摘要：随着我国国力的不断提升，居民生活水平的逐步提高，对电气的需求、使用越来越丰富，电气设计的好坏直接影响了工程施工的质量与安全，影响着广大消费者的获得感和幸福感。本文是笔者对十年电气图审工作中常见的问题进行的分析和探讨，希望对电气设计从业人员有一定的帮助。
关键词：建筑电气设计
一、注意电气竖井安全
电气竖井设置在电气设计环节中通常是最容易被忽视的，同时也是最具安全隐患的。设计时首先要注意竖井尺寸，根据JGJ16-2008第8.12.5条规定“竖井大小除满足布线间隔及端子箱、配电箱布置所必需的尺寸外，宜在箱体前留有不小于0.8m的操作、维护距离，当建筑平面受限制时，可利用公共走道满足操作、维护距离的要求。”除利用公共走道作为检修空间的竖井外，竖井净宽应满足扣除所有设备安装尺寸后，配电箱盘前应预留不少于0.8m的操作尺寸。
其次，电气竖井封堵也是容易遗漏的问题。火灾时烟气与正常空气存有一定的密度差值，导致烟气会沿着竖向井道进行扩散，产生烟囱效应，做好防火封堵是防止火灾竖向快速蔓延的最基本的措施。设计说明安全措施中应强调“建筑内的电缆井、管道井应在每层楼板处采用不低于楼板耐火极限的不燃材料或防火封堵材料封堵”。
同时，还应注意竖井内敷设的电缆槽盒、电缆梯架应采取可靠的接地措施，槽盒、桥架全长不少于两处与接地干线焊接，当长度超过30米时还应增加接地焊点。
二、慎用二极、四极开关
采用二级、四级开关切断中性线，实现电气隔离，可保证电气维修安全。部分设计师在配电箱进线开关、配电回路中大量采用2P、4P开关，甚至大空间照明回路中也使用2P开关作为灯具集中控制开关，认为这样能最大限度的保障安全，实则既增加了投资造价，又造成不必要的安全隐患。实际使用中，有时会发生某一相或两相内单相设备大量烧坏的情况，主要原因就是三相四线回路的中性线断线引起的，俗称“断零”。
在设计中为减少“断零”事故的发生，没有特别的需要应尽量避免在中性线上装设不必要的开关触头。为什么会发生断零现象？因为开关触头长期使用过程中会发生氧化，触头会吸附一些灰尘而形成电阻膜，阻碍电流通过。当开关切断负载电流时，触头间会产生电弧，这个电弧能清除触头表面的电阻膜，减少接触电阻。对于四级开关通常要求分闸时先断开三个相线触头，再断开中性线触头；合闸时先合上中性线触头，再合上相线触头，以避免开关开合瞬间的“断零”引起瞬时的三相电压不平衡。因此开合的过程中中性线没有电流经过，就不能起到清除电阻膜的作用，这样长期工作有可能电阻膜越积越厚而导致中性线触头和接线端子接触不良而断零。
因此，设计时应慎重选用二级、四级开关，笔者根据多年设计经验并查阅了相关参考资料，归纳了以下几个二级、四极开关的场合：
①TN-C（非TN-C-S）系统严禁采用四极开关。（因为PEN线内包含PE线，PE线是严禁被切断的）
②在TN系统中凡有N线电流流经的三相电源回路中，如若须装设三相剩余电流保护开关，则RCD本身应为四极开关。
③两电源同在一处共用一低压配电盘，为避免产生杂散电流，末端电源转换开关应采用四级开关。
④附设于建筑物内或单独设置的变电所内，如采取等电位联结措施，则不论TN-C-S、TN-S或TT系统，变压器出线开关和母联开关均不需为维修安全装设四级开关。
⑤TT系统的电流进线开关应为电气维修安全采用四极开关。
⑥IT系统中如引出中性线，当发生一相接地故障时，中性线对地电压将为相电压220V，电击危险很大，应为电气维修安全装设四极开关。
⑦部分国标、行标规定的场所应装设二级、四级开关，如住宅、宿舍各户配电箱进线处应采用同时断开相线和中性线的开关电器。
三、照明设计中应注意的问题
照明设计需要关注的主要有两个问题：
第一个问题是住宅公共照明节能控制，这一问题在设计中是普遍存在的，每年国家节能抽检有很多项目因为这个问题要重新修改。
对比一下《住宅设计规范》2003版和2011版的这两个条文：
GB50096-1999（2003年版）第6.5.3条“住宅的公共部位应设人工照明，除高层住宅的电梯厅和应急照明外，均应采用节能自熄开关。”
GB50096-2011第8.7.5条“共用部位应设置人工照明，应采用高效节能的照明装置和节能控制措施。当应急照明采用节能自熄开关时，必须采取消防时应急点亮的措施.”
通过这两个条文的对比，可以明确一点，现行规范要求住宅公共照明（包括平时可控的应急照明）应采取节能控制措施。照明节能控制措施并不仅限于采用延时控制或者是红外感应控制，在配电回路上适当的增加时间继电器控制也是节能控制的一种方式。采用时间继电器控制时应注意，设计时应将有自然采光区域和无采光区域分回路配电。
同时从人性化设计角度考虑，住宅一层门厅不宜全部采用延时控制或感应控制，建议采用定时降低照度或自动关闭部分照明的节能控制措施。
第二个问题就是照度及照明功率密度的问题，这是电气设计中最简单又最容易违反强条的一个环节，应予以重视。照明设计时，LPD是一个限制，设计决不能超越，但是照度值是一个标准，不是设计得越大越好，GB50034-2013第4.1.7条规定“设计照度与照度标准值的偏差不应超过+10%”。有的节能专项说明中要求，办公室照度不小于300Lx、LPD不应大于9w/m2，这个是不确切的。办公室要求平均照度值是300Lx，并不是设计到400Lx更好，而是应该在270Lx~330Lx这个范围内才是合理的设计，设计到400Lx，说明项目还有节能的空间。办公室LPD是否可以按9w/m2的限制标准去设计灯具呢？非也，这样的设计虽说不违反规范要求，但是最多也只能算是及格的设计，在满足照度标准的前提下，选择合适的灯具，LPD值越低越好，越低越节能。
照明功率密度的计算应包含镇流器功率，比如一个36w的T8直管荧光灯，选用电子镇流器，计算功率约为40w；一个150w的金卤灯，镇流器功耗约为10%~20%。照明功率密度的计算还包括房间的重点照明、局部照明，如教室的黑板灯；装饰性灯具应将50%的照明功率密度值纳入LPD计算。
四、断路器的选择性保护
《民规》JGJ16-2008第7.6.1.2条规定“配电线路采用的上下级保护电器，其动作应具有选择性，各级之间应能协调配合；对于非重要负荷的保护电器，可采用无选择性切断。”
对于配电线路上下级的概念是存在争议的，有的认为上下级仅仅是指配电极数，有的认为除了配电极数外，还应该包括保护极数。对于这一点分歧，笔者认为本着不扩大短路事故影响范围、不延误事故处理时间的原则，要求重要负荷、消防负荷配电线路的配电、保护上下级都应该具备选择性。
如何才能达到上下级选择性保护的目的？《电气技术措施》5.4.3 对断路器保护的级间配合做出了如下规定：
①当上下级断路器出线端处预期短路电流有较大差别，且均设有瞬时脱扣器时，则上级断路器的瞬时脱扣整定电流应大于下级的预期短路电流，以保证有选择性保护。
②当上下级断路器距离较近，出线端预期短路电流差别很小时，则上级断路器宜选用带有短延时脱扣器延时动作，以保证有选择配合。
③当上下级保护电器都采用选择型断路器时，为保证上下级之间的动作选择性，上级断路器的过载长延时和短路短延时的整定电流，宜不小于下级相应保护整定值的1.3倍。
从这几点可以看出选择性保护既可以从时限上进行选择，也可以从整定电流上进行选择。从时限上选择造价比较高，带短延时的塑壳开关比一般的塑壳开关要贵50%左右。但是按整定电流进行选择时，上级整定电流不宜小于下级整定电流的1.3倍。而且这个1.3倍是理论数据，实际运行中还不一定能达到完全选择性保护的要求。以下是施耐德提供断路器上下级保护选择性配合表：
T表示完全选择，数字表示有条件选择，空格表示没有选择性。从这个图表里面可以看出：下级断路器整定电流63A、上级整定80A是没有选择性的；上级整定100A时，预期短路电流小于0.8KA，上下级可以有选择性；上级整定电流大于125A时，可以实现完全选择。
从图表可以看出，为实现上下级选择性保护，断路器整定电流会一级一级增加，线缆截面也就会被一级一级放大。笔者认为最好的设计方式就是在可能的条件下，上级选用选择型断路器，而下一级选用不带保护的负荷开关或者是PC级ATSE。
结束语
为强化工程质量，住建部、发改委明确了建筑工程五方责任主体终身负责制。电气设计是建筑设计中的重要组成部分，与居民的生活安全切实相关，笔者根据多年设计、图审经验，在文中分析、探讨了图纸中易出现的问题 ，希望引起相关设计人员重视，使建筑电气设计更合理、更安全。
参考文献
[1]低压电气装置的设计安装和检验，王厚余.
[2]建筑物电气装置500问，王厚余.
[3]全国民用建筑设计技术措施—电气，中国建筑标准设计研究院.
[4]建筑电气设计疑难点解析及强制性条文，中国建筑工业出版社.
论文作者:黄彦
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/29
标签：电流论文; 选择性论文; 断路器论文; 竖井论文; 电气论文; 上下级论文; 照度论文; 《基层建设》2019年第14期论文;