浅议电气施工图审查中常见的一些问题.docx
2022年-2023年建筑工程管理行业文档 齐鲁斌创作浅议电气施工图审查中常见的一些问题来源；浙江省轻纺建筑设计院一.关于四极开关的应用 设计中应正确装设四极开关，不应滥装。在图审中经常遇到有的设计，不论供电系统采用何种接地型式，也不管何种情况时，全部装设四极开关,这是欠妥的。1. 笔者认为下列情况时,应采用四极开关:1）一般TT系统中为安全检修采用四极开关;2）在二路电源装有RCD时的双电源转换开关应采用四极开关;3）装有RCD时的TN-C-S及TN-S系统应采用四极开关;4）正常电源为市电与备用发电机之间，若不是同一接地系统时，ATSE应用四极开关;5）两种不同接地系统间电源转换开关应用四极开关;6）当与带中性线的IT系统自备电源进行双电源转换时需装四极开关（以防IT系统不能恢复实现IT系统供电不间断性高的功能）;7）TN-S系统中一般不装四极开关。但当三相严重不平衡及高次谐波含量较高时，是否采用四极开关，需视建筑物等级的重要性而定。2.下列情况时,可不采用四极开关:1）在TN-C-S与TN-S系统中不需为电气维修安全而装四极开关。因为一般建筑物内均采用等电位连接，当检修人员触及N线时，对地不存在电位差，不会发生电击事故，也不可能打出电火花而发生火灾和爆炸事故;2）TN-C系统，在国标GB-50054-95低压配电设计规范中的第2.2.12条明确规定:”在TN-C系统中，PEN线严禁接入开关设备”。 因此不应采用四极开关:3）在变配电所内,当采用等电位联结后，不论是TN-S系统还是TN-C-S系统或是TT系统，其电源开关，都不需为了检修的安全而装设四极开关。因变压器中性点及中性线均在变配所内直接接地并作等电位联结，不会发生电击危害。4）在IT系统也可不必装四极开关，因为IT系统一般不引出中性线。二.关于自动转换开关(ATSE)的选择与应用 目前建筑电气设计中常采用ATSE电气装置,而ATSE设备的生厂厂家众多，设备型号也不尽相同,有的产品从型号上看,很难判断是PC型还是CB型？是用于频繁操作或不频繁操作？也不知固有及人为延时时间？同时在施工图中又没有说明与标注等。这就会带来整个配电系统的可靠性和安全性问题，同时给电气施工图的审图工作带来一定难度。就当前电气设计而言，尚没有统一标准，所以在图审工作中，对ATSE的选用原则与技术要点也很难提出有关建议和意见。笔者就这问题谈谈以下拙见。 根据GB/T14048.11的规定:ATSE可分为PC级和CB级两个级别。PC级:能够接通、承载、但不用于分断短路电流的ATSE。CB级:配备过电流脱扣器的ATSE，它的主触头能够接通并用于分断短路电流。 即PC级只有电源转换功能,没有短路及过载保护功能，一般由接触器和负载开关双投型的ATSE为PC级;通常由断路器和保护电器投切型的ATSE都为CB级，其开关本体作为自动转换开关用外,还具有短路、过载及其它保护功能。在工程设计中应合理选用各类ATSE。根据GB/T14048.11的规定，按其不同用途规定了相应的类别，见下表1: 表1 自动转换开关的使用类别电流性质 使用类别 典型用途 操作A 操作B 交流 AC-31A AC-31B 无感或微感负载 AC-32A AC-32B 通断阻性和感性的混合负载,包括中度过载 AC-33A AC-33B 电动机负载或包含电动机,电阻负载和30%以下白炽灯负载的混合负载放电灯负载 AC-35A AC-35B 放电灯负载 AC-36A AC-36B 白炽灯负载直流 DC-31A DC-31B 电阻负载 DC-33A DC-33B 电动机负载或包含电动机的混合负载 DC-36A DC-36B 白炽灯负载选用ATSE时应注意环境和使用安装条件(如周围空气温度、开关安装方式、安装地点海拔高度、污染等级、安装类别等），电气技术参数（额定电压、电流、额定接通分断能力、转换动作时间等）的一般要求外，还应注明主电路的使用类别。ATSE使用类别根据负载质性和预定用途是否频繁操作或不频繁操作见表1。各使用类别代号后面添加的尾标A或B分别代表频繁操作或不频繁操作。厂方应在样本中,对产品的使用类别有明确说明。选用PC级ATSE时除了考虑其额定与接通及分断能力外,还应考虑其开关在回路中,在短路时所能承受的短路能力。（即额定短路时耐受电流Icw值）, 根据GB14048.11标准规定,额定短路时耐受电流值与耐受时间有关,有关参数如表2所示。表2 ATSE额定短路时耐受电流规定值额定电流/A (Ie) 耐受时间/S 耐受电流/kAIcw100 0.03 5100Icw400 0.03 10400Icw500 0.06 10500Icw1000 0.06 20Ie1000Icw 0.06 20Ie或50Ie(取较低值)1.自动转换开关(ATSE)的选用原则: （1）当配电系统不要求ATSE切断短路故障，只要求在正常电源有故障时（失电或电源有缺相、欠压、频率过高或过低等）动作,并满足额定接通和分断能力时，应采用PC级，该电气应能承受系统短路电 流冲击的要求。笔者认为下列场所宜选用PC级ATSE: 1）消防用电设备，我国目前现行的规范明确规定消防用电设备的工作电源与备用电源均应在配电箱末端进行自切，即必须采用ATSE。而ATSE的操作机构不应使负载电路与常用、备用电源长期断开，开关不带过电流保护，这就明确电源转换开关只能用双极式PC级ATSE。 2）市电与发电机组的电源转换开关也宜选用PC级ATSE。一般转换都在低压配电室的母线上集中装设，而发电机组输出柜已装保护电气，因此不宜采用CB级以免保护多增加一级。 3）放射式配电线路应尽量采用PC级ATSE。PC级ATSE当发生短路时，应及时报警以便立即解除故障，恢复供电。另外可将PC级ATSE的控制电源接至上一级的保护电器的电源侧，当发生故障时该保护电器动作，仍能检测到电源存在，保证在故障情况下不进行切换。（2）下列场所宜选用CB级ATSE:1）树干式配电线路应尽量采用CB级ATSE。如应急照明配电线路常用双路树干式配电，末端进行自动切换电源。当任一层故障时，本层保护电器脱扣，而其他各层仍正常供电。2）当采用PC级ATSE因没有短路、过载及其它保护功能时，会造成事故范围扩大时，要加保护电器时可采用CB级ATSE。 2.在自动转换开关ATSE前需加隔离电器: ATSE前是否需加隔离电器？要先了解什么是两工位（二段式）与三工位（三段式） 。 两工位式ATSE开关主触头仅有二个工位,（正常电源位及备用电源位），这种ATSE转换动作时间快。三工位式ATSE开关主触头有三个工位, （正常电源位、备用电源位及零位），零位时主触头处于空挡,因有了零位，三个工位式ATSE转换动作时间较慢, 三个工位式ATSE设置零位的主要作用是当负载为高感抗或大电机负载时，为避免冲击电流做暂态停留之用，而非用于负载维修时隔离之用。另一方面,自动转换开关ATSE本身也有维修的可能，为满足维修问题需要隔离时，应在自动转换开关ATSE之前，需单独设置隔离电器。总之，ATSE是否可作隔离电器之用？取决于其自身是否具备安全隔离功能，（目前由施耐德公司推出的PC级ATSE有具备安全隔离功能,可用于负载维修时隔离之用）。 PC级ATSE只有转换功能, 没有短路、过载保护功能,故前端应设置符合隔离要求的短路保护电器:如熔断器、熔断器式开关、熔断器式隔离器、符合IEC947-3隔离标准要求的隔离型低压断路器等。3. 应根据配电系统的允许断电时间,确定ATSE的固有及人为延时时间,并在图中有明确标注。 不同的备用电源性质,以及不同的负载情况,对ATSE转换时间的要求是不同的。在我国目前生产工艺条件下，ATSE动作时间范围大致如表3所示。表3 ATSE转换时间范围时间 S 断路器投切型（CB级） 负荷开关双投型（PC级） 接触器双投型（PC级）或（CC级） 控制保护器投切型（CB级）转换动作时间/S 1.53 0.454 0.10.3 0.05转换延时/S 0180可调 0250可调 030可调 030可调（1）按CIE规定，正常照明电源故障后,转换到由应急电源点亮的时间要求如下:1）疏散照明不大于15S;2）安全照明不大于0.5S: 3）备用照明不大于15S，但对于银行、大中型商场的收款台、商场贵重物品销售柜的备用照明等不大于1.5S。（2）消防设备(风机、水泵)的电源转换时间不大于30S。（3）根据民用建筑电气设计规范JGJ/T16-1992第6.3.1.2条,对允许中断供电时间在1.5S以内的负载及重要场所(如监控中心、计算机机房等)的应急备用电源,应设置UPS装置。（4）当低压配电系统为单母线分段并设母联开关时，ATSE总动作时间应与母联开关设定的动作时间整定值相配合。应大于母联开关动作时间0.51S。母联开关动作时间大多为1.52.5S，ATSE总动作时间宜在23S以上。（5）人为延时的确定原则:1）下级ATSE比上一级ATSE的总动作时间（T）应大于10个周波（即200ms）。2）如果正常电源与备用电源在电源侧设置了联络断路器,本级ATSE的总动作时间（T）应比上级联络开关的延时整定互投时间大0.5S。4. ATSE的控制器对电源的检测参数要与系统要求一致。5.ATSE的绘图符号及有关标注:电气施工图设计中,ATSE的系统图绘图符号图例宜有较合理的统一标示为好,如下列图中;图1为CB级;图2为PC级;图3为PC级(CC级)(即接触器)的ATSE系统图绘图符号图例。有了这样较统一的绘图符号图例，能使校、审人员一目了然。 图1-CB级 图2-PC级 图3-PC级（CC级）三.关于照明配电系统中的单相配电线路,是采用二线制式还是三线制式？当前我省照明配电系统中的单相照明配电线路,是采用二线制式还是三线制式？没有统一。1. 当采用二线时,一般在施工图设计的说明中均会加上这样的一条,即”当灯具距地高度小于2.4m时,应增设PE线”。这是受建筑电气工程施工质量验收规范GB50303-2002的第19.1.6条的影响作用。该强制性条文规定:”当灯具距地高度小于2.4m时,灯具的可接近的裸露导体必须接地（PE）或接零（PEN）可靠,并应有专用接地螺栓,具有标识”。笔者认为该条文有点欠妥,既设有专用接地螺栓,具有标识的灯具,即可认为类灯具,不论其安装距地高度多少,均应接地才是。2. 当灯具若选用类灯具时,不需要接地,即不接PE线。当单相照明配电线路全部采用三线配线时,也是不妥的,这样会造成浪费。3.在建筑照明设计标准GB 50034-2004的第7.2.12条中。该条文规定:”当采用类灯具时,灯具的外露可导电部分应可靠接地。”（即应接PE线）。笔者认为:当采用类灯具时,不论灯具安装高度距地多少？均应设PE线,即单相照明配电线路的配线应为三线,其中有一根应作PE线用。当选用类灯具时,不接PE线,即此时不必配出PE线,单相照明配电线路的配线可为二线式。当采用类灯具时,为安全特低电压供电,不得接地。故也为二线配电即可。四. 在住宅设计规范GB 50096-1999(2003年版)的第6.5.2-4"条中。明确规定:”除空调电源插座外,其它电源插座电路应设漏电保护装置”。但有的设计人员,在空调插座电路上,或有的在空调插座的安装距地高度为0.3m时,装了RCD装置。笔者认为没有必要,也是多余的。是否要设RCD装置？与空调插座的安装距地高度无关,也与是否处于底层时的室外机的安装高度无关。因为空调设备为固定式电器设备,其不属于类移动式电气及手持式电动设备,若设备绝缘损坏,人体接触时只承受一下电击,人手可迅即摆脱而不致死亡。另外有PE线,故障后的电流很大,电源开关会瞬时跳闸,危险电压存在的时间极短,触电的概率也很低。所以住宅设计规范不要求空调机的插座电路装RCD。五. 室外照明回路保护装置的设置及接地 室外照明的灯具,一般为类灯具, 存在电击的危险,为此应做好室外照明配电线路保护装置的设置及接地工作有十分必要。就我国的配电系统的接地系统型式,对于照明配电系统来说,一般采用TN系统或TT系统这两种型式。 1. TN系统,其变压器中性点直接接地,其接地电阻一般均小于4,若采用共用接地系统时应小于1。一般室外低压接户线30A及以下时,规定可为单相供电,当大于30A时宜采用三相供电。室外照明单相供电回路一般小于30A, 室外配电线路发生接地故障时,多为金属性短路,其线路阻抗极小,因此故障电流很大。计算接地故障电流(Id)时,可忽略变压器零序阻抗(R0)和导线阻抗(Rl).接地故障电流为: Id= = =55(A); 断路器的断开条件是:故障电流IdIa断路器在规定时间内动作的最小电流.(一般Id/Ia不应小于1.3倍)。计算结果:Id=55AIa=1.3x30A=39A。断路器瞬时脱扣器动作能保护该回路的接地故障。 2. 当室外照明回路发生非金属性接地故障时,如单相接地故障,以电弧形式出现时,由于其电弧电阻大,且电弧间歇出现,因此短路电流通常不大, 断路器的瞬时脱扣器就很难动作。还有当室外照明回路的电缆或导线的绝缘老化或受潮时,会产生漏电,其漏电电流也很小,此时断路器也很难动作。但会超过50V的安全电压限值,存在电击的危险。为此可设置剩余电流保护器,即装设RCD装置,以满足保护装置的灵敏度要求。1）在TN-C系统中,有PEN线, PEN线的回路内装设剩余电流动作保护器(即RCD装置）不能动作,这时只装过电流防保护器来防电击,即在TN-C系统不能装设RCD装置。2）在TN-C-S或TN-S系统中,PE线在每个灯具处作重复接地并与灯具外露可导电部分可靠连接,此时装设剩余电流动作 保护器(即RCD装置)能可靠动作,消除电击事故产生。（此时为三线制式）。3）在TN系统中, 当户外的照明设备的可导电外壳单独的接地时,在其供电回路上装断路器处再装设RCD.此时该系统已局部成为TT系统.装设RCD能动作,可防电击事故的发生。（此时为二线制式,省去PE线）。4）在TT系统中, 户外的照明设备的可导电部分直接接地,在其供电回路上装断路器处再装设RCD,可防电击事故的发生。（此时为二线制式,省去PE线）。为使户外电气设备的接触电压不超过接触电压限值50V时:当为TT系统,电气装置外露导电部分应设保护接地装置,其接地电阻应符合下式要求: R50/Ia (1)式中：R考虑到季节变化时接地装置的最大接地电阻，； Ia保证保护电器切断故障回路的动作电流，A。室外照明线路较长,漏电电流较大,为不使RCD频繁跳闸,RCD装置的动作电流整定值采用50mA.75 mA .100mA为宜。当RCD装置的动作整定值为50mA时:利用公式（1）计算接地装置的最大接地电阻R50/Ia=50/0.05=1000()。由上计算结果,可以看出,户外的照明设备的可导电部分直接接地的接地电阻为1000,这一电阻很大,很容易达到,利用灯具钢筋混凝土基础作为自然接地极就可达到。 若在土壤电阻率为 =500.m时,采用50x50x5的镀锌角钢,长度为3m的单根垂直接地极,用人工接地工频接地电阻简易计算式R0.3 =0.3x500=150,就能满足RCD动作电流的要求。若为草坪灯基础很小、又在人防或汽车库顶的复盖层中时,可用镀锌扁钢采用水平敷设,如土壤电阻率为100200.m(砂质粘土或黄土)及以下时,采用40x4的镀锌扁钢12m水平敷设0.6m(或冻土层)以下, 用人工接地工频接地电阻简易计算式,接地电阻约为180。也就能满足RCD动作电流的要求。 另外:室外照明配电线路,尤其当路灯采用高杆灯时,应注意防雷接地保护,其供电的室内配电箱内宜设相应的SPD装置等措施。六. 应执行GB50052-95第6.0.10条规定。由建筑物外引入的配电线路,应在室内靠近进线点便于操作维护地方装设隔离电器。有的设计人员将断路器作为隔离电器用,这是错误的。断路器是保护电器,是通断电流的操作电器,不作为隔离电器用。根据低压配电设计规范GB50054-95第2.1.6条,隔离电器可采用下列电器;1.单极或多极隔离开关;2.插头与插座;3.连接片;4.不需要拆除导线的特殊端子5.熔断器。在各工程设计中,凡由建筑物外引入的配电线路,应在室内靠近进线点便于操作维护地方装设隔离电器。不设隔离电器是违规的。
