装饰工程电气设计几个常见问题及改正

2022-11-30

装饰工程电气设计是建筑工程电气设计的延伸和深化。在装饰工程电气设计中, 常常存在一些不正确的地方, 由于这些问题的存在, 在用电设备或电力系统发生异常情况时, 会影响部分区域电力的可靠使用或者部分电力系统的安全运行。现对装饰工程电气设计中存在的几个问题及改正谈谈自己的看法。

1 断路器分断能力不符合安装地点预期短路电流要求

根据《低压配电设计规范》GB50054-95第2.1.1条:“低压配电设计所选用的电器, 应符合国家现行的有关标准, 并应符合下列要求如下。

(1) 电器的额定电压应与所在回路标称电压相适应。

(2) 电器的额定电流不应小于所在回路的计算电流。

(3) 电器的额定频率应与所在回路的频率相适应。

(4) 电器应适应所在场所的环境条件。

(5) 电器应满足短路条件下的动稳定与热稳定的要求。用于断开短路电流的电器, 应满足短路条件下的通断能力。”

在断路器的选用中, 应符合上述相关条款规定。例如, 在靠近某变压器低压出线侧的配电箱中选择使用了C65N-63/3P50A微型断路器, 根据对相关要求相比较, 该断路器符合上述1~4项要求, 但根据该变压器容量等条件推算出该断路器安装处的预期短路电流为17.5KA, 而C65N断路器的技术参数为:

脱扣曲线:B/C/D

额定电压:1P AC230V

2/3/4P AC400V

额定电流:1~63A

分断能力:6kA

可以看出, 其自身分断能力仅为6kA, 无法满足短路条件下的动稳定与热稳定的要求, 应选择符合要求的断路器。如选择NS100N型号的断路器, NS100N断路器的技术参数为:

额定电压:AC380V

额定电流:16~100A

分断能力:25kA

极数:三极

壳架电流:100A

可以看出, 其分断能力为25kA, 大于安装处的预期短路电流17.5kA, 满足上述相关规范第2.1.1条第5点要求, 也同时满足1~4点要求。

2 配电箱进线开关形式选择不当

对于配电箱进线开关采用带保护的开关电器 (如断路器) 或采用带隔离作用的开关电器, 经常混淆。

(1) 《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008第7.1.4条:“由公用电网引入的低压电源线路, 应在电源进线处设置隔离电器或具有隔离作用的保护电器;由本单位变配电所引入的专用回路, 可以不装设带保护的开关电器;而树干式供电系统的配电箱, 其进线开关宜选用带保护的开关”。

(2) 《住宅建筑规范》GB50386-2005第8.5.4条:“每套住宅应设置电源总断路器, 总断路器应采用可同时断开相线和中性线的开关电器”。 (强制性条文)

(3) 《供配电系统设计规范》GB 50052-2009第3.0.7条:“供电系统应简单可靠, 同一电压供电系统的变配电级数不宜多于两级”。

(4) 断路器在设计选用时还应考虑断路器与断路器的选择性配合。

应考虑上级断路器的瞬时脱扣器动作值, 大于下级断路器出线端处最大预期短路电流, 若由于两级断路器处短路时回路元件阻抗值差别小, 使之短路电流值差别不大, 则上级断路器可选择带短延时的脱扣器。

限流断路器在短路电流大于或等于其瞬时脱扣器整定值时, 将会在数毫秒内脱扣, 故下级保护电器不宜用断路器实现选择性保护要求。

具有短延时的断路器, 当其时限整定在最大延时的时候, 其通断能力下降, 因此, 在选择性保护回路中, 考虑选择断路器的短延时通断能力应满足要求。

还应考虑上级断路器的短路延时可返回特性与下级断路器的动作特性时间曲线不应相交, 短延时特性曲线与瞬时特性曲线间不应相交, 具有保护选择性。

断路器作配电线路的保护时, 宜选用带长延时动作过流脱扣器的断路器, 当线路末端发生单相接地短路时, 短路电流不小于断路器瞬时或短延时过流脱扣器整定电流的1.5倍。

由以上相关规范和断路器选择原则可以看出, 对于配电箱进线开关的形式, 除非要求必须装设断路器, 一般应选择具有隔离功能开关来满足要求。否则, 由于选择断路器增加了配电级次, 一是使得供电可靠性降低;二是为了满足上下级断路器之间的选择性配合, 增加了断路器选择梯度;三是为了能与上级断路器匹配, 供电线路截面有可能加大。

3 断路器不能有效保护截面减少的线路

对于不同楼层或同楼层相距3m以上的配电箱之间, 单从电缆发热允许电流条件来考虑供电电缆截面的变化。例如某电缆向配电箱AL1和AL2供电, 经AL1前端T接至AL2, 电缆型号为YJV-4x95+1x50, 现仅根据AL2负荷计算, 选择T接至AL2电缆的为YJV-4x25+1x16。

根据《低压配电设计规范》GB50054-95第4.3.4条“过负荷保护电器的动作特性应同时满足下列要求如下。

IB为线路计算负载电流, A。

In为断路器额定电流或整定电流, A。

Iz为导线允许持续载流量, A。

I2为保护电器可持续动作电流, A。

电源电缆的保护电器整定电流值, 应小于或等于导线允许持续载流量, 否则在截面变小的电缆上发生故障时, 两只配电箱的上一级断路器可能不会动作, 无法起到保护作用。

如T接至A L 2的电缆选用Y J V-4 x 2 5+1 x 1 6, 则两配电箱负荷计算电流185A<选择的断路器整定电流200A>导线允许电流105A, 不符合上述IB≤In≤Iz要求;如T接至AL2的电缆仍为YJV-4x95+1x50, 则两配电箱负荷计算电流185A<选择的断路器整定电流200A<导线允许电流260A, 符合上述IB≤In≤Iz要求。故电缆选择不能只单纯考虑载流量要求而减少截面。另外, 根据实际, 在电缆线路截面减少处加装断路器也是一种方案。

4 1P+N (即DPN) 和2 P断路器的作用混淆

1 P+N为单极+N断路器, 同时控制火线和零线, 但只有火线具有热磁脱扣功能, 模数为18mm;2P为单相2极断路器, 同时控制火线和零线, 且都具有热磁脱扣功能, 模数为2×18mm=36mm。

1P+N断路器具有相线的控制、隔离、过载和短路等保护功能 (断开相线+N线) , N线是因为相线回路出现故障 (相线与其他相线发生短路等) 才一起跳掉, 自己本身并无此功能 (如果邻近回路的相线与本回路的N线短路, 则本回路不会跳闸) 。2P断路器具有控制、隔离、过载和相线、N线的短路等保护的功能 (断开相线+N线) , 不管相线还是N线出现故障都会跳闸 (如果邻近回路的相线与本回路的N线短路, 本回路立即跳闸) 。

所以, 可以得出以下结论:为减少配电箱体积、降低成本, 一般选择1P+N (即DPN) 断路器;对于比较重要、检修与操作频繁、容易出现故障的用电回路, 选择使用2P断路器。

5 吊顶内线管形式选择不明

(1) 当作为消防配电线路在吊顶内敷设 (应视为明敷) 时:对于高层民用建筑, 根据《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95 (2005年版) 第9.1.4.1条:“……明敷设时, 应穿有防火保护的金属管或有防火保护的封闭式金属线槽”;

对于高层民用建筑之外的建筑, 根据《建筑设计防火规范》GB50016-2006第11.1.6条:“……明敷时 (包括敷设在吊顶内) , 应穿金属管或封闭式金属线槽, 并应采取防火保护措施”。

(2) 当为非消防配电线路在吊顶内敷设时:

对于高层民用建筑, 根据《低压配电设计规范》GB50054-95第5.2.7条:“配电线缆在建筑物的顶棚内敷设的, 必须采用金属管、金属线槽布线”。

对于高层民用建筑之外的建筑, 根据《建筑设计防火规范》GB50016-2006规范第11.2.3条:“配电线路……敷设在有可燃物的吊顶内时, 宜采用穿金属管、采用密闭式金属线槽或难燃材料的塑料管等防火保护措施”。

因而, 对于高层民用建筑之外建筑的非消防负荷的配电线路, 应视情况允许在吊顶内穿难燃材料塑料管敷设。

6 保护线 (PE线) 选择不当

常见有PE线的供电系统中, PE线截面积选择不当。例如, 设计图纸或现场施工中, 常见供电回路的相线、零线和PE线组合如下。

Z R-B V-2 x 6+1 x 4或Z R-B V-4x16+1x10等等。

在TN系统中应重视PE线在故障条件下的热稳定, 如果选用过小的截面的PE线, 致使回路阻抗过大, 当发生漏电时, 常造成以下后果:漏电保护器不能正常动作切断电路, 漏电处将呈现高电压, 有产生放电火花引燃可燃物的危险;还可能使短路电流不能充分大, 保护电器动作时间过长, 甚至拒动, 极易烧毁线路或引发设备火灾。

根据《低压配电设计规范》GB50054-95第2.2.9条:“当保护线 (以下简称PE线) 所用材质与相线相同时, PE线最小截面应符合表1的规定。

由此, 上述线路组合应改为:

Z R-B V-3 x 6或Z R-B V-5 x 1 6等等。

7 消防用电设备供电达不到要求

设计中, 往往在消防用电设备供电的回路上接有其他的非消防负荷, 或者消防电源从就近的一般电源回路上取电, 消防负荷与一般负荷混用, 事故切除非消防电源时, 导致消防设备同时断电。

消防用电设备的供电回路, 在规范中有明确的要求。《建筑设计防火规范》 (CBJl6--87) (2006年版) 第11.1.4条:“消防用电设备应采用专用的供电回路, 当生产、生活用电被切断时, 应仍能保证消防用电。其配电设备应有明显标志。”此处所指的单独供电回路, 是指从低压总配电室或分配电室至消防设备最末一级配电箱的配电线路, 均应与其他配电线路分开设置, 并有火灾时不被“切除”的措施保证。

正确的做法是消防用电设备采用单独的供电回路, 其供电回路上不接一般负荷, 以提高供电的可靠性。

8 特殊场所照明电压等级选择不当

配电设计中, 特殊场所其电压等级在规范中有明确的要求, 但在设计中, 仍然采用220V供电, 不能满足规范的要求。

(1) 《民用建筑电气设计规范》 (JGJ16-2 00 8) 第9.4.5条2款:“井道内应设置照明, ……轿顶及井道照明电源宜为36V……”;

(2) 《剧场建筑设计规范》 (JGJ57-2000) 第10.3.5条:“……化妆室台灯照明、观众厅座位排号灯的电源电压不得大于36V”;

(3) 《游泳池和类似场所用灯具安全要求》 (GB7000.8-1997) 规范4.1条:“灯具应为防触电保护的a类灯具, 其外部和内部线路的工作电压应不超过12V”。

所以, 对于以上特殊场所的照明电压等级选择, 必须按照相应规范规定进行。

另外, 应注意有的设计虽然采用了220/36V或220/12V供电, 但在配电导线的选择时仍按220V电压等级选择导线截面, 使得所选择的导线偏小, 承受不了实际电流值。

9 洗浴区域未装设等电位连结

某些工程中, 对于卫生间、桑拿区、水疗区或游泳池等, 未作等电位连结或做得不全, 一旦发生漏电事故, 会对人体安全造成威胁。

以卫生间为例, 根据《住宅设计规范》GB50096-1999第6.5.2条:“……卫生间宜做局部等电位连结”。这里卫生间是指带洗浴设施的卫生间。具体做法如下。

(1) 所有照明PE线、所有插座PE线、金属给排水管、金属浴盆、金属采暖管、洗面盆金属支架、天花吊顶金属龙骨架、墙体内钢筋网和地面钢筋网通过电线等与LEB (局部等电位联结) 端子板连接。

(2) 金属地漏、扶手、浴巾架、肥皂盒等孤立之物不作连接, 当给排水管、浴盆为非金属材料时不作连接。

(3) 等电位线路与LEB应采取螺栓连接, 设置在方便检测的位置 (距地高度500mm) , 以便拆卸进行定期检测。

(4) 等电位联结线的截面选择可参见标准设计图集02D501-2, 在地面内和墙内穿塑料管暗敷, 墙内或地面内的钢筋网采用-25x4扁钢与LEB连接。

还应注意, 不能把卫生间以外的插座PE线引入LEB端子板, 以避免从外部引入危险电压;认为卫生间内能够上下贯通的金属物已与MEB (大楼总的等电位连接) 端子板连接, 不需再接到LEB端子板上, 是不正确的;LEB端子板应为铜质材料, 施工中使用一般扁钢做LEB端子板, 则又出现了不同材质的连接问题。

1 0 三相电源系统中浪涌保护器只数选择不当

设计中, 对于配电系统中的浪涌保护器只数选择不当。

(1) 根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-1994 (2000年版) 第6.4.5条中的图6.4.5-2之注:“当采用T N-C-S或T N-S系统时, 在N与PE线连接处电涌保护器用三个, 在其后N与PE线分开处安装电涌保护器时用四个, 即在N与PE线间增加一个, 类似于图6.4.5-1”。

(2) 根据《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004第5.4.1.5条:“浪涌保护器应有过电流保护装置, 并宜有劣化显示功能”。

此外, 浪涌保护器前端设置的保护电器的极数, 应与浪涌保护器设置个数相同, 该保护电器既要满足短路分断能力要求, 又不允许在规定雷电冲击放电电流下开断。

1 1 与原有建筑电气及其他专业的设计配合不当

常见问题有孤立的根据装饰施工图进行相应电气设计。如果仅就图纸本身来看, 可能没有什么不妥之处, 但在施工图纸会审时会发现与原有建筑电气图纸及其他专业图纸之间存在问题, 主要体现为以下几点。

(1) 天花上电气专业桥架或线槽路径与其他专业管线路径发生冲突, 无法保证装饰设计标高。

(2) 配电箱位置、容量和主要干线与原有建筑电气设计矛盾。

(3) 强电专业与空调、消防和弱电等专业的配合不当等等。

设计时, 应充分了解业主的需求, 了解原建筑电气的设计思路, 了解现场的施工情况, 结合原建筑电气图和现装饰平面图, 根据配电箱已做设计和未做设计、已做订货和未做订货、已做施工和未做施工、可移位和不可移位等情况, 选择配电箱位置, 决定配电箱系统和电缆是否需要变更。

设计时, 应注重各个专业之间配合。强电专业根据各专业提出的条件做相应配套设计, 如果上述专业没有提出条件, 则配电箱系统应预留一定电量和回路作为备用。电脑、电话和电视等弱电插座, 要先于强电进行平面定位, 并及时向强电提出设计条件。

设计时, 应做天花上各专业管线的叠加, 避免相互冲突, 保证装饰天花设计高度。由空调或有关专业对专业管线进行叠加, 选择若干管线最为集中的路径, 对管线的位置进行断面排布, 这种排布应符合有关规范对专业管线相互位置和距离的规定, 如果不符合, 则要考虑管线路径改变或装修方案改变。

以上是本人从事设计和审核工作所遇到问题, 现集中提出, 仅供参考。

摘要：文章提出装饰工程电气设计的几个常见问题, 如断路器分断能力不符合安装地点预期短路电流要求, 配电箱进线开关形式选择不当, 断路器不能有效保护截面减少的线路, 1P+N (即DPN) 和2P断路器的作用混淆, 吊顶内线管形式选择不明, 保护线 (PE线) 选择不当, 消防用电设备供电达不到要求, 特殊场所照明电压等级选择不当, 洗浴区域未装设等电位连结, 三相电源系统中浪涌保护器数量选择不当, 与原有建筑电气及其他专业设计的配合不当等, 并提出改正这些问题的方法。

关键词：电气设计,常见问题,改正