電源的2個(gè)分支回路末端互投對提高供電可靠性無意義。因此，當(dāng)消防設(shè)備定為三級負(fù)荷時(shí)，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(dòng)消防設(shè)備不會(huì)誤動(dòng)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(dòng)滅火設(shè)施，必須采用2個(gè)及以上不同探測形式的報(bào)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(dòng)報(bào)警系統(tǒng)無法區(qū)分是煙霧導(dǎo)致的報(bào)警信號還是溫度導(dǎo)致的報(bào)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(shí)現(xiàn)感煙火災(zāi)探測器動(dòng)作防火卷簾門下降至1.8m，感溫火災(zāi)探測器動(dòng)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(dòng)滅火設(shè)施若采用煙溫復(fù)合型火災(zāi)探測器則無法實(shí)現(xiàn)感煙火災(zāi)探測器動(dòng)作發(fā)出報(bào)警信號，感溫火災(zāi)探測器動(dòng)作實(shí)施噴灑滅火的規(guī)范要求。因此，當(dāng)需要2個(gè)不同探測形式的報(bào)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(shí)，不得采用煙溫復(fù)合型火災(zāi)探測器，必須采用單獨(dú)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(hù)范圍，不得有保護(hù)盲區(qū)。
15、電梯配電回路設(shè)置過載保護(hù)
不少設(shè)計(jì)人員對電梯配電回路設(shè)置過載保護(hù)，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(fù)載特性完全匹配的過載保護(hù)，再設(shè)過載保護(hù)屬于重復(fù)設(shè)置，實(shí)無必要。再者，電梯電源線上利用斷路器做過載保護(hù)不滿足電梯的過載保護(hù)要求。GB7588-2003/13.3.6條規(guī)定，電梯電機(jī)過載其繞組溫升超過允許值時(shí)不得斷電，應(yīng)按原運(yùn)行方向就平層、打開轎廂門，乘客走出轎廂后才能切斷電梯電源。當(dāng)電梯電源線上采用斷路器做過載保護(hù)時(shí)，若按負(fù)載電流整定過載保護(hù)，過載時(shí)斷路器會(huì)跳閘，兼之?dāng)嗦菲饔小?0%動(dòng)作誤差，環(huán)境溫度較高時(shí)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(xiǎn)。雖然加大過載保護(hù)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(hù)整定值的同時(shí)也增大了瞬動(dòng)電流的整定值。此種情況下短路保護(hù)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(jì)規(guī)范》GB50055-2011第3.3.2條規(guī)定，每臺電梯或自動(dòng)扶梯的電源線應(yīng)裝設(shè)隔離電器和短路保護(hù)電氣。
因此，向電梯控制柜配電的開關(guān)不得帶過載保護(hù)，只能設(shè)短路保護(hù)。
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