徐豪乐
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摘要：建筑电气作为一个专业，从无到有，由简单到复杂，依靠科学技术，已经广泛地应用到建筑业上，在现代住宅建筑电气设计中，插座这个小小的电气装置元件，往往容易被人忽视。本文简要阐述了建筑电气设计安装概况，对其与现时插座的过载能力及与配电需求的冲突作出分析，针对指出解决措施。
关键词：插座；隐患；建筑电气
前言
社会发展，时代进步，住宅建筑工程的发展势头迅猛，多层、高层住宅的出现改善了人们居住的环境，为满足人们日益增长的物质需求，各类功能齐全、风格特异、样式新颖的家用电器如“雨后春笋”般走进千家万户。住宅建筑电气设计作为家具装饰的重要内容，插座这个小小的配件极为容易被忽略，但在现代住宅中却随处可见，不管是在客厅、卧室、书房，还是在厨房、餐厅、卫生间，人们都要使用它，甚至阳台都忘不了装一个插座，以备它用。
1.建筑电气设计安装概况
1.1 民用住宅的建筑电气设计要求
住宅电气线路应采用符合安全和防火要求的敷设方式配线，套内的电气管线应采用穿管暗敷设方式配线。导线应采用铜芯绝缘线，每套住宅进户线截面不应小于10mm2，分支回路截面不应小于2.5mm2。由于居民电力负荷的增加，在实际配电设计过程中铜导线截面积会因住宅特点有所增加，例如住宅厨房和卫生间的用电设备多，在实际使用线路负荷大，导线截面会相应地增加到4mm2，甚至达到6mm2。总之，导线的截面积选取是以线路整体用电负荷大小作为依据。由于我国的家用电器绝大部分都采用插头取电的方式，插座就成为了民用住宅的最末端，为规范插座回路设计和安装，行业标准JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》第10.7.9条指出：“当插座为单独回路时，每一回路插座数量不宜超过10个（组）；用于计算机电源的插座数量不宜超过5个（组），并应采用A型剩余电流动作保护装置。”行业标准允许在民用建筑电气设计中采用插座串接的方式进行配电，并以此来提高线路的利用率，节约资源。但插座串接会带来电力负荷的叠加问题，当回路中的多个插座同时输出电力时，线路上的总电流也会是多个插座负荷电流的总和，根据GB50054-2011《低压配电设计规范》的要求，低压配电设计所选用的电器的额定电流不应小于所在回路的计算电流。为保证正常的电力供应，插座回路经常选用额定电流20A的过流保护断路器[1]。
1.2 插座的过载能力及与配电需求的冲突
插座的过载能力是否能够满足配电需求?
（1）过流保护器的脱扣电流分析。当插座回路采用20A过流保护断路器作为过流保护装置后，根据过流保护断路器国家标准要求，额定电流小于63A的过流保护断路器，施加1.13倍额定电流时，不脱扣约定时间为1h；施加1.45倍额定电流时，约定脱扣时间为1h。因此20A的过流保护短路器能够在22.6A电流条件下工作1h，而不发生脱扣。
（2）插座供电需求分析。若考虑一位固定式插座给家用器具直接供电的情况，因家用器具的额定电流不大于插头额定电流，插座不会发生过载；考虑多位固定式插座如常用的“五孔插座”，若考虑最不利情况，两孔插座和三孔插座同时输出10A电流，那么该插座整体工作电流将达到20A，势必造成过载。另外考虑一位固定式插座通过延长线插座给家用器具供电情况，目前国家标准对延长线插座的“位数”没作出限制，同时延长线插座也不要求装过流保护装置，从这个层面分析，插座的最大工作电流是没有上限的。需要通过固定布线的过流保护断路器进行保护。
（3）插座的过载能力分析。按照国家标准要求，插座在承受额定电流以及适当的过载条件下，工作1h，其接线端子的温升不得超过45K。标准规定的插座负载能力不应低于表1的规定。
表1显示插座本身具备一定的负载能力，考虑设计和安全余量，20A过流保护器与16A固定式插座和延长线插座的过载能力基本相匹配，但与10A的插座的过载能力却并不相符，也就是说过流保护断路器并不能对10A插座超出标准规定过载能力的过载进行保护。而10A插座却是民用住宅中使用量最大的插座，配电设计要求与插座过载能力不匹配会造成插座的滥用，致使插座加速老化，形成电气火灾的隐患。
过载能力的冲突与我国插座采用的多种型式和参数有关，由于要满足用户正常电负荷的需求，通过降低过流保护器的额定电流来解决冲突并不现实，既然配电方式上无法解决冲突，插座的型式和参数在近期内也无法改变，因此只能通过提高插座的过载能力来解决这个配电冲突[2]。
2.10A固定式插座需增补
根据民用住宅的配电需求，并对目前固定式插座标准要求进行分析，笔者认为10A固定式插座应增补以下技术要求：
（1）端子的接线能力。考虑插座回路的电流负荷，配线截面增到4mm2也很常见，当采用10A固定式插座作为配电末端时，其接线端子应能够容纳两根4mm2单芯硬导线同时接入。
（2）插座的过载能力。10A固定式插座应能在22A的工作电流条件下，不出现明显影响产品使用寿命工作温度。过载试验方案如图1所示。
图1 固定式插座过载试验方案电路
图1过载试验方案中，试验电源提供的试验电流，负载R2用来模拟与试验样品串接的其他固定式插座消耗电流，负载R1模拟试验样品通过插头消耗的电流。根据插座安装的实际情况，过载试验应包括表2给出的3项试验。
10A固定式插座在经受表2的试验时，若其温升能够符合制造材料正常的工作特性的要求，那么该插座能在我国目前建筑电气安装条件下可靠工作而不发生劣化[3]。
3. 10A延长线插座需增补
延长线插座具有较好的灵活性，在社会上被大量使用，延长线插座一直是电气火灾关注的重点产品。GB2099.7-2015《家用和类似用途插头插座第2-7部分：延长线插座的特殊要求》对延长线插座也提出了更高要求，例如延长线插座的配线截面积不能低于1.0mm2；延长线插座外壳应具备相应的防火能力；标注插座的最大电流或功率等。这些做法为延长线插座的安全性带来很大的帮助，但在目前的建筑电气配电设计安装条件下，延长线插座过载问题依然不能得到彻底的解决[4]。可以通过以下两种可选方案解决：
（1）在延长线插座内部增加过流保护器用以限制插座的输出电流，防止延长线插座因误用而导致过流。
（2）增加延长线插座的过载能力，使得延长线插座达到表2中试验3规定的要求，那么固定布线的过流保护断路器能够对延长线插座进行过载保护。
4.结语
插座的过载电流越大，最后达到的稳定温升越高，极容易引起火灾隐患，按照《民用建筑电气设计标准》和《建筑节能工程施工质量验收规范》、《建筑电气工程施工质量验收规范》等相关标准的要求，做好建筑电气设计安装，能有效阻止悲剧的发生，保障用户的生命及财产安全，保证建筑施工的质量。
参考文献：
[1] 钟晓智，郭博文.GB2099.7-2015延长线插座新国标要点浅析[J].电子世界.2016（22）183+185
[2] 蔡军.家用插头插座的单一化研究[J].安全与电磁兼容.2008（03）91-93
[3] 姜婷婷.对建筑电气设计常见问题的探析[J].民营科技.2016（06）47
[4] 冉隆勇.建筑电气设计和安装应注意问题探讨[J].建材与装饰.2015（45）211-212
论文作者:徐豪乐
论文发表刊物:《防护工程》2018年第24期
论文发表时间:2018/12/6
标签：插座论文; 延长线论文; 电流论文; 能力论文; 过流论文; 回路论文; 固定式论文; 《防护工程》2018年第24期论文;