建筑電氣規范思考范文

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《現代建筑電氣雜志》2014年第六期

110kV配電變壓器出線開關和母聯開關

誤用四極開關為抗電磁干擾以及出于防電氣火災和防電氣腐蝕的考慮，建筑電氣國際標準［1］規定配電變電所10/0．4kV變壓器星形結點不允許就地直接接地，只能在低壓配電柜內一點接地。變電所總開關和母聯開關應為三極，如圖1所示。對這一規定，我國有些建筑電氣規范不改舊習慣的過時做法是錯誤的［2］。需要提出的是，我國變電所設計文件以及有些安裝圖冊內變壓器出線總開關和母聯開關大多錯誤選用了四極開關。變壓器N線套管所接實際上并非N線，而是PEN線。因變壓器所供電氣裝置的正常對地泄漏電流和接地故障電流都是通過PEN線返回變壓器的，PEN線實際上也起PE線的作用，而按國際標準PE線和PEN線都不允許用開關切斷。錯誤選用四極開關，非但浪費，而且可能因PEN極導電不良，將使所有接地電流失去返回電源的通路，后果不堪設想。在國外，這種開關全為三極，而非四極［3］。這是我國建筑電氣行業必須糾正的做法。

2高層建筑消防應急電源

發生火災時，高層建筑是難以逃生的場所，其后果往往是非常慘重的。例如，2000年洛陽一高層建筑火災造成300多人死亡。發達國家十分重視高層建筑消防應急電源的供電可靠性，它們因獨立于電網電源的柴油發電機作消防應急電源，采用IT系統以礦物絕緣電纜單回路給末端消防設備供電，其電源自動轉換則采用不附任何無關保護功能的簡單、可靠的三刀雙投PC級開關。高層建筑消防應急設備應采用IT系統供電，如圖2所示。IT系統可保證發生一個接地故障時不跳閘停電［2］。礦物絕緣電纜在火災中可在規定時間內(約數小時)保證持續供電。只在總電源切換的PC級電源自動轉換開關簡單、可靠，這幾乎是發達國家對高層建筑消防應急配電系統的通常做法。可現時我國仍對消防應急用電設備在分散多處的末端以一旦發生接地故障即跳閘斷電的TN系統雙電源自動轉換的方式供電。這種方式既浪費投資，又不能保證消防應急電源供電系統可靠。兩個電源線路都可能無法供電。令人擔心的是，我國消防部門和民用建筑電氣行業至今還不了解，也不會應用IT系統，這是我國建筑電氣中亟待彌補的一個差距。

3規范對接地故障火災報警的規定

自20世紀90年代起我國電氣火災一直占火災總數的30%左右，其中短路起火占大半。根據智能型斷路器的跳閘記錄，斷路器事故跳閘的90%以上為接地短路跳閘，帶電導體間的短路跳閘很少。消防部門對電氣短路火災現場的鑒定分析結果也說明，短路起火大半為接地短路起火，帶電導體間短路起火很少。國外防火資料也認為，防電氣短路火災的重點是防接地短路起火。這是因為接地短路阻抗大，短路電流小，短路點不熔焊而成電弧性短路。熔斷器、斷路器不跳閘，電弧高溫很易引燃近旁可燃物而起火。為防止這種常見多發的接地短路電氣火災，發達國家通常在電源的始點(通常為進線點)裝設剩余電流動作報警器(ResidualCurrentOperatedMonitor，RCM)。日本在防電氣火災方面做得很好，電火災只占火災總數的2%～3%。日本國家標準建筑電氣規范《內線規程》規定大于150m2的建筑物都必須安裝RCM，全面防范常見多發的接地短路火災。低壓供電的建筑物中RCM系統安裝如圖3所示。變電所內RCM系統的電流互感器安裝位置如圖4所示。在日本，RCM的安裝很廣泛，但耗費投資卻很有限。因為RCM的組成器件不過是簡單的電流互感器、繼電器和蜂鳴器，但卻能對建筑物全面防范接地故障火災，不存在盲區［2］。我國采用某廠的產品資料來制訂規范條文。其設置十分復雜，一般低壓線路規定安裝線路過載報警，還規定必須設置分散的多處局部報警。由于報警點多，投資很大，一般大、中型建筑物的報警投資動輒以百萬元計。最為嚴重的是它只對人多或火災危險大的局部地方作接地短路報警，花費大量投資，卻不能起全面的防火報警作用。希望消防部門切實采用國際標準，經濟、有效地抑制我國頻頻發生的接地短路電氣火災。

4對動作不可靠的電子式RCD不規定裝用條件

常用的剩余電流動作保護器(ResidualCurrentProtectiveDevice，RCD)有電磁式和電子式兩類。電磁式RCD借接地故障電流的能量脫扣，即有故障電流就能保證脫扣。電子式RCD則借RCD安裝處故障殘余電壓的能量來脫扣，殘余電壓過低或因“斷零”失壓時就拒動，不起防電擊作用，這是電子式RCD的缺點［2］。歐洲采用230/400V標稱電壓供電，發生接地故障時接觸電壓約90V，電擊危險大。為此，歐洲全采用跳閘可靠的電磁式RCD。有些國家，如美國、日本，對小功率用電器是以110V電壓供電，故障時接觸電壓不超過50V，不致電擊傷人，可采用電子式RCD。這是國外應用RCD防電擊的選用原則［4］。我國電氣裝置標稱電壓為220/380V，與歐洲類似，理應采用電磁式RCD，但我國現時生產和裝用的RCD幾乎全為電子式RCD。其原因不在于技術上的困難，我國正規大廠完全有能力生產合格的電磁式RCD。原因在于電磁式RCD對原材料和工藝精度要求高，成本高，與電子式RCD相比，在銷售價格上處于劣勢。國際標準對電子式RCD的應用是有限制的，即需在電氣專業人員管理下使用，或采取附加措施防止電擊事故的發生。例如，采取局部等電位聯結措施，將故障接觸電壓降至安全電壓以下。但我國有關電氣規范對電子式RCD可以不加限制隨意裝用。希望我國生產、銷售電磁式RCD，并應按國際標準規定電子式RCD的使用條件。

5戶外電氣設備未滿足國際標準的防水要求

戶外通常是無法實現等電位聯結的，下雨時它又成為潮濕場所。所以，為防人身電擊，戶外的接觸電壓限值(安全電壓)不是50V，而是25V，其自動切斷電源的時間也相應縮短。較之戶內，戶外是電擊危險大的場所。如在戶外采用TN系統，將易沿TN系統的PE線傳導他處的危險故障電壓，而引發電擊事故。因此，一些發達國家在戶外都采用TT系統供電，并以RCD作接地故障防護［2］。國外在戶外采用TT系統供電是常見的做法。可在我國，卻因TT系統內的RCD頻頻跳閘無法用電，而不得不冒人身電擊的風險采用TN-S系統，這種不正常情況的出現原因是戶外電氣設備的防水性能差，達不到國際標準要求的至少不低于IP×3級的防淋水要求。北京某銀行沿外墻用泛光燈照墻作景觀照明，每逢大雨總有一半泛光燈因RCD跳閘不亮。經現場檢查，泛光燈不防水是RCD頻頻跳閘的起因。也檢視另一半下雨時不跳閘的泛光燈，發現這一半泛光燈都滿足防水要求。這一案例充分說明，若按國際標準在戶外采用TT系統，必須要求戶外電氣設備按國際標準滿足防水要求。現時戶外電氣設備防水性能差給我國建筑電氣帶來許多麻煩。例如路燈、庭院燈如采用TT系統將面對RCD下大雨時頻頻跳閘的麻煩，如采用TN系統則需承擔TN系統沿PE線傳導的危險故障電壓而電擊傷人的責任。如果我國戶外燈具能提高質量，滿足國際標準的防水要求，就可解決我國路燈、庭院燈電氣裝置問題。

6浴室電氣設計圖紙缺少局部等電位聯結的聯結點位置圖

在我國浴室內電擊事故時有發生。為防電擊，在浴室內必須按國際標準做局部等電位聯結，將浴室內可能出現的電位差限制在12V以下［2］。在發達國家的浴室，常見到浴盆、便盆下有黃綠相間的單根電線，即等電位聯結線。我國的建筑電氣設計文件中也按國際標準，要求在浴室內設置局部等電位聯結，但迄今未見到設有局部等電位聯結的浴室。究其原因，問題出在設計圖紙不齊全上。國外作設計時都按要求作簡圖，標示浴室內局部等電位聯結的聯結點位置，以便按圖施工。而在我國，設計單位省去了簡圖，只在設計文件中交待一下按某標準安裝圖畫的示例施工局部等電位聯結。施工單位借口無圖可依，只安裝一等電位聯結的端子或端子板，不連接聯結線。為抑止浴室內多發的電擊事故，建議勿省略浴室內局部等電位聯結的聯結點位置簡圖。

7結語

我國有些電氣規范因不以IEC標準為根據，沒有一個統一的準則，所以規范之間互相矛盾。建筑電氣國際標準的深入理解或正確運用，需經歷長期學習或反復領會的過程。借本文中介紹的幾點問題，衷心希望我國有關建筑電氣規范編制組以及大專院校的建筑電氣教材編寫組按《中華人民共和國標準化法》規定，積極采用國際標準來編制我國建筑電氣相關標準，爭取及早與國際標準接軌，將我國建筑電氣水平提高一個新臺階。

作者：王厚余單位：中國航空規劃建設發展有限公司