建筑电气设计中常见的问题及应对措施

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建筑电气设计中常见的问题及应对措施

摘要:建筑电气设计在建筑工程中发挥着重要的作用,是建筑工程的重要组成部分。伴随着我国社会经济的飞速发展,人民生活水平的不断提高,各类家用电器逐渐增多,使建筑电气设计呈复杂化。本文对建筑电气设计中常见的问题进行了归纳总结,并提出了相应的改进措施。

关键词:电气设计;常见问题;解决措施

引言

我国工程质量事故统计显示,由设计原因造成的事故占40.1%,工程施工原因引起的占29.3%,其他原因引起的占30.6%,可见建筑设计在工程质量事故中占有重要的位置。电气工程师建筑工程项目的重要组成部分,而电气设计又是电气工程的重要部分,直接关系到建筑工程的质量、工期、投资和预期效果。本文通过分析总结,就影响建筑电气设计的问题进行了讨论,并提出了相应的解决办法。

一、低压配电各出线回路应与建筑物各个功能分区协调

因不同的功能分区用电负荷等级不一致, 如地下人防为一级负荷,商场一般照明为三级负荷,住宅用电为三级负荷等,同时不同性质负荷电价不同,另外,在消防管理时,消防人员可方便切除非消防负荷,以保障消防用电负荷可靠供电。因此,在设计时,在低压配电间内应根据各个功能分区及负荷性质的不同,给予不同的出线回路。

二、高层建筑的供、配电系统

2.1 问题1、消防设备供电未采用专用回路供电

设计人员在设计中有时将容量较小的消防设备电源直接接引附近两路低压非消防供电回路,一旦建筑物发生火灾,消防人员首先切断与消防设备无关的电源,若消防电源与一般配电线路混接,当切断非消防电源时,消防设备电源亦被切断,消防设备不能发挥作用,将给人民群众生命及财产安全造成严重损失。改进措施:根据《建筑设计防火规范》GBJ16-87(2001 年版)第10、1、3 条“消防用电设备应采用单独的供电回路,并当发生火灾切断生产生活用电时,应仍能保证消防用电,其配电设备应有明显标志。”和《高层民用建筑设计规范》GB50045-95(2005 年版)第9、1、3 条“消防用电设备应采用专用供电回路,其配电设备应有明显标志。其配电线路和控制回路宜按防火分区分。”规定,消防用电设备的供电应从配电间开始设专用的供电回路,消防用电设备两路低压电源应由建筑物低压配电柜两路不同电源直接接引。

2.2 问题2、公共建筑非消防电源切断区域不合理

具体设计中,设计人员往往对“有关部位”理解不深,直接将切断非消防电源的消防控制模块设在低压配电室楼层照明干线回路上。这样势必造成消防时断电范围过大,给大楼用户造成不必要的恐慌。改进措施:根据GB50116-98 第6、3、1、8 条“消防控制室在确认火灾后,应能切断有关部位的非消防电源,并接通警报装置及火灾应急照明灯和疏散指示灯。”的规定,火灾发生时,为了扑救方便,消防人员应切断与消防设备无关的非消防电源。但是,切断非消防电源应控制在一定的范围之内。“有关部位” 指的是着火的那个防火分区或楼层,没有必要切断全楼的非消防电源,以减少断电带来的不必要的惊慌。因此,应将断开楼层干线电源改为切断相应楼层电源。

2.3 问题3、配电箱进线开关选择不当

进线开关QF 为具有短路和过载功能力的断路器,增加了配电级数。改进措施:根据《民用建筑电气设计规范》JGJ/T 16-92 第8、1、4条规定,“自变压器二次侧至用电设备之间的低压配电级数不宜超过三级,…”配电级数过多,供电可靠性降低。因此,放射式供电的进线配电箱,为了减少配电级数,进线QL 开关应为具有隔离功能的断路器或负荷开关。另外,根据《住宅设计规范》GB50096-1999(2003 年版)第6、5、2 条“每套住宅应设置电源总断路器,并应用可断开相线和中性线的开关电器”的规定,进线QL 开关还应具备同时断开相线和中性线的功能。以便于室内电气检修时断电及电气火灾时切断室内电源,有利于人身安全。

三、供配电系统的节能

变压器作为输变配电的重要设备,其性能参数节能、环保的优化是电气节能的一个重要方面。目前国内生产的干式变压器主要有两大类型:环氧树脂干式变压器(包括包绕式)和浸渍型干式变压器。环氧树脂浇注、干式变压器包括外晶式变压器和硅钢干式变压器,前者的铁芯采用超低损耗的外晶合金带卷绕而成,后者的铁芯采用硅钢叠片组成。

三相干式变压器主要分为SC 和黔两大类。型号中“S”表示三相,“C”表示绕组外绝缘介质为“成”型固体绕注式,该产品中的大部分高压线圈采用环氧树脂真空浇注工艺制造,属包封型结构,绝缘耐热等级为F 级(绝缘系统温度155℃,参数温度120℃,线圈温升100K )。SG型中“G”表示空气“干式”该产品的线圈采用真空压力浸漆(VPI)工艺制造,属外包封型结构,绝缘耐热等级为H 级(绝缘系统温度180℃,参数温度145℃,线圈温升125K)。涨型干式变压器包括SCBH 和SC 两种,其中“B”类线圈导线采用铜“箔”绕制,SCBH 中的“H”表示铁芯采用外晶“合”金带材,SCB 为传统的硅钢铁芯。

根据配变企业标准Q /SHG 6-2002[ SCBH8 型干式外晶合金干式变压器,所施行的标准,其空载损耗比GB /T 10228 降低3/4 负载损耗和GB /T 10228 相同。

设计人员应从变压器的运行经济性能和社会能角度考虑,优先选用B 型外

晶干式变压器,其次选用10-F 型干式变压器。

3.1 配电系统无功补偿

无功补偿是电网采用的重要节能措施,合理的无功补偿配置投资少、收效快,可以减少输送无功电流造成的电能损耗,改善电压质量,充分发挥电力输送有功功效的潜力。变配电站安装集中补偿的电容器组,主要用于补偿主变变损与供电范围内尖峰时无功损耗,对降损、调压,发挥重要作用。补偿方式分为集中补偿和就地补偿。根据用户负荷水平的波动,在配电变压器380V 侧集中电容补偿,投入相应数量的电容器进行跟踪补偿,其目的是提高专用变压器的功率因数,实现无功功率的就地平衡,对配电网和配电变压器的降损有一定作用,保证了用电设备电压水平。

3.2 抑制谐波

随着用电设备的多元化, 由于许多外线性电气设备的投入运行,如公共场所的高压荧光灯及家用电器等非线性用电设备接入电网,会产生谐波电流注入电网,产生的谐波电流将随着非线性用电设备负荷电流的大小而相应变化,而流入电网各分路的谐波电流则随分路谐波阻抗的大小按反比例分配。大量谐波电流流入电网后,通过电网阻抗产生谐波压降、叠加在电网基波上,引起电网电压畸变,将产生以下主要危害:

(1)电机变压器等电气设备由于谐波电流而产生附加损耗,从而引起过热,使得绝缘介质老化加速,导致绝缘损坏。

(2)使变压器产生磁伸缩和噪声,电抗器产生振动和噪声,感应电动机引起固定数的振动力矩和转速的周期变动。

(3)使相位控制设备的正常工作因信号紊乱而受到干扰,如电子计算机误动作、电子设备误触发、电子元件测试无法进行。

(4)使某些类型的继电保护、晶体管整流型保护变压器及母线复合电压保护,由于相位变化而误动或拒动。

(5)使通信网络、弱电回路产生杂音,甚至造成故障。谐波产生的种种危害表明:在电气设计工作中,必须尽可能采取措施抑制谐波,避免电网电压的畸变和保证用电设备的正常运行。

四、电气照明系统的节能

4.1 选择合理的照度标准

选择照度是照明设计的重点。照度太低,会损害工作人员视力,影响产品质量和生产效率,而且不合理的高照度则浪费电力。因此,选择照度必须与所进行

的视觉工作环境相适宜,按国家颁布的建筑照明设计标准(GB 50034-2004)选择照度。

4.2 选择合理的照明方式

照明方式分为:一般照明、局部照明和混合照明。在满足标准照度的条件下为节约电力,应恰当选用一般照明、局部照明和混合照明三种方式。例如大空间的车间及办公楼,只用一般的照明方式, 用较多灯具也很难达到精细视觉作业要求的照度;如果按要求设置一个局部照明的光源,用电较少便可达到所需要求。

五、防雷设计的问题

一是防雷装置设备问题。许多设计人员在进行防雷装置设备选择上,仍采用传统设计方法,在建筑物上专设防雷装置进行防雷,这种方法是不科学的。建筑物应尽可能利用建筑物金属导体作为防雷装置,这样可以更好地平衡室内的电位,起到很好的均压效果,更有效地保护建筑物内的设备和人身安全;但是要注意的问题是在地下水位很高的时候,建筑物内的钢筋外常包裹有塑料、橡胶等防水材料或沥青质防水层,这时钢筋与大地已经是基本绝缘的。因此,应在建筑外面四周敷设闭合状的水平接地体作为建筑物的接地装置,这样才能满足接地电阻值的要求。二是防止雷电波侵入问题。防止雷电波侵入是防雷措施的重要一环,但是设计人员往往重视防直击雷,而对防雷电波侵入的措施重视不够。为了防止雷电波侵入,设计人员对电缆进出线,在进出端将电缆的金属外皮、钢管等与电气设备接地相连;应在进出处装设避雷器并与绝缘子铁脚连在一起接到电气设备的接地装置上。

六、导线的截面选择问题

进户线导线截面选取过大,在进户线导线截面选择上,设计人员选择的导线截面常常过大,使得供电布线投资增加一倍多,浪费有色金属;同时,整个供电系统空载损耗率提高,电压偏高,给用户用电设备也增加了消耗。设计人员应该根据规范和实际用电功率灵活选取导线截面,既保证用电需要,又保证施工安装方便及达到节省投资的目的。

七、结束语

这些问题从根本上是可以防止的,只要把理论和实践紧密地相联系,就会把一些问题拒之门外,就会按照最初的设想,因几乎接近完美的建筑电气设计,建设出一个服务于大众生活的建筑工程。

参考文献:

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学院2012

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