DQZHAN技術訊：建筑電氣設計中應注意的幾個問題
[導讀]針對施工圖審查過程中發現的供配電線路設計中經常出現的一些不妥做法或錯誤，結合現行規范的有關規定，分析了這些做法的不足之處，并提出了解決方法。
建筑電氣設計涉及的規范很多，近年來，規范質量每況愈下，文字表述不準確，每易產生歧義，有些規范規定明顯不合理，規范自相矛盾、不同規范之間相互矛盾的情況很多。給廣大電氣設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，發現一些不妥甚至錯誤的做法，要么造成浪費，要么存在**隱患。筆者不揣淺陋，針對電氣設計中存在的多發問題，指出其不妥之處并提出正確做法，請各位同行參考。
1、建筑物設置火災自動報警系統的規定不合理
《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008第13.1.3-2-2）項規定：“建筑高度不超過24m的單層及多層公共建筑”應設置火災自動報警系統。按此規定，只要是建筑高度不超過24m公共建筑，不論其規模大小和用途，均須設置火災自動報警系統。很明顯，此項規定多有不妥。建議此章規定作廢，是否設置火災自動報警系統應遵守《建筑設計防火規范》GB50016-2014有關規定，如何設置火災自動報警系統應遵守《火災自動報警系統設計規范》GB50116-2013有關規定。
2、建筑物劃分防雷類別的規定不合理
《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008第11.2.4-6款規定：“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”應劃為三類防雷建筑物。建筑物是否需要防雷，應根據該建筑的用途、體量、具體位置、所在地區氣象條件以及地質特點等因素經計算確定。對于雷暴日小的地區，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，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，《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008第11.2.4-6款規定亦有不妥。建議防雷設計不考慮《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008第11章要求，只需遵守GB50057、GB50343以及建筑專業的相關規定。
3、火災自動報警系統傳輸線路的防火要求不完善
《火災自動報警系統設計規范》GB50116-2013第11.2.3條僅對FAS線路暗敷時提出了敷設在不燃燒體內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長距離敷設，由于有機耐火電線的耐火能力較低，FAS明敷干線路徑上任何部位發生火災，FAS干線都可能受到損害，致使FAS癱瘓。因此，FAS線路明敷時應采取防火措施，其耐火極限不得低于被控消防設備火災時的持續工作時間。
4、低壓配電導體末端分支線路太長
《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008第7.4.2條規定，低壓配電導體截面應符合：1）導體載流量滿足要求；2）電壓損失滿足要求：3）熱穩定應滿足要求；4）機械強度應滿足要求。實際設計中，設計人員對該條規定的第2）款、第3）款不夠重視，尤其是低壓配電導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，導線細，末端發生短路故障時，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線以及與該回路緊貼的配電回路導線的絕緣都將因高溫熔化而報廢，而且還存在火災隱患。
規范對低壓配電導體末端分支線路的長度未做具體規定，技術措施的要**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，經計算得知，C型微型斷路器整定電流16A保護2.5mm2銅芯導線，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范要求。為減少電氣設計人員的工作量，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
不少設計人員只按電壓損失和允許載流量選擇低壓配電導體截面，對小容量的配電回路選用很小的導體截面，而未考慮低壓配電導體截面必須滿足熱穩定的要求。尤其是在高壓側系統短路容量較大，變壓器容量也較大的情況下，變壓器低壓側短路電流很大。發生短路故障時，小截面線纜就會因不滿足熱穩定要求而燒毀。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定。
6、橋架選型不合理，橋架類型、材質不明確
不少設計人員選用橋架時，不指明橋架的具體類型和材質。還有些設計人員不論電線電纜，也不考慮其用途，只要在橋架內敷設，全都選用電纜槽盒，甚至礦物絕緣電纜也在槽盒內敷設。這些做法都是非常錯誤的。
橋架是統稱，按結構形式不同分為梯架、托盤和槽盒，按材質不同分為金屬橋架與非金屬橋架，金屬橋架又可分為鋼質橋架和鋁合金橋架。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，線纜在梯架內敷設時允許載流量校正系數*小值為0.78，而線纜在槽盒內敷設時允許載流量校正系數*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，應沿橋架全長敷設專用接地線；當采用鋁合金橋架在鋼質支、吊架上固定時，應采取防止電化學腐蝕的措施；金屬橋架表面有非導電涂層時接頭處應跨接接地線。因此，設計圖紙中必須指明橋架的外形尺寸、類型及其材質。否則，不僅無法做工程預算，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，除導線在吊頂內敷設應選用槽盒、消防配電回路采用有機耐火電纜在橋架內敷設時應選用耐火槽盒外，普通配電回路電纜在橋架內敷設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敷設
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，其敷設方式應有防火措施。若采用電纜橋架敷設方式，應采用防火電纜槽盒，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敷設時，其導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路電線電纜均須設防火隔板分開，電纜槽盒內至少要設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。普通配電線路可采用電纜梯架；消防配電干線敷設在中間設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在隔板的兩側。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。
8、選用不存在的電線電纜型號
在建筑施工圖審查過程中，常常發現有些設計人員選用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
有些設計人員受技術措施的誤導，將10kV變配電所變壓器低壓側主開關以及聯絡開關均設計成4P開關，還有些設計人員將低壓進戶總開關設計成4P漏電斷路器，這是非常錯誤的。
4P開關通斷操作時因N極無法產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系統中，只有需要切斷雜散電流通路時方可選用4P開關。
規范規定10kV變配電所內多電源TN系統應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主開關以及聯絡開關設計成4P開關，不僅增加造價，還存在易發生“斷零故障”的**隱患，而且無法配出TN-C和TN-C-S配電回路。所以變壓器低壓側主開關以及聯絡開關均應采用3P開關。
低壓進戶總開關選用漏電斷路器用于電氣火災防護時，為避免發生“斷零故障”不得選用4P漏電斷路器。應選用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線不經過觸頭，始終接通。
10、電線電纜載流量未按規定校正
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，或者將保護開關的整定電流改大而不加大導線截面，長期運行未必就會發生故障。即使如此，不會有電氣設計人員認為配電線路不需要保護。規范規定要對配電線路設置過載、短路等各種保護，并非不設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。
環境溫度和敷設方式均影響電線電纜的載流量。電線或電纜載流量表中，只給出了數種環境溫度下特定敷設方式時的載流量。電線或電纜敷設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《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008第7.4節的有關規定對電線電纜的載流量進行校正。
電纜槽盒為密閉結構，不便散熱，多回路配電線纜在電纜槽盒內敷設時其載流量降低很多。9個回路時校正系數為0.5，20個及以上回路時校正系數僅有0.38。此點務必引起電氣設計人員的高度重視。
電線電纜在室內電纜槽盒中敷設時，一般情況下環境溫度定為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。
11、應急燈自帶電池持續供電時間180分鐘
有些設計人員要求應急燈自帶電池持續供電時間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。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，應急照明的持續時間應由配電系統來保證。應急燈自帶電池僅在電源轉換的過渡期，尤其是市電與自備發電機轉換時，使其滿足應急照明轉換時間的輔助措施。
12、應急照明采用切斷電源的強制點亮方式
有些設計人員設計應急照明系統時，應急照明配電箱采用雙電源供電，應急燈自帶電池。發生火災時，聯動切除應急照明的供電回路，應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。
規范規定，發生火災時應切除有關部位的非消防電源。任何時候，尤其是發生火災的情況下，更應確保消防配電回路的供電可靠性。
應急照明為消防負荷，發生火災時聯動切斷其配電回路明顯違反規范規定。另外，應急燈所帶電池的容量隨充放電次數的增加而逐漸降低，發生火災時切除應急照明的供電回路僅由其自帶電池供電無法保證規范強條要求的連續供電時間。
《火災自動報警系統設計規范》GB50116-2013第3.4.2條規定，消防控制室內設置的消防控制室圖形顯示裝置應能顯示消防應急照明和疏散指示系統的故障狀態和應急工作狀態。應急照明采用切斷電源的強制點亮方式無法滿足上述規范要求。
13、三級消防負荷配電采用2回路末端互投
建筑內的消防設備定為三級負荷時，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備放射式供電即可。
14、誤用煙溫復合型火災探測器
為了確保自動消防設備不會誤動作，對于可靠性要求較高的防火卷簾門以及氣體、泡沫等自動滅火設施，必須采用2個及以上不同探測形式的報警觸發裝置信號的“與”邏輯組合作為上述設施設備的觸發信號。
煙溫復合型火災探測器只能發出火災信號，火災自動報警系統無法區分是煙霧導致的報警信號還是溫度導致的報警信號。用于疏散的防火卷簾門兩側若采用煙溫復合型火災探測器則無法實現感煙火災探測器動作防火卷簾門下降至1.8m，感溫火災探測器動作防火卷簾門下降到底的規范要求。同理，氣體、泡沫等自動滅火設施若采用煙溫復合型火災探測器則無法實現感煙火災探測器動作發出報警信號，感溫火災探測器動作實施噴灑滅火的規范要求。因此，當需要2個不同探測形式的報警觸發裝置信號的“與”邏輯組合作為上述設施設備的觸發信號時，不得采用煙溫復合型火災探測器，必須采用單獨的感煙火災探測器和感溫火災探測器。此外，感煙火災探測器和感溫火災探測器應分別校核保護范圍，不得有保護盲區。
15、電梯配電回路設置過載保護
不少設計人員對電梯配電回路設置過載保護，這種做法是非常不妥的。
首先，電梯控制柜已經設有與電梯負載特性完全匹配的過載保護，再設過載保護屬于重復設置，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條規定，電梯電機過載其繞組溫升超過允許值時不得斷電，應按原運行方向就平層、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定未必滿足規范要求。
《通用用電設備配電設計規范》GB50055-2011第3.3.2條規定，每臺電梯或自動扶梯的電源線應裝設隔離電器和短路保護電氣。
因此，向電梯控制柜配電的開關不得帶過載保護，只能設短路保護。
