关于建筑电气设计中相关问题的分析

潘国辉

【摘 要】保证安全是建筑电气设计的首要任务，同时，建筑电气设计应尽量满足现在和未来的功能需求，保证建筑各项功能稳定连续可靠运行。对设计过程中的诸多因素分析，以求设计方案更安全、更可靠、使用费用更低。

【关键词】限流型断路器；多级多孔插座；辐照交联电缆；电容分补偿

1.限流型断路器的应用

在配电室中越来越多使用大容量的变压器，为了保证配出线的动热稳定性，对配出线截面规格有一定要求。例如2000kVA的Uk=6%变压器支路出线规格最小要35mm2 YJV型电缆才能满足热稳定性要求。但是，很多小电流长配出线回路如果都使用35mm2电缆，造成浪费。熔断器保护的回路可以不用校验热稳定性，但配电柜使用熔断器，不利于自动化操作，维护更换熔断器困难。为解决这一矛盾，可选用限流型断路器（作用同熔断器），来保护这样的细配出线回路。限流型断路器可在极短时间内切断短路电流，在短路电流出现最大值（t=0.01s）前动作，避免出现短路电流的最大值。

2.多孔多级插座的应用

现代建筑中，随着电器数量的增加，插座数量开始不够用，在此情况下，多数用户使用插线排来扩展插座数目。插线排的质量参差不齐，无名小厂制作的线径不够，插排的插孔本身容易落灰尘，有安全隐患。可在新建项目的设计中，插座偏多布置，并使用多孔插座，如现在开始流行的二二三7孔插座（86盒），9孔，甚至二二三三10孔插座（86盒）。减少未来用户使用插排的数量，方便用户使用同时，也减少安全隐患。

3.辐照型交联电缆电线与化学交联电缆电线的区别

高层建筑防火要求高，规范已经要求在高层建筑使用低烟无卤素电缆和电线。例如：WDZ-YJ（F）E、WDZ-BYJ（F），以上两种均为辐照交联聚乙烯绝缘电缆电线，（F）为辐照型标识。还有的无卤素电缆电线型号是WDZ-YJY，BYJ，这两种为温水交联或化学交联聚乙烯绝缘。辐照交联和化学交联的区别是，辐照交联有更高的耐热温度，一般可达到125℃或135℃，所以有更高的持续载流量，但价格稍贵，制造成本高。化学交联聚乙烯电缆电线，耐热温度一般为90cC，持续载流量不如辐照型的高。WDZ-YJY载流量和YJV持平，但BYJ（90℃）电线要比700C的BV电线的载流量高。建议干线电缆使用辐照交联型电缆，大线径铜缆的单位面积的载流量小（因为肌肤效应和散热不利），辐照型电缆可一定程度弥补这点不足，增加回路的抗过载能力。

对于屋内的照明和插座回路，使用温水交联或化学交联型电线BYJ，替代70℃的BV电线，有更高的载流量，环保无卤素、火灾时少毒烟，也降低造价（和辐照电线相比）。考虑到很多室内配线的管材不是金属管，而是塑料管，耐热温度就100℃，WDZ-BYJ（F）的耐高温、高载流量的性能发挥不出。

4.新型JDG管、PP管的应用

对于电气配线的保护管，很多设计图都标识sc钢管，不太经济。现在新建筑，钢管要求是热镀锌的钢管（镀层可达40-50μm），冷镀锌钢管耐腐蚀性差不使用。地下室配线管，要对抗潮湿的环境，建议使用热镀锌SC管。地面二层以上的可使用JDG紧套型钢管，施工方便，不需套丝扣；成本低，SC管壁厚一般2.3mm以上，JDG管壁1.0或1.2mm能够满足使用要求。

对于敷设塑料管，通常是使用PVC管，但PVC管（聚氯乙烯管）含卤素，不环保，火灾时会产生毒烟。一些暗敷设的塑料管，可尝试使用阻燃PP管（聚丙烯管），聚丙烯管无卤素，耐高温150c℃，但不耐紫外线。PP管也分很多种，使用含较多玻璃纤维的硬管较合适。

5.进户配电箱和配电盒的选用

住宅的进户配电箱多是表面透明塑壳铁箱，但商业建筑内的每户配电箱是使用铁制面板还是塑壳面板配电箱，视情况而定。一般商业建筑的走廊和一些人流出入频繁的区域，使用带锁的铁制面板配电箱较合适，对于独立写字间的屋子，使用透明塑壳较好，便于观察和维护。现在有的建筑墙面只有200mm厚，对于在这样的墙上安装配电箱，塑壳面板的配电箱（l00mm深）一般没什么问题，但铁质面板的配电箱一般较深（ 150-180mm），需要加厚墙体。

6.电容混合补尝的应用，以及未来用电的功率因数趋势

配电室的低压电容补偿柜，现在开始使用三相共补偿和三相分补偿柜组成混合补偿电容柜。有人认为补偿电容容量设置大一些好，未来的用电量趋势是增加的。但无功功率不一定按比例增加，电容柜是补偿感性无功功率的，空调和电冰箱为节能使用变频器控制电机，经过变频器后，电感性负载变为容性了；日光灯以前多用电感镇流器，现在使用电子镇流器灯、LED灯都是容性；计算机等电子产品使用的开关电源同样是电容性负载。未来的趋势是电容性负荷增加，电感性负荷相对减少了。

7.高次谐波的处理

由于非线性用电设备的使用，产生了大量高次谐波。3次谐波电流会在中性线（工作零线N）上叠加加强，而不是相互抵消，严重时会使中性线电流过载。目前有在配电室配电柜加装滤波器来消减谐波的，这种消减对于变压器和电容柜的保护较好，但同时滤波器成本高，还消耗一定的电能，有的只是对特定次数谐波有效。不同环境产生的高次谐波次数也不尽相同，有是3次谐波过多，有的是5次7次甚至更高次谐波多。建议先放大支干线电缆线径，各主分支回路工作零线N都和相线等截面，避免了工作零线N因3次谐波电流而过载，同时降低了线路电阻也降低了负载端的谐波电压，还为以后用电量的扩大预留线路余量。必要时可先在配电室预留专门的滤波配电柜，待确定谐波的次数和值超出允许值后，再安装对应的有源或无源滤波器。

8.电缆两端的D-C特性断路器保护组合

一根电缆的前级断路器额定电流要大于等于电缆的后级断路器，否则会穿越跳闸。但是如果单纯为了切断动作的选择性，把一根电缆的下级断路器（靠近负载端，一般为现场配电箱的总开关）设置定格电流明显小于上一级断路器（靠近电源端），会使电缆的载流量受到人为的限制。要是电缆前后两端的断路器完全一样，又没了选择性。有人使用隔离开关（无短路和过载保护）作为现场配电箱处的总开关和上级断路器配合来保证选择性，但恢复供电不方便，需要去闭合电缆的前级断路器，不太安全。以上面的例子，建议此电缆的上级使用D特性断路器，下级断路器使用相同电流定格的C特性断路器，就拥有了短路时的部分选择性，同时不限制电缆载流量的发挥，因为相同电流定格的C和D特性断路器的长延时脱扣特性相同的，避免电缆线径浪费。

9.为未来电动车的充电桩预留回路和电量

对于有地下停车库的建筑，电气设计时应考虑变压器留有一定余量，为以后充电桩的安装和电动车的使用预留回路。

【参考文献】

[1]电气工程师手册中国电力出版社，2010.

[2]全国民用建筑工程设计技术措施中国建筑标准设计研究院，2009.