1供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
我國施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電工程所采用的線路電壓為380V、相電壓為220V、電源(電力變壓器)中性點(diǎn)接地的三相四線制系統(tǒng)中,接地、接零保護(hù)系統(tǒng)分類為TT、TN-C和TN-S三種系統(tǒng)。下面對(duì)這三種系統(tǒng)加以分析比較。
TT系統(tǒng)是指在中性點(diǎn)接地的電力系統(tǒng)中,將電源電氣設(shè)備不帶電的金屬外殼或接地保護(hù)的系統(tǒng)。TT系統(tǒng)對(duì)接地保護(hù)電阻方面具有良好的性能,但需要耗費(fèi)大量鋼材,而接地安裝和埋設(shè)施工也需要較大的工程量,故這種系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性不高。
TN系統(tǒng)是一種在電源中性點(diǎn)接地中,將電氣設(shè)備不帶電的金屬外殼或基座經(jīng)中性點(diǎn)接零的保護(hù)系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中,作中性導(dǎo)體(N)與保護(hù)導(dǎo)體(PE)合一的系統(tǒng)為TN—C系統(tǒng)。中性導(dǎo)體N與保護(hù)導(dǎo)體(PE)分開的系統(tǒng)為TN-S系統(tǒng)。
分析比較這三種系統(tǒng),在TN-S系統(tǒng)中,只要在配電裝置中設(shè)置剩余電流保護(hù)器,這種系統(tǒng)便可明顯地克服TT系統(tǒng)的缺陷。既經(jīng)濟(jì),技術(shù)操作上也方便,電氣設(shè)備的正常不帶電的金屬外殼或基座在任何情況下都能保持對(duì)地零電位水平。按建設(shè)部JGJ4688(施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用全技術(shù)規(guī)范)規(guī)定。
建筑工程施工中配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)多采用TN-S系統(tǒng),但在實(shí)際安裝過程中必須充分考慮到各種自然界條件的影響,如暴露在風(fēng)吹、日曬、雨淋下,對(duì)配電系統(tǒng)容易造成機(jī)械損傷、絕緣體性能下降甚至短路事故。由于其長時(shí)間暴露在公共場(chǎng)所,也無電位聯(lián)結(jié),對(duì)人員生命安全帶來巨大威脅。采用TN—S系統(tǒng)供電時(shí),燈具的金屬外殼都是通過PE線連接的,當(dāng)某個(gè)燈具發(fā)生故障時(shí),其故障將隨PE轉(zhuǎn)到其他燈具上,容易造成戶外無等電位連接的電擊威脅。因此室外多采用TT接地系統(tǒng),為戶外燈設(shè)置接地極,引出單獨(dú)的線接燈具的金屬外殼,以避免由PE線引來別處的故障電壓。
2電負(fù)荷與配電線路截面的選擇問題
由于民用建筑用電負(fù)荷絕大多數(shù)為單相負(fù)荷,三相負(fù)荷不平衡必然導(dǎo)致零線通過不平衡電流,隨著電腦及各種家用電器的發(fā)展與普及,低壓電網(wǎng)高次諧波污染日益加劇,3次及其奇倍數(shù)諧波均構(gòu)成中性線電流。中性線過大電流并由此引發(fā)電火災(zāi)的現(xiàn)象也日益增多。
為此,相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范已規(guī)定,三相四線或二相三線的配電線路中,當(dāng)用電負(fù)荷大部分為單相負(fù)荷時(shí),其N線或PEN線截面不宜小于相線截面;以氣體放電燈為主要負(fù)荷的回路中,N線截面不應(yīng)小于相線截面……“可見,民用建筑配電系統(tǒng)的干線、支干線及支線的導(dǎo)線截面原則上均應(yīng)選擇N或PEN線截面與相線截面相同。然而當(dāng)前仍有為數(shù)不少的民用建筑配電設(shè)計(jì)中仍沿用20世紀(jì)80年代的做法,選擇N或PEN線截面是相線截面的l/2或1/4,這也是最常見的電氣設(shè)計(jì)安全問題之一。
3變電所位置的確定
隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,現(xiàn)代高層建筑用電量逐漸增大,這就對(duì)建筑物配電系統(tǒng)的安裝位置提出了較高的要求。在確定變電所位置時(shí),應(yīng)充分考慮變電所高壓負(fù)荷,對(duì)于降低電能損耗、保證用電安全穩(wěn)定具有重要作用。
對(duì)于30層以內(nèi)的高層建筑,配電系統(tǒng)通常設(shè)置在底層;60層左右的高層建筑,則直接設(shè)置在建筑物地下或中層和頂層,也可以只設(shè)置在建筑物地下。變電所的數(shù)量及其位置的分布,應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較決定。同時(shí)也要保證可用性與維修的方便。
4防雷與接地
現(xiàn)代建筑的防雷設(shè)計(jì),采用傳統(tǒng)的避雷方法簡(jiǎn)單可靠,更加經(jīng)濟(jì)合算。但必須保證各層樓面鋼筋、金屬管道與該層用作引下線的柱筋有可靠的連接,形成等電位層,F(xiàn)代建筑都是采用鋼筋混凝土剪力墻,與樓板的連接十分可靠,關(guān)鍵是做好金屬管線的接地。現(xiàn)代建筑的防雷接地、電氣設(shè)備的保護(hù)接地和工作接地,都是合在一起的,組成混合接地系統(tǒng)。接地電阻按最小的要求而定,通常是在4Ω以下。
利用建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)作接地板。盡管基礎(chǔ)鋼筋等自然接地體己能滿足接地電阻的要求,仍需要裝設(shè)水平的人工接地體,將主要的建筑物基礎(chǔ)連接成接地網(wǎng),這對(duì)均衡電位、提高安全性都有好處。
5電氣照明設(shè)計(jì)
建筑物照明配電設(shè)計(jì),包括光源的選擇、照明度的大小、照明范圍、照明設(shè)備造型、位置的選擇、光能控制和配電線路敷設(shè)等,而隨著人們對(duì)生活居住環(huán)境要求的不斷提高,照明設(shè)計(jì)需要與現(xiàn)代建筑裝飾效果密切聯(lián)系,照明設(shè)備的造型、光線、照射范圍等都應(yīng)與建筑藝術(shù)意境相結(jié)合,并考慮節(jié)能效果。選用高光效電光源,可以取得節(jié)能的明顯效果。在審核圖紙時(shí),經(jīng)常發(fā)現(xiàn)應(yīng)急照明支線帶兩個(gè)防火分區(qū)的燈具,沒有按照建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范要求,此類問題應(yīng)該注意。
6消防電氣設(shè)計(jì)
消防電氣設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)工作中占有非常重要的地位。它涉及到火災(zāi)報(bào)警、撲救及人民生命財(cái)產(chǎn)的重要安全問題,因此應(yīng)按國家有關(guān)規(guī)范做好消防電氣設(shè)計(jì);馂(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的形式應(yīng)根據(jù)具體設(shè)計(jì)對(duì)象來確定,設(shè)計(jì)者首先必須搞清楚設(shè)計(jì)對(duì)象的建筑形式、規(guī)模、分類、建筑個(gè)體的分布等諸多因素,再根據(jù)這些因素來確定火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的形式。
例如:許多電氣設(shè)計(jì)消防線路采用穿塑料管保護(hù),并從吊頂內(nèi)走線。而“民用建筑工程配電設(shè)計(jì)規(guī)范”中規(guī)定消防聯(lián)動(dòng)控制、自動(dòng)滅火控制、通信、應(yīng)急照明及緊急廣播等線路,應(yīng)穿金屬管保護(hù),并暗敷在非燃燒體結(jié)構(gòu)內(nèi)。其保護(hù)層厚度不應(yīng)小于30mm,當(dāng)必須明敷時(shí),應(yīng)在金屬管上采取防火措施。