建筑電氣設(shè)計(jì)常見(jiàn)病剖析.doc

建筑電氣設(shè)計(jì)常見(jiàn)病剖析電氣施工圖審圖札記摘要以國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范為基礎(chǔ), 針對(duì)目前建筑電氣施工圖紙中普遍存在的毛病進(jìn)行分析, 說(shuō)明其嚴(yán)重危害及糾正方法。關(guān)鍵詞建筑電氣負(fù)荷計(jì)算線路保護(hù)防雷接地住宅供電自從實(shí)行建筑施工圖審圖制度以來(lái), 我院審圖公司承擔(dān)了大量的施工圖審核工作。在審圖工作當(dāng)中, 我們與兄弟單位互相學(xué)習(xí), 取長(zhǎng)補(bǔ)短, 不斷加深對(duì)國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范的理解, 進(jìn)一步提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量。然而, 在審圖工作中, 有一些問(wèn)題卻反反復(fù)復(fù)地出現(xiàn)在我們面前, 幾乎成了常見(jiàn)病, 影響了施工圖的質(zhì)量。若這些問(wèn)題得不到正確和及時(shí)的解決, 勢(shì)必造成事故隱患, 危害工程質(zhì)量, 給國(guó)家和人民生命財(cái)產(chǎn)造成難以估量的損失。百年大計(jì), 設(shè)計(jì)為本。優(yōu)秀工程必須要有優(yōu)秀設(shè)計(jì)作保障。本著精益求精, 不斷提高設(shè)計(jì)質(zhì)量的目的, 本人針對(duì)電氣審圖工作中發(fā)現(xiàn)的常見(jiàn)病發(fā)表自己的看法, 供廣大同行參考。1接地刀開(kāi)關(guān)的安裝一些同行在設(shè)計(jì)市電高壓進(jìn)線柜時(shí)往往喜歡在斷路器(或負(fù)荷開(kāi)關(guān)) 的電源側(cè)(進(jìn)線電纜側(cè)) 設(shè)置接地刀開(kāi)關(guān)。造成這種錯(cuò)誤的原因顯然有兩個(gè): 一是在畫(huà)圖時(shí)直接套用廠家樣本的方案而未按實(shí)際用途作修改, 二是錯(cuò)誤地認(rèn)為這樣設(shè)置接地刀便于檢修。高壓進(jìn)線電纜是由地區(qū)變電所或上一級(jí)斷路器控制的, 如果在電纜側(cè)設(shè)置接地刀的話, 當(dāng)本級(jí)斷路器或負(fù)荷開(kāi)關(guān)分閘后合上接地刀時(shí), 勢(shì)必造成電網(wǎng)接地短路; 當(dāng)上級(jí)斷路器合閘向本級(jí)變電所送電時(shí),由于本級(jí)斷路器首先是處于分閘和接地刀接地狀態(tài), 也會(huì)導(dǎo)致上級(jí)電網(wǎng)接地短路障礙。所以,這樣設(shè)置接地刀不但派不上用場(chǎng), 還會(huì)造成重大短路事故。類(lèi)似事故前幾年在我市已經(jīng)發(fā)生過(guò), 只是沒(méi)有引起足夠的重視。另外, 雙電源同側(cè)進(jìn)線、備電自投的高壓柜, 其斷路器的電源側(cè)和負(fù)荷側(cè)均不能安裝接地刀, 否則也會(huì)引發(fā)接地短路故障。接地刀開(kāi)關(guān)安裝在變壓器保護(hù)柜斷路器的負(fù)荷側(cè)(出線電纜側(cè)) 及計(jì)量柜主開(kāi)關(guān)后是比較適當(dāng)、可靠和安全的。2總負(fù)荷計(jì)算在電力總負(fù)荷計(jì)算和變壓器選擇中, 有些人往往把有功功率、無(wú)功功率和視在功率的關(guān)系當(dāng)成標(biāo)量關(guān)系, 即把各項(xiàng)用電設(shè)備組的視在功率直接相加作為總的視在功率。實(shí)際上, 有功功率、無(wú)功功率和視在功率的關(guān)系是矢量關(guān)系, 只能進(jìn)行矢量相加。用復(fù)數(shù)表示功率的話,視在功率相當(dāng)于復(fù)數(shù)的模, 有功功率相當(dāng)于復(fù)數(shù)的實(shí)部, 無(wú)功功率相當(dāng)于復(fù)數(shù)的虛部。如果用直角三角形表示, 視在功率相當(dāng)于直角三角形的斜邊, 有功功率、無(wú)功功率相當(dāng)于直角三角形的直角邊, 因此, 總的視在功率的平方等于總的有功功率的平方與總的無(wú)功功率平方之和, 直接把視在功率相加是錯(cuò)誤的。其次, 另一常見(jiàn)的計(jì)算錯(cuò)誤是漏項(xiàng)。一是各項(xiàng)有功功率之和與各項(xiàng)無(wú)功功率之和計(jì)算出來(lái)之后沒(méi)有乘以同期系數(shù)就進(jìn)行下一步計(jì)算,二是選擇變壓器容量時(shí)沒(méi)有考慮變壓器自身的有功損耗(占變壓器容量的2% ) 和無(wú)功損耗(占變壓器容量的8% 10% )。3需用系數(shù)的選擇在審圖時(shí)常遇到一些電力設(shè)備的供電系統(tǒng)圖, 其計(jì)算步驟和方法都正確, 而參數(shù)卻沒(méi)選對(duì)。例如: 電氣設(shè)備為生活水泵(一用一備) ,單臺(tái)設(shè)備安裝功率Pn= 37kW , 額定電流Ir=70A , 由于選取需用系數(shù)Kx= 015, 計(jì)算結(jié)果為計(jì)算電流Ic= 36A , 選用保護(hù)斷路器In= 50A ,電線BV (33 16) SC252F。如此配置, 系統(tǒng)根本不能運(yùn)行, 因?yàn)?0A 的斷路器通過(guò)70A 電流時(shí)肯定會(huì)過(guò)負(fù)荷跳閘, 若不跳閘, 線路肯定被燒毀。這個(gè)例子絕不是杜撰的, 設(shè)計(jì)者把計(jì)算總負(fù)荷或多臺(tái)負(fù)荷的參數(shù)運(yùn)用到單臺(tái)設(shè)備上來(lái), 就難免出錯(cuò)。在進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí), 不管是采用需要系數(shù)法、二項(xiàng)式法、利用系數(shù)法、還是用ABC 法, 都要注意, 當(dāng)設(shè)備為三臺(tái)以內(nèi)時(shí),直接按用電設(shè)備的額定功率計(jì)算(即Kx =110)。當(dāng)設(shè)備為多臺(tái)時(shí), 按上述方法計(jì)算的結(jié)果還應(yīng)與最大的單臺(tái)設(shè)備的額定功率作比較,按負(fù)荷較大者配置線路。在住宅建筑電氣設(shè)計(jì)中, 還有些設(shè)計(jì)人員不管是一套住宅, 還是一棟住宅樓, 都采用同一個(gè)需用系數(shù)(如Kx=014) , 把每套住宅開(kāi)關(guān)箱的總開(kāi)關(guān)限制過(guò)小, 缺乏靈活性, 使一棟住宅樓內(nèi)的各套用電量不能適當(dāng)調(diào)劑互補(bǔ), 不能充分發(fā)揮供電系統(tǒng)的作用。4線路保護(hù)線路選擇不當(dāng)是審圖當(dāng)中碰到最多的問(wèn)題。第一是中性線(N 線) 和接地保護(hù)線(PE線) 的選擇問(wèn)題。N 線偏小主要是選用截面為三大一小的電力電纜作住宅樓、辦公樓的照明電的入戶線。由于照明負(fù)荷大部分為單相用電設(shè)備, 所以其N(xiāo) 線的截面不應(yīng)小于相線截面,應(yīng)采用四芯等截面的電力電纜。對(duì)于PE 線的最小截面, 規(guī)范已有明確規(guī)定: “當(dāng)相線截面(平方毫米) S 不大于16 時(shí), PE 線截面等于相線截面S; 當(dāng)相線截面S 大于16 但不大于35時(shí), PE 線截面為16; 當(dāng)相線截面S 大于35 時(shí),PE 線截面為S?2”。然而, 很多設(shè)計(jì)人員常把PE 線的截面放小一至二級(jí), 可能是認(rèn)為PE 線平時(shí)不工作, 大了太浪費(fèi)。其實(shí)這種觀點(diǎn)和做法都是錯(cuò)誤的。我們知道, 常用小型空氣斷路器的額定電流等級(jí)由In= 16A、20A、25A ?100A , 每級(jí)電流增加25% 30% , 若要保證上下兩級(jí)斷路器能可靠、有選擇地動(dòng)作, 上下兩級(jí)必須有23 個(gè)等級(jí)差別, 即上下級(jí)額定電流相差56%95%。按過(guò)負(fù)荷保護(hù)選擇銅芯電線時(shí), 對(duì)應(yīng)于上述電流等級(jí)的電線截面為215?mm2 70?mm 2; 若按短路保護(hù)選擇銅芯線時(shí)截面則為110?mm2 35?mm 2。當(dāng)線路發(fā)生接地故障時(shí),短路電流經(jīng)過(guò)相線、設(shè)備外殼、PE 線回至重復(fù)接地處(TN 2S 系統(tǒng))。由于N 線中沒(méi)有與相線相等的電流返回, 漏電斷路器自動(dòng)跳閘切斷回路, 未裝有漏電斷路器的支路其普通斷路器也會(huì)按照短路電流大小而反時(shí)限跳閘。但是, 如果本級(jí)斷路器觸頭焊死或是靈敏度不夠而拒絕分?jǐn)? 則只能靠上一級(jí)斷路器跳閘, 這種情況是時(shí)有發(fā)生的。如果發(fā)生這種情況, 相線和PE線就必須增加56% 95% 的載流量, 才能保證上一級(jí)斷路器跳閘。如果PE 線截面小于相線截面一級(jí), PE 線上的載流量則須比額定載流量增加95% 120% , 才能保證上一級(jí)斷路器跳閘。由于PE 線較小, 負(fù)荷相對(duì)較重, 就比較容易燒斷。PE 線斷后故障依然存在, 故障點(diǎn)的電位等于相線電位。由于故障點(diǎn)接觸電勢(shì)高, 人接觸時(shí)有致命危險(xiǎn), 因此, 為保證自動(dòng)空氣斷路器能可靠工作, 切除故障回路, 規(guī)范明確地規(guī)定了PE 線的最小截面。每個(gè)設(shè)計(jì)人員都應(yīng)認(rèn)真執(zhí)行。線路選擇不當(dāng)?shù)牡诙€(gè)問(wèn)題是線路與斷路器的額定電流不匹配, 電線截面偏小。電線截面偏小易使電線因過(guò)負(fù)荷而發(fā)熱, 燒壞絕緣層而引起火災(zāi)。在電氣工程設(shè)計(jì)中, 通常要考慮短路保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)和接地故障保護(hù)。與導(dǎo)線選擇密切有關(guān)的主要是短路保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù)。按過(guò)負(fù)荷保護(hù)選擇電線與按短路保護(hù)選擇電線相比較, 其導(dǎo)線的長(zhǎng)期連續(xù)負(fù)荷允許載流量之比為113875, 截面積相差(加大) 兩級(jí)左右。那么, 在導(dǎo)線選擇中, 什么情況下按短路保護(hù)考慮, 什么情況下按過(guò)負(fù)荷保護(hù)考慮? 縱觀各類(lèi)建筑電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)得出如下結(jié)論:(1) 配電線路均應(yīng)裝設(shè)短路保護(hù)。(2) 下列線路安裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù): 居住建筑、重要的倉(cāng)庫(kù)及公共建筑中的照明線路;有可能引起線路過(guò)負(fù)荷以及易燃和易爆危險(xiǎn)場(chǎng)所的低壓配電線路; 有延燃性外層的絕緣導(dǎo)線明敷在易燃體的建筑物?？梢?jiàn), 民用建筑設(shè)計(jì), 其配電線路均應(yīng)按短路保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù)綜合考慮。5防雷設(shè)計(jì)防雷設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題在于建筑物防雷等級(jí)分類(lèi)不當(dāng)。一些工程因高度不大, 設(shè)計(jì)人員往往只作接地設(shè)計(jì), 而不采取防雷措施, 特別是一些高度低于15m 的建筑, 認(rèn)為不屬于第三類(lèi)防雷建筑物的范圍。實(shí)際上, 只要按照規(guī)范的公式去計(jì)算一下該建筑的年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù), 很多不起眼的矮建筑也是需要采取防雷措施的?，F(xiàn)在審圖中遇到的實(shí)例取兩個(gè)來(lái)敘述。(1) 某展示廳高1015m , 寬35m , 長(zhǎng)7815m ,設(shè)計(jì)圖紙中只有零線重復(fù)接地, 未采取防雷措施。經(jīng)過(guò)審圖者驗(yàn)算, 該工程的年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N = 01161 次?a, 大于0106 次?a, 起碼應(yīng)劃為第三類(lèi)防雷建筑物。(2) 某二層店鋪, 高718m , 寬818m , 長(zhǎng)101m , 設(shè)計(jì)圖紙中只有零線重復(fù)接地, 沒(méi)有采取防雷措施。經(jīng)過(guò)審圖者驗(yàn)算, 該工程的年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N = 01119 次?a , 大于0106 次?a,應(yīng)劃為第三類(lèi)防雷建筑物。為什么會(huì)出現(xiàn)這種錯(cuò)誤, 究其原因主要是設(shè)計(jì)人員沒(méi)有進(jìn)行過(guò)計(jì)算和驗(yàn)正就草率分類(lèi),常常把第二類(lèi)防雷建筑物當(dāng)成第三類(lèi)防雷建筑物, 把第三類(lèi)防雷建筑物當(dāng)成不必防雷的建筑物。其實(shí)只要按規(guī)范的要求, 先計(jì)算出每棟建筑物的年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N , 再結(jié)合建筑物的使用功能, 正確分類(lèi), 按類(lèi)設(shè)防, 就可避免出現(xiàn)類(lèi)似錯(cuò)誤。6住宅供電系統(tǒng)住宅供電設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題在于沒(méi)有完全執(zhí)行住宅設(shè)計(jì)規(guī)范提出的基本安全要求。比如每棟住宅的總電源電線開(kāi)關(guān)未安裝具有漏電保護(hù)功能的斷路器。常見(jiàn)的電氣火災(zāi), 大多是由接地電弧短路故障造成的。但是, 由于電弧接地短路電流小, 持續(xù)時(shí)間短, 電路不能形成過(guò)負(fù)荷及大的短路電流。普通的斷路器、熔斷器均不能及時(shí)跳閘切斷電流。而對(duì)電弧短路電流具有很高靈敏度(300mA ) 的漏電斷路器卻能及時(shí)跳閘切斷電流, 防止電氣火災(zāi)的發(fā)生。另外, 規(guī)范還要求每套住宅均應(yīng)設(shè)置可以同時(shí)斷開(kāi)相線和中性線的總斷路器, 以便于在電氣火災(zāi)發(fā)生時(shí)拉閘斷電。為了保障人身安全, 規(guī)范還要求住宅供電系統(tǒng)采用TT、TN 2C2S 或TN 2S 接地方式, 并進(jìn)行總等電位聯(lián)結(jié)。但是實(shí)際上由于目前等電位聯(lián)結(jié)的實(shí)施尚在起始階段, 電氣設(shè)計(jì)中有總等電位聯(lián)結(jié)的圖紙不多, 把問(wèn)題全推給建設(shè)單位和施工單位。這表明設(shè)計(jì)人員對(duì)等電位聯(lián)結(jié)的重要性認(rèn)識(shí)不足?？偟入娢宦?lián)結(jié)把進(jìn)線配電箱的PE 母排、公共設(shè)施的金屬管道(水管、熱力管、煤氣管等)、建筑物金屬結(jié)構(gòu)、人工接地體等導(dǎo)電部分互相連通, 降低了建筑物內(nèi)間接接觸電擊的接觸電壓和不同金屬部件間的電位差, 消除了從建筑物外經(jīng)電氣線路和各種金屬管道引入的故障電壓的危害。在遭受雷擊時(shí), 可借助公共設(shè)施的金屬管道(煤氣管除外, 戶內(nèi)、外煤氣管之間插入一段絕緣段隔離) 迅速泄流,減輕自然接地體的負(fù)擔(dān)。因此總等電位聯(lián)結(jié)決不是可有可無(wú)的, 絕對(duì)不能敷衍了事。7電話、電視、寬帶網(wǎng)按有關(guān)規(guī)定電話、電視、寬帶網(wǎng)系統(tǒng)的室內(nèi)預(yù)埋管線由設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì), 室外部分由有關(guān)部門(mén)負(fù)責(zé)。由于絕大多數(shù)的建筑電氣設(shè)計(jì)人員都不是電訊、電視、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)業(yè)人員, 對(duì)這些專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)工作又不配套, 設(shè)計(jì)人員手頭上缺少相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范和產(chǎn)品樣本資料, 缺少一定的專(zhuān)業(yè)知識(shí), 因此設(shè)計(jì)質(zhì)量比強(qiáng)電施工圖稍遜一籌。這主要