時間:2023-03-28 15:08:09
導(dǎo)言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇電氣設(shè)計論文,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
1.家庭電氣設(shè)計原則
家庭電氣設(shè)計是在裝潢設(shè)計(這里是指家具、電器設(shè)備的布局以及房頂?shù)脑O(shè)計)完成后再進(jìn)行的。由于每個家庭的裝潢設(shè)計各有千秋,家用電器的配置也不盡相同,因此,這里只能談一些電氣設(shè)計原則供讀者參考。
(1)照明、插座回路分開把照明與插座回路分開的好處是:如果插座回路的電氣設(shè)備發(fā)生故障,僅此回路的電源中斷,不會影響照明回路的工作,從而便于對故障回路進(jìn)行檢修;反之,若照明回路出現(xiàn)短路故障,此時就可利用插座回路的電源,接上臺燈,進(jìn)行檢修。
(2)照明應(yīng)分成幾個回路這樣,一旦某一回路的照明燈出現(xiàn)短路故障,也不會影響到其它回路的照明,就不會使整個家庭處于黑暗中。
(3)對空調(diào)、電熱水器等大容量電器設(shè)備,宜一個設(shè)備設(shè)置一個回路如果合用一個回路,當(dāng)它們同時使用時,導(dǎo)線易發(fā)熱,即使不超過導(dǎo)線允許的工作溫度,也會降低導(dǎo)線絕緣的壽命。此外,加大導(dǎo)線的截面可大大降低電能在導(dǎo)線上的損耗。
(4)插座及浴室燈具回路必須采取接地保護(hù)措施浴室插座除采用隔離變壓器供電(如電須刀插座)可以不要接地外,其它插座則必須用三極插座。浴室燈具的金屬外殼必須接地。
(5)接地措施
①不能用自來水管作為接地線。新建住宅樓都配置了可靠的接地線,而老式住宅往往無接地線,不少老式住宅用戶就以自來水管作為接地線。這是不正確的做法。曾有因觸及帶電的自來水龍頭而電擊身亡的事故報道。
②浴室如采用等電位聯(lián)結(jié)則更安全。浴室是潮濕環(huán)境,人即使觸及50V以下的安全電壓,也有遭電擊的可能。所謂等電位聯(lián)結(jié),就是把浴室內(nèi)所有金屬物體(包括金屬毛巾架、鑄鐵浴缸、自來水管等)用接地線連成一體,且可靠接地。
③接地制式應(yīng)和電源系統(tǒng)相符。電氣設(shè)計前,必須先了解用戶電源來自何處,以及該電源的接地制式。接地保護(hù)措施應(yīng)與電源系統(tǒng)一致。
④每個回路應(yīng)設(shè)置單獨的接地線。有些人認(rèn)為:接地線中的電流很小,幾個回路合用一根接地線可節(jié)約裝潢費用。這是錯誤的。因為在正常工作時,接地線中的電流的確很小,但在發(fā)生短路故障時,接地線中流過的電流大大超過相線正常工作時的電流。其次,從可靠性角度考慮,——個回路一根接地線更可靠。
⑤有了漏電保護(hù),也應(yīng)有接地保護(hù)。任何一種電氣產(chǎn)品,都有出現(xiàn)故障的可能,漏電開關(guān)也有出現(xiàn)故障的可能。有了接地保護(hù),當(dāng)漏電開關(guān)出現(xiàn)故障時,接地保護(hù)仍能起到保護(hù)作用。但漏電開關(guān)的輸出中性線不準(zhǔn)碰地,否則,漏電開關(guān)無法合閘。
⑧有了良好的接地裝置,每戶仍應(yīng)配置漏電開關(guān)。當(dāng)發(fā)生電氣設(shè)備外殼帶電時,接地裝置的接地電阻再小,在故障未解除前,設(shè)備外殼對地電位是存在的,有電擊可能。若采用漏電開關(guān),只要漏電電流大于30mA,在0.1s時間內(nèi)就可使電源斷開。插座所接的電氣設(shè)備,人體隨時有接觸的可能,因此,插座要有漏電保護(hù)。掛壁式空調(diào)因人手難以碰到,故可不帶漏電保護(hù)。
(6)每戶用電容量要和設(shè)計能力相符,不要盲目裝接大功率電氣設(shè)備為此,每戶居民在電氣裝潢前,應(yīng)初步估計室內(nèi)負(fù)荷總?cè)萘?,避免超過該戶的設(shè)計負(fù)荷。具體數(shù)字可向當(dāng)?shù)匚飿I(yè)管理部門咨詢。
(7)電氣安全設(shè)計是重點每個家庭中的家用電氣設(shè)備總有好幾件,天天要接觸。家中既有不醫(yī)事的小孩,也有略懂電氣知識而不懂電氣安全知識的大人,會玩弄電氣設(shè)備,為了確保用電安全,電氣安全設(shè)計必須作為重點。對小孩能觸及的插座,應(yīng)選擇帶保護(hù)板的插座,避免小孩把金屬物體塞進(jìn)插座內(nèi)造成電擊。
(8)不要選用“三無”產(chǎn)品因使用劣質(zhì)的電加熱器淋浴而發(fā)生電擊死亡的事故,報紙刊載已有多起。因此,家庭裝潢中不要選用“三無”產(chǎn)品,尤其是插座,“三無”產(chǎn)品充斥市場,應(yīng)注意鑒別。不要盲目追求進(jìn)口貨,建議購買國產(chǎn)的名牌貨。
2.家庭電氣裝潢設(shè)計中常用的圖形符號和文字代號
(1)建筑平面圖例
(2)常用電氣圖形符號見附表。
(3)線路與燈具安裝方式代號
⑦線路敷設(shè)方式代號
PVC——用阻燃塑料管敷設(shè)
DGL——用電工鋼管敷設(shè)
VXG——用塑制線槽敷設(shè)
GXG——用金屬線槽敷設(shè)
KRG——用可撓型塑制管敷設(shè)
⑦線路明敷部位代號
LM—沿屋架或屋架下弦敷設(shè)
ZM——沿柱敷設(shè)
QM——沿墻敷設(shè)
PL——沿天棚敷設(shè)
③線路暗敷部位代號
LA——暗設(shè)在梁內(nèi)
ZA—暗設(shè)在柱內(nèi)
QA—暗設(shè)在墻內(nèi)
PA——暗設(shè)在屋面內(nèi)或頂棚內(nèi)
DA——暗設(shè)在地面或地板內(nèi)
PNA—暗設(shè)在不能進(jìn)入的吊頂內(nèi)
④照明燈具安裝方式代號
D——吸頂式
L——鏈吊式
G———管吊式
B——壁裝式
R———嵌入式
BR———墻壁內(nèi)安裝
(4)設(shè)備標(biāo)注方法’
⑦配電線路的標(biāo)注方法
a——b(c×d)e——f其中:a--回路編號
b--導(dǎo)線型號
c--導(dǎo)線根數(shù)
d--導(dǎo)線截面
e--敷設(shè)方式及穿管管徑
f--敷設(shè)部位
表示2根導(dǎo)線
表示3根導(dǎo)線
表示n根導(dǎo)線
⑦照明燈具標(biāo)注方法
燈具吸頂安裝標(biāo)注方法:
其中:a--燈數(shù)
b--型號或編號
c--每盞照明燈具的燈泡個數(shù)
d--燈泡容量,W
電氣設(shè)備的選擇與布置
1995年以前的中小型水電站,由于受當(dāng)時技術(shù)水平和建設(shè)資金的限制,電氣設(shè)備存在性能較差、安全性不符合現(xiàn)要求、維護(hù)工作量大以及備品備件難以購買等問題。例如,低壓開關(guān)柜多為GGD型或更老的BSL型等,開關(guān)和保護(hù)設(shè)備為DW系列或DZ10系列,而更多的是采用熔斷器保護(hù);10kV設(shè)備采用GG-1A開關(guān)柜配SN10少油斷路器,或早期的真空斷路器;35kV設(shè)備采用DW6、DW8等系列的多油斷路器,或GBC戶內(nèi)型高壓開關(guān)柜;110kV設(shè)備采用SW3、SW6及SW7少油型斷路器;變壓器采用SLJ1或SF7型等。這些設(shè)備是目前國家已明令禁止使用的產(chǎn)品,開斷電流小,損耗大,不環(huán)保,由于諸多原因長期帶病運行,嚴(yán)重影響電站和電網(wǎng)的安全,因此對這些電氣設(shè)備進(jìn)行更新?lián)Q代是十分必要的。電氣設(shè)備的選擇應(yīng)按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、維護(hù)簡單方便和經(jīng)濟(jì)合理的原則進(jìn)行,并應(yīng)適應(yīng)農(nóng)村水電站的特點。對電氣設(shè)備應(yīng)根據(jù)增效擴(kuò)容后的參數(shù)和短路電流計算結(jié)果來選取,而不應(yīng)延用舊設(shè)備的參數(shù)來確定新設(shè)備的參數(shù),這樣可保證更換的電氣設(shè)備能適應(yīng)目前和將來系統(tǒng)發(fā)展的要求。由于設(shè)備基礎(chǔ)、支架、房間的尺寸和開關(guān)站的位置均保持不變,因此在選擇電氣設(shè)備型式時還應(yīng)考慮這些因素,盡可能多地利用已有基礎(chǔ)或僅做小改動。
接地系統(tǒng)的檢查與修復(fù)
工程設(shè)計是基本建設(shè)的龍頭,設(shè)計文件是工程建設(shè)的主要依據(jù),設(shè)計質(zhì)量是決定工程質(zhì)量的首要環(huán)節(jié)。我國工程質(zhì)量事故統(tǒng)計資料顯示,由設(shè)計原因?qū)е碌墓こ藤|(zhì)量事故占40.1%;工程施工原因引起的占29.3%;其它原因(如設(shè)備材料質(zhì)量問題等)引起的占30.6%??梢妼こ藤|(zhì)量實施三控的關(guān)鍵在于設(shè)計質(zhì)量控制。電氣工程也不例外。合格的建筑設(shè)計應(yīng)滿足七個質(zhì)量特性規(guī)定的要求,即功能性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、可信性、可實施性、適應(yīng)性及時間性。設(shè)計單位本應(yīng)將通過了設(shè)計評審的合格的設(shè)計文件交付施工。而實際上不少交付施工的設(shè)計文件都存在缺少或偏離質(zhì)量特性要求的缺陷。對電氣工程質(zhì)量造成影響的設(shè)計問題又主要表現(xiàn)在安全性、可信性(包括可用性、可靠性、維修性等)及可實施性的缺失或偏離。
1高層建筑電氣設(shè)計過程中應(yīng)注意的問題
1.1高層建筑由于照明及空調(diào)負(fù)荷多,電梯等運輸設(shè)備多,給排水設(shè)備多,所以用電量特別大,且供電的可靠性要求很高。
1.2在高層建筑中,照明與動力基本上不共用干線。動力負(fù)荷多采用放射式供電,照明負(fù)荷則多采用母線槽配電,與動力分開。
1.3由于在結(jié)構(gòu)上多數(shù)采用大柱距,形成大空間,使墻面安裝的設(shè)備增多,必然使地面管道增多。
1.4由于建筑構(gòu)件的預(yù)制裝配化及干法施工;縮短了施工周期,而且頂棚一般采用標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化的吊頂。
1.5電氣設(shè)備的管線應(yīng)采取防火措施。
1.6空調(diào)設(shè)備等主要用電設(shè)備分散,多數(shù)要求集中管理,即要求采用電腦管理和監(jiān)控系統(tǒng)。
1.7采取防震措施。如配電屏、燈具等電氣設(shè)備的防震;管線的層間貫通和建筑伸縮縫與沉降縫的耐震處理等。
1.8消防要求高。因為高層建筑高度高,體量大,人員密集,設(shè)備多,裝飾豪華,建筑本身火災(zāi)隱患多,故對消防要求很高。
1.9節(jié)省能源是我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的一項重大政策,節(jié)約用電又是節(jié)省能源工作中的一個重要方面,它直接關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和人們的日常生活。在高層建筑的電氣設(shè)計中,要把電能消耗指標(biāo)作為全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的重要組成部分。節(jié)電的設(shè)計方案,應(yīng)根據(jù)技術(shù)先進(jìn)、安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的原則確定。采用合理的配電方式,采用高效率變壓器、電動機(jī)和照明光源、無功功率補(bǔ)償裝置和設(shè)備監(jiān)控電腦系統(tǒng)等措施,減少電能損耗,節(jié)約用電。采用壁燈時需將容量提高一級或增加盞數(shù)。
2照明要求
2.1混合照明
它是由一般照明和局部照明共同組成的照明方式?;旌险彰髦幸话阏彰鞯恼斩葢?yīng)不低于混合照明總照度的5-10%,并且其最低照度不低于201x。否則,過低的一般照明和過高的局部照明所形成的照度對比度過大,亮度分布不適當(dāng)而產(chǎn)生不應(yīng)有的眩光。
2.2事故照明
當(dāng)工作照明因故障全部熄滅后,供暫時繼續(xù)工作或供人員疏散用的照明稱為事故照明.
2.2.1應(yīng)設(shè)置事故照明場所
a,在正常工作照明熄滅后,由于工作中斷或誤操作,將引起爆炸、火災(zāi)等嚴(yán)重危險的廠房或場所;
b.在無照明的情況下,由于設(shè)備繼續(xù)運轉(zhuǎn)或人員的通行,將造成設(shè)備、人身事故的場所;
c.高層建筑中的疏散樓梯間(包括防煙樓梯前室)、疏散走道、消防電梯室、消防控制中心、消防水泵間;公共建筑中的旅館、禮堂、影劇院、展覽廳、百貨商店、體育館等人員出入的走廊、樓梯、太平門等處。
2.2.2事故照明應(yīng)采用能瞬時點燃的照明光源,一般采用白熾燈或鹵鎢燈。當(dāng)事故照明作為工作照明的一部分而經(jīng)常點燃時,又在發(fā)生故障不得切換電源的條件下,也可采用其它照明光源。
2.2.3事故照明的燈具應(yīng)布置在可能引起事故的設(shè)備、材料周圍和主要通道、危險地段、出入口等處,還應(yīng)在事故照明燈具上明顯位置涂以紅色標(biāo)記,以資區(qū)別。疏散指示標(biāo)志可設(shè)在疏散走道距地面高度1m以內(nèi)的墻面上,以及樓梯口和太平門的頂部,并要安裝在非燃燒結(jié)構(gòu)或裝修上。
2.2.4事故照明的照度要求
用于暫時繼續(xù)工作的事故照明其工作面上的照度不應(yīng)低于工作照明總照度的10%。但標(biāo)準(zhǔn)較高的賓館等建筑,其事故照明所占工作照明的比例應(yīng)當(dāng)為:出口指示燈為100%;樓梯照明為50%;公共場所照明為20%;客房走道照明為50%;一般走道照明為20%;總服務(wù)臺、收款出納、外幣兌換等照明為100%。用于人員疏散的事故照明,其照度不應(yīng)低于0.51x。
2.3警衛(wèi)值班照明
在重要的車間和場所或有重要關(guān)鍵設(shè)備的廠房、重要的倉庫等處設(shè)置作為值班時一般觀察用的照明稱為值班照明。值班照明宜利用工作照明中能單獨控制的一部分,或者利用事故照明中的一部分或全部。
警衛(wèi)照明是用于警衛(wèi)地區(qū)周界附近的照明。是否設(shè)置警衛(wèi)照明,應(yīng)根據(jù)單位的重要性和當(dāng)?shù)乇Pl(wèi)部門的要求來決定。警衛(wèi)照明應(yīng)盡量與室內(nèi)或廠區(qū)的照明結(jié)合。
2.4障礙照明
裝設(shè)在高層建筑物尖頂上作為飛行障礙標(biāo)志用的或者有船舶通行的兩側(cè)建筑物上作為障礙標(biāo)志的照明稱為障礙照明。障礙照明應(yīng)按民航和交通部門有關(guān)規(guī)定裝設(shè)。障礙照明應(yīng)采用能透霧的紅光燈具。裝設(shè)障礙燈時,應(yīng)符合下列要求:一般高層建筑物只在頂端裝設(shè)。水平面較大的高層建筑物或群集高層建筑物,除在其最高頂端裝設(shè)障礙燈外,還應(yīng)在其外側(cè)轉(zhuǎn)角的頂端裝設(shè)障礙燈。煙囪的高度在100m以上者,除在頂端裝設(shè)障礙燈外還應(yīng)在其三分之一和二分之一的高度處裝設(shè)障礙燈。為了減少煙囪頂端的障礙燈污染程度,可在低于煙囪口4-5m處裝設(shè)。為了保證障礙燈有一盞損壞時仍能從前進(jìn)方向看到燈光,應(yīng)裝設(shè)排成等邊三角形的三盞障礙燈。
2.5高層住宅室內(nèi)照明要求
廁所及廚房應(yīng)采用瓷質(zhì)燈頭或其它防水燈頭;有條件時居室燈等可采用節(jié)電開關(guān)或節(jié)電燈頭;樓梯間、電梯廳、公用走廊、配電室、消防控制室、消防泵房電梯機(jī)房等應(yīng)設(shè)置供繼續(xù)工作和疏散的事故照明。十九層及以上的高層住宅的疏散走廊、樓梯和出口應(yīng)設(shè)置供疏散使用的標(biāo)志燈,其安裝距離為10.20m及各轉(zhuǎn)角處;供電繼續(xù)時間:作和疏散的事故照明兼作正常照明。如采用蓄電池作為事故照明或疏散標(biāo)志燈的電源時,其連續(xù)供電時間不少于20分鐘,事故照明的最低照度不應(yīng)低0.51x,但配電室、消防控制室和消防泵房必須仍保持正常的照度水平;事故照明及疏散標(biāo)志一般采用白熾燈,應(yīng)具有玻璃或金屬燈罩,并安裝在非燃燒體結(jié)構(gòu)上;大居室宜設(shè)置插座兩組(其中一組為-個單相二極插座及一個單相帶地三極插座;另一組為一個單相二極插座)。小居室、大廳宜設(shè)置插座-組(一個單相工極插座及一個單相帶地三極插座)。廚房、衛(wèi)生間根據(jù)需要設(shè)置-個單相帶地三極插座;二極插座需采用扁、圓插孔兩用型;有條件時宜采用二極加三極的連體式插座;供洗衣機(jī)的單相二極帶地插座,宜帶電源開關(guān);插座的高度一般為距地0.3-0.5m(暗裝安全型)或1.4-1.8m(明、暗裝普通型);樓梯及公用廊道宜采用自動熄燈開關(guān),但需在火警時能保持長明。每層的電梯前室燈應(yīng)采用一般開關(guān)。
參考文獻(xiàn)
[1]《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ16-2008年版
[2]《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB50052-95年版
(2)某些舊住宅在進(jìn)行配電改造設(shè)計時,采用直敷布線,當(dāng)導(dǎo)線垂直敷設(shè)時,未經(jīng)任何保護(hù)就進(jìn)入距地14m的明裝照明開關(guān)。不符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《低壓配電設(shè)計規(guī)范》GB50054-95的第521條第3款"當(dāng)導(dǎo)線垂直敷設(shè)至地面低于18m時,應(yīng)穿管保護(hù)"的規(guī)定。
(3)暗敷線路按最近路線敷設(shè)時,由于住宅的面層比較薄,線路管線交叉不易處理;另外照明線路通常利用頂棚燈的接線盒進(jìn)線分線,在住戶鋪設(shè)木地板時,往往將敷設(shè)在地坪內(nèi)的管線打斷,造成電氣不安全和使用的不方便。暗敷線路沿板孔、墻縫垂直或平行于地面敷設(shè),就可以避免上述問題的發(fā)生,因為管線交叉可以在墻縫中解決,而照明線路則在墻的拐彎處利用接線盒進(jìn)行分線,而非頂棚燈的接線盒,這樣住戶也可根據(jù)《住宅使用說明書》中的配電平面圖,了解進(jìn)入燈具線路的具體方向和位置,從而避免在鋪設(shè)木地板時將管線打斷。
(4)由于住戶搬進(jìn)住宅后一般會裝修,為避免浪費,只在燈位處布置燈座。我國正在大力推廣實施綠色照明工程,對于家庭來說,緊湊型熒光燈是取代白熾燈的最好選擇。但是由于種種原因,卡口燈座在更換光源時,稍不注意,就會電著人,加之緊湊型熒光燈的燈頭是螺口,不能用卡口燈座,所以在住宅設(shè)計時應(yīng)選用螺口燈座,以確保住戶使用安全和方便住戶更換光源。
(5)忽視浴室的電氣安全措施在浴室發(fā)生電擊事故的危險機(jī)遇特別大,因為潮濕人體的接觸電阻大都非常小,所以很小的接觸電壓也會發(fā)生嚴(yán)重的電擊事故與死亡事故。由于這一緣故,浴室被稱為電氣安全的特殊場所,但我國卻至今沒有特殊場所的國家電氣標(biāo)準(zhǔn),僅在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》(JGJ/T16-92)(以下簡稱《民規(guī)》)有一些電氣安全措施的規(guī)定。
1:配電箱與浴室不應(yīng)共用一個墻體。因為配電箱所在墻的另一面,往往是浴室的0、1和2區(qū),住戶在洗澡時,水分會滲透墻體而進(jìn)入配電箱內(nèi),從而會造成電氣事故。另外采用國際電工標(biāo)準(zhǔn)(IEC)規(guī)定,由西門子出版的《電氣安裝技術(shù)》一書的第963頁,規(guī)定"區(qū)域0、1和2除了為區(qū)域1和2中的固定安裝電器敷設(shè)深入墻內(nèi)不超過5cm的導(dǎo)線外,不得在墻灰底部和墻灰中以及護(hù)墻板的后面敷設(shè)導(dǎo)線"。根據(jù)筆者的理解,此條規(guī)定0、1和2區(qū)所在墻的另一面不能敷設(shè)導(dǎo)線,那就更不能布置配電箱了。
另外,配電箱與浴室共用一個墻體,就會有其他房間的線路經(jīng)過浴室內(nèi)的0、1、2和3區(qū),而這樣又違背了《民規(guī)》14828條"在0、1及2區(qū)內(nèi),不允許非本區(qū)的配電線路通過;也不允許在該區(qū)內(nèi)裝設(shè)接線盒"的規(guī)定。而《電氣安裝技術(shù)》的第963頁的規(guī)定更加嚴(yán)格"區(qū)域0、1、2和3區(qū)不允許有通向其他房間或地段的作饋電用的電纜和電線",第965頁則寫著"從安全角度考慮,這一規(guī)定原則上應(yīng)適應(yīng)裝有浴缸或淋浴裝置的整個浴室"。
2、影響工程質(zhì)量的幾個建筑電氣設(shè)計問題
合格的建筑設(shè)計應(yīng)滿足七個質(zhì)量特性規(guī)定的要求,即功能性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、可信性、可實施性、適應(yīng)性及時間性。設(shè)計單位本應(yīng)將通過了設(shè)計評審的合格的設(shè)計文件交付施工。而實際上不少交付施工的設(shè)計文件都存在缺少或偏離質(zhì)量特性要求的缺陷。對電氣工程質(zhì)量造成影響的設(shè)計問題又主要表現(xiàn)在安全性、可信性(包括可用性、可靠性、維修性等)及可實施性的缺失或偏離。以下就幾個最常見的方面進(jìn)行探討。
2.1設(shè)計違背或偏離設(shè)計規(guī)范的規(guī)定,安全性、可信性方面不執(zhí)行設(shè)計規(guī)范的現(xiàn)象相當(dāng)普遍。
例如某市政府大樓前花園廣場(包括廣場綠化庭院照明、草坪照明及廣場中心聲光噴泉)工程提交施工酌電氣施工圖存在以下問題:未作電氣保護(hù)接地及等電位聯(lián)結(jié)設(shè)計;錯誤地采用TN-C低壓配電系統(tǒng);噴水池未按規(guī)定選用應(yīng)有防護(hù)等級的電氣設(shè)備及電纜。這樣的設(shè)計完全違背了規(guī)范規(guī)定的安全性要求,按圖施工必將留下嚴(yán)重的安全隱患。此前的1999年8月青島市某噴水池曾發(fā)生數(shù)人,嬉水時被電擊致死的傷亡事故,正是由于設(shè)計失誤,水下燈具及潛水泵漏電而又未能及時斷電所致。監(jiān)理于施工前審圖時及發(fā)現(xiàn)了上述問題,通過業(yè)主要求設(shè)計單位嚴(yán)格按設(shè)計規(guī)范要求修改了設(shè)計。正確的作法是:戶外庭院及噴水池配電應(yīng)采用局部TT系統(tǒng)或TN-S系統(tǒng)、并設(shè)置漏電保護(hù)(動作電流應(yīng)不大于30mA),而不允許采用TN-C制;應(yīng)設(shè)置完善的接地裝置,噴水池應(yīng)做等電位聯(lián)結(jié)設(shè)計,而不能僅靠從大樓內(nèi)引出的一根PE干線接地;潛水泵及水下燈具應(yīng)采用潛水電纜配電;0區(qū)電器設(shè)備應(yīng)采用1Px8防護(hù)等級,1區(qū)應(yīng)為1Px5等等。
又如民用建筑低壓配電線路截面選擇問題。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)致中線通過不平衡電流;隨著電腦及各種家用電器設(shè)備的發(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)成中性電流。中線過電流并由此引發(fā)電氣火災(zāi)的現(xiàn)象也日漸增多。為此,相關(guān)設(shè)計規(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,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。然而監(jiān)理審圖發(fā)現(xiàn)當(dāng)前仍有為數(shù)不少的民用建筑配電設(shè)計中仍沿用80年代前曾采用過的作法,選用的N或PEN線截面仍為相線的1/2甚至1/4~1/3.這也是最常見的電氣設(shè)計安全問題之一。
再如,關(guān)于變配電所位置的選擇,相關(guān)設(shè)計規(guī)范都明確提出應(yīng)考慮“設(shè)備吊裝及運輸方便”,這是保證可用性及維修性的基本要求。近年來我們負(fù)責(zé)監(jiān)理的不少高層建筑工程項目,其設(shè)置在地下層的變配!電所及柴油發(fā)電機(jī)房的配置多違背了這個要求。比如某高層商住樓地下變配電所及發(fā)電機(jī)房,其運輸通路完全被冷水機(jī)組及地下水箱阻擋。施工安裝順序只能是先將變、配電設(shè)備及發(fā)電組安裝就位后再安裝冷水機(jī)組及水箱,而根本未考慮運行之后發(fā)變電設(shè)備檢修、更換的運輸問題;又如某高層辦公綜合樓地下變配電所與發(fā)機(jī)房,設(shè)置在一層某會議廳底部,地下層既未考慮必要的運輸檢修通道,也未設(shè)足夠?qū)挾饶苓\進(jìn)設(shè)備的門框。當(dāng)監(jiān)理審圖發(fā)現(xiàn)并提出這一問題時,設(shè)計單位的解答竟然是:原設(shè)計意圖是從一層會議廳處將變配電及發(fā)電設(shè)備吊裝就位后再澆筑該廳地板。這種意圖顯然是錯誤的,即使不考慮土建施工可能對已就位的電氣設(shè)備造成的損害,大樓投入運行后電氣設(shè)備的維修更換運輸是否只得撬開一層會議廳地板來解決呢!須知鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑的合理使用壽命可達(dá)50年以上,而變配電設(shè)備的使用壽命僅為20年左右或更短,定期或故障維修周期就更短了。故電氣設(shè)計必須妥善考慮其運輸及維修吊裝通道問題。
2.2設(shè)計深度不夠目前施工圖設(shè)計深度達(dá)不到建設(shè)部《建設(shè)工程設(shè)計文件編制深度規(guī)定》要求的現(xiàn)象相當(dāng)普遍,主要是設(shè)計文件可實施性方面的缺陷,將直接導(dǎo)致施工安裝困難或錯誤。也可能導(dǎo)致可用性的欠缺。由于不按規(guī)定的深度進(jìn)行必要的計算與標(biāo)注、也往往造成設(shè)計文件本身出現(xiàn)原則錯誤而難于及時發(fā)現(xiàn),將影響項目建成的使用功能。
例如按深度規(guī)定電力及照明系統(tǒng)圖及相應(yīng)設(shè)備材料表中應(yīng)詳細(xì)標(biāo)明選用的電氣設(shè)備及材料的型號、名稱、規(guī)格參數(shù)及數(shù)量。改革開改以來,我國電工產(chǎn)品市場異彩紛呈,國內(nèi)外各種型號規(guī)格的產(chǎn)品琳瑯滿目,國家不可能對各類電氣設(shè)備及材料規(guī)定統(tǒng)一的型號。設(shè)計標(biāo)明各種設(shè)備材料的型號規(guī)格參數(shù)便顯得尤為重要,這是業(yè)主或施工單位進(jìn)行設(shè)備訂貨及采購的依據(jù)。然而近年來電氣設(shè)計文件中普遍習(xí)慣于只在系統(tǒng)圖的設(shè)備符號旁標(biāo)注該設(shè)備的型號或廠家產(chǎn)品編號,使設(shè)備訂貨無所適從,并往往造成錯誤。比如某項目電氣照明設(shè)計,設(shè)計者在系統(tǒng)圖斷路器符號旁僅標(biāo)注了“A063M20A”,設(shè)備表中亦然,而未注明名稱及詳細(xì)參數(shù),施工單位理解為20A普通斷路器,因找不到該編號的產(chǎn)品而另行采購了另一種斷路器。后在設(shè)備材料報驗時經(jīng)監(jiān)理人員查對,原“A063M”乃是海格公司的一種電磁式漏電斷路器的產(chǎn)品編號,額定電流20A,額定漏電動作電流值30mA.可見原設(shè)計中這些回路是應(yīng)設(shè)漏電保護(hù)的。但因設(shè)計標(biāo)注不清而引起訂貨錯誤。只得重新采購更換。又如許多電氣施工圖中對電纜溝只標(biāo)注尺寸及走向,對電纜支架及蓋板不作任何規(guī)定,或僅注明“參照XX圖集XX頁”,實際上國標(biāo)圖集中對任一種尺寸的電纜溝,其電纜支架及蓋板的作法都提供了多個方案供設(shè)計時選擇,設(shè)計不選定則施工方難于抉擇,常按最低價方案施工。往往并不能滿足實際需要,甚至可能引起結(jié)算糾紛。
再如電氣照明圖中按規(guī)定主要房間及場所應(yīng)標(biāo)注照度標(biāo)準(zhǔn)值,當(dāng)然也就要求設(shè)計者進(jìn)行照度計算并按計算進(jìn)行燈具配置。然而當(dāng)前民用建筑電氣照明設(shè)計中能標(biāo)注照度標(biāo)準(zhǔn)值并進(jìn)行照度計算的極為罕見,絕大多數(shù)是按房屋開間及功能憑經(jīng)驗布燈。大多偏離了國家規(guī)定的照度標(biāo)準(zhǔn),影響使用功能。比如經(jīng)監(jiān)理審圖的某學(xué)校電氣施工圖,經(jīng)核算設(shè)計達(dá)到的照度值實驗室和教室僅為50~701x,不及國家標(biāo)準(zhǔn)(150LX)的一半;某局綜合辦公大樓中辦公室及會議室設(shè)計照度僅達(dá)70~80LX,計算機(jī)房僅達(dá)約100h左右。也不及國家規(guī)定照度標(biāo)準(zhǔn)值(分別為150h及200k)的一半。
2.3相關(guān)專業(yè)設(shè)計文件銜接不清,不按規(guī)定協(xié)調(diào)配合的問題普遍存在,極易導(dǎo)致施工錯誤
例如目前普遍利用建筑物結(jié)構(gòu)鋼筋作為防雷接閃器、引下線及接地與等電位聯(lián)結(jié)裝置,按規(guī)定應(yīng)在電氣施工圖中標(biāo)出聯(lián)接點、預(yù)埋件,說明敷設(shè)方式及技術(shù)措施(如焊接要求等);并在土建施工圖中有相關(guān)的預(yù)埋件詳圖及相關(guān)的標(biāo)注與說明。而實際上多數(shù)施工圖僅在電氣圖中有防雷接地圖,且標(biāo)注與說明相當(dāng)簡略,土建施工圖中則常無任何相關(guān)的說明與標(biāo)注。這給工程監(jiān)理及施工都帶來很大困難,若施工單位經(jīng)驗不足則極易因工種(序)配合不當(dāng)而造成施工錯漏。最常見的是接地鋼筋網(wǎng)的連接點的錯、漏焊和作為外引接地聯(lián)結(jié)點或檢測點預(yù)埋件的漏設(shè)。尤其是建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層,因柱(墻)內(nèi)主鋼筋調(diào)整、防雷引下線鋼筋錯接錯焊的情況更易發(fā)生。
l汽車工業(yè)
l通用機(jī)械制造
l專用機(jī)械制造
l各種類型的專用機(jī)床OEM
l塑料加工
l包裝工業(yè)
l食品和飲料工業(yè)
l工藝過程工程(例如,供水、排水、建筑服務(wù)設(shè)施等)
S7-300具有以下顯著特點:
l循環(huán)周期短、處理速度高
l指令集功能強(qiáng)大、可用于空間有限的場合
l模塊化結(jié)構(gòu)、適合密集安裝
l有不同檔次的CPU、各種各樣的功能模塊和I/O模塊可供選擇
l100%免維護(hù)
l已檢定合格的、可在惡劣氣候條件下露天使用的模塊類型
S7-300是由各種模塊部件所組成,各模塊能以各種不同方式組合在一起。這表明可將控制系統(tǒng)設(shè)計成完全符合應(yīng)用的需要。
除了模塊之外,用戶其他所需要的就是一種DIN標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌。各模塊安裝在導(dǎo)軌上,并用螺絲固定。這種結(jié)構(gòu)形式既可靠又電磁兼容。
背板總線集成在各模塊上,通過將總線連接器插在模塊機(jī)殼的背后,使背板總線聯(lián)成一體。最多8個模板可一起裝在一個機(jī)架上(中央控制器/擴(kuò)展單元)。
4.3PLC模塊簡介
(1)CPU模塊
CPU模塊主要由微處理器(CPU芯片)和存儲器組成。在PLC控制系統(tǒng)中,CPU模塊相當(dāng)于人的大腦和心臟,它不斷地采集輸入信號,執(zhí)行用戶程序,刷新系統(tǒng)的輸出;存儲器用來儲存程序和數(shù)據(jù)。S7-300/400將CPU模塊簡稱為CPU。
(2)信號模塊
輸入(INPUT)模塊和輸出(Output)模塊簡稱為I/O模塊,開關(guān)量輸入、輸出模塊簡稱為DI模塊和DO模塊,模擬量輸入、輸出模塊簡稱為AI模塊和AO模塊,它們統(tǒng)稱為信號模塊。信號模塊是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳,是聯(lián)系外部現(xiàn)場設(shè)備和CPU模塊的橋梁。
輸入模塊用來接收和采集輸入信號,開關(guān)量輸入模塊用來接收從按鈕、選擇開關(guān)、數(shù)字撥碼開關(guān)、限位開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、壓力繼電器等來的開關(guān)量輸入信號;模擬量輸入模塊用來接收電位器、測速發(fā)電動機(jī)和各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量電流電壓信號。
開關(guān)量輸出模塊用來控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、指示燈、數(shù)字顯示裝置和報警裝置等輸出設(shè)備,模擬量輸出模塊用來控制電動調(diào)節(jié)閥、變頻器等執(zhí)行器。
CPU模塊內(nèi)部的工作電壓一般是DC5V,而PLC的輸入/輸出信號電壓一般較高,例如DC24V或AC220V。從外部引入的尖峰電壓和干擾噪聲可能損壞CPU模塊的元器件,或使PLC不能正常工作。在信號模塊中,用光耦合器、光敏晶閘管、小型繼電器等器件來隔離PLC的內(nèi)部電路和外部的輸入、輸出電路。信號模塊除了傳遞信號外,還有電平轉(zhuǎn)換與隔離的作用。
(3)功能模塊
為了增強(qiáng)PLC的功能,擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域,減輕CPU的負(fù)擔(dān),PLC廠家開發(fā)了各種各樣的功能模塊。它們主要用于完成某些對實時性和存儲容量要求很高的控制任務(wù)。
(4)接口模塊
CPU模塊所在的機(jī)架稱為中央機(jī)架,如果一個機(jī)架不能容納全部模塊,可以增設(shè)一個或多個擴(kuò)展機(jī)架。接口模塊用來實現(xiàn)中央機(jī)架與擴(kuò)展機(jī)架之間的通信,有的接口模塊還可以為擴(kuò)展機(jī)架供電。
(5)通信處理器
通信處理器用語PLC之間、PLC與遠(yuǎn)程I/O之間、PLC與計算機(jī)和其他智能設(shè)備之間的通信,可以將PLC接入MPI、PROFIBUS-DP、AS-i和工業(yè)以太網(wǎng),或者用于實現(xiàn)點對點通信等。CPU模塊集成有MPI通信接口,有的還集成了其他通信接口。
(6)電源模塊
PLC一般使用AC220V電源或DC24V電源,電源模塊用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換為DC24V電壓和背板總線上的DC5V電壓,供其他模塊使用。
(7)編程設(shè)備
S7-300/400使用安裝了編程軟件STEP7的個人計算機(jī)作為編程設(shè)備,在計算機(jī)屏幕上直接生成和編輯各種文本程序或圖形程序,可以實現(xiàn)不同編程語言之間的相互轉(zhuǎn)換。程序被編譯后下載到PLC,也可以將PLC中的程序上傳到計算機(jī)。程序可以存盤或打印,通過網(wǎng)絡(luò),可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程編程和傳送。編程軟件還具有對網(wǎng)絡(luò)和硬件組態(tài)、參數(shù)設(shè)置、監(jiān)控和故障診斷等功能。
4.4電源模塊的選擇
PS307電源模塊(5A)具有以下顯著特性:
l輸出電流5A
l輸出電壓24VDC;防短路和開路保護(hù)
l連接單相交流系統(tǒng)(輸入電壓120/230VAC,50/60HZ)
l可靠的隔離特性,符合EN60950
l可用作負(fù)載電源
4.5數(shù)字量輸入模塊的選擇
表4-2數(shù)字量輸入模塊特性
SM321;DI32×24VDC數(shù)字量輸入模塊具有以下顯著特性:
l32個輸入點,帶隔離,16點為一組
l額定輸入電壓24VDC
l適用于開關(guān)和2/3/4線BERO(接近開關(guān))
4.6數(shù)字量輸出模塊的選擇
表4-3數(shù)字量輸出模塊特性
數(shù)字量輸出模塊SM322;DO32×24VDC/0.5A(6ES7322-1BL00-0AA0)具有以下顯著特性:
l32個輸出點,帶隔離,8點為一組
l0.5A輸出電流
l24VDC額定負(fù)載電壓
l適用于電磁閥、直流接觸器和指示燈
4.7數(shù)字量輸入輸出模塊的選擇
表4-4數(shù)字量輸入輸出模塊特性
數(shù)字量輸入/輸出模塊SM323;DI8/DO8×24VDC/0.5A(6ES7323-1BH×1-0AA0)具有以下顯著特性:
l8個輸入點,帶隔離,8點為一組
l8個輸出點,帶隔離,8點為一組
l額定輸入電壓24VDC
l額定負(fù)載電壓24VDC
l輸入適用于開關(guān)和2/3/4線接近開關(guān)(BERO)
l適用于電磁閥、直流接觸器和指示燈
4.8接口模塊的選擇
表4-5接口模塊的特性
(1)接口模板IM360具有以下特性
l用于S7-300機(jī)架0的接口
l通過連接電纜368將數(shù)據(jù)從IM360傳送到IM361
lIM360與IM361之間的最大距離為10米。
(2)接口模板IM361具有以下特性
l24VDC電源
l用作S7-300機(jī)架1到機(jī)架3的接口
l通過S7-300背板總線的最大電流輸出為0.8A
l通過368連接電纜將數(shù)據(jù)從IM360傳送到IM361或從IM361傳送到IM361
lIM360和IM361之間的最大長度為10米
lIM361和IM361之間的最大長度為10米
5低壓電氣元件的選擇
5.1選擇原則
電器元件選擇的基本原則如下:
(1)按對電器元件的功能要求確定電器元件的類型。
(2)確定電器元件承載能力的臨界值及使用壽命。根據(jù)電器控制的電壓、電流及功率的大小確定電器元件的規(guī)格。
(3)確定電器元件預(yù)期的工作環(huán)境及供應(yīng)情況,如防油、防塵、防水、防爆及貨源情況。
(4)確定電器元件在應(yīng)用中所要求的可靠性進(jìn)行選擇。
(5)確定電器元件的使用類型。
5.2按鈕的選擇
按鈕主要根據(jù)所需要的觸點數(shù)、使用場合、顏色標(biāo)注以及額定電壓、額定電流進(jìn)行選擇。
按鈕顏色及其含義。國標(biāo)GB5226-85《機(jī)床電氣設(shè)備通用技術(shù)條件》對按鈕的顏色做了如下規(guī)定。
(1)“停止”和急停按鈕必須是紅色。當(dāng)按下紅色按鈕時,必須使設(shè)備停止工作或斷電。
(2)“啟動”按鈕的顏色是綠色。
(3)“啟動”與“停止”交替動作的按鈕必須是黑色、白色或灰色,不得用紅色和綠色。
(4)點動按鈕必須是黑色。
(5)復(fù)位按鈕(如保護(hù)繼電器的復(fù)位按鈕)必須是藍(lán)色。當(dāng)復(fù)位按鈕還有停止的作用時,則必須是紅色。
5.3限位開關(guān)的選擇
當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械運動速度不是太快時,通常選用一般用途的行程開關(guān);而當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械行程通過的路徑不宜裝設(shè)直動式行程開關(guān)時,應(yīng)選用凸輪軸轉(zhuǎn)動式的行程開關(guān);而在工作效率很高、對可靠性及精度要求也很高時,應(yīng)選用接近開關(guān)。
接近開關(guān)又稱無觸點接近開關(guān),是理想的電子開關(guān)量傳感器。當(dāng)金屬檢測體接近開關(guān)的感應(yīng)區(qū)域,開關(guān)就能無接觸,無壓力、無火花、迅速發(fā)出電氣指令,準(zhǔn)確反應(yīng)出運動機(jī)構(gòu)的位置和行程,即使用于一般的行程控制,其定位精度、操作頻率、使用壽命、安裝調(diào)整的方便性和對惡劣環(huán)境的適用能力,是一般機(jī)械式行程開關(guān)所不能相比的。它廣泛地應(yīng)用于機(jī)床、冶金、化工、輕紡和印刷等行業(yè)。在自動控制系統(tǒng)中可作為限位、計數(shù)、定位控制和自動保護(hù)環(huán)節(jié)。接近開關(guān)具有使用壽命長、工作可靠、重復(fù)定位精度高、無機(jī)械磨損、無火花、無噪音、抗振能力強(qiáng)等特點。
行程開關(guān)分PNP和NPN兩種
PNP輸出行程開關(guān)一般應(yīng)用在PLC或計算機(jī)作為控制指令較多,NPN輸出行程開關(guān)用于控制直流繼電器較多,在實際應(yīng)用中要根據(jù)控制電路的特性進(jìn)行選擇其輸出形式。
現(xiàn)選擇如下:
夾緊臂張開位行程開關(guān)(原位、PNP二線制)
切槍限位接近開關(guān)(終位、PNP二線制)
小車行程開關(guān)(原位、前位、PNP二線制)
5.4交流接觸器的選擇
接觸器分交流與直流兩種。應(yīng)用最多的是交流接觸器。
當(dāng)線圈通電后,線圈中因有電流通過而產(chǎn)生磁場,靜鐵心在電磁力的作用下,克服彈簧的反作用力,將動鐵心吸合,從而使動、靜觸頭接觸,主電路接通;而當(dāng)線圈斷電時,靜鐵心的電磁吸力消失,動鐵心在彈簧的反作用力下復(fù)位,從而使動觸頭與靜觸頭分離,切斷主電路。
選擇時主要考慮主觸點的額定電壓與額定電流、輔助電流觸點的數(shù)量、吸引線圈的電壓等級、使用類別、操作頻率等。選擇交流接觸器,其主觸點的額定電流應(yīng)等于或大于負(fù)載或電動機(jī)的額定電流。
式中
—接觸器的額定電壓;
—負(fù)載的額定線電壓;
—接觸器的額定電流;
—接觸器主觸點電流;
—電動機(jī)功率;
—電動機(jī)額定線電壓;
K—經(jīng)驗常數(shù),K=1~1.4。
故選施耐德交流接觸器
LC1-D0910N5C9A220V
N5—電壓編號C—合資產(chǎn)品
5.5繼電器的選擇
繼電器是一種利用各種物理量的變化,將電量或非電量信號轉(zhuǎn)化為電磁力(有觸頭式)或使輸出狀態(tài)發(fā)生階躍變化(無觸頭式),從而通過其觸頭或突變量促使在同一電路或另一電路中的其它器件或裝置動作的一種控制元件。根據(jù)轉(zhuǎn)化的物理量的不同,可以構(gòu)成各種各樣的不同功能的繼電器,以用于各種控制電路中進(jìn)行信號傳遞、放大、轉(zhuǎn)換、聯(lián)鎖等,從而控制主電路和輔助電路中的器件或設(shè)備按預(yù)定的動作程序進(jìn)行工作,實現(xiàn)自動控制和保護(hù)的目的。
被轉(zhuǎn)化或施加于繼電器的電量或非電量稱為檢點器的激勵量(輸入量),當(dāng)繼電器被激勵,從一個起始位置達(dá)到預(yù)定的工作位置,并完成電路的切換動作,稱為繼電器的工作特性,包括吸合、不吸合、保持與釋放狀態(tài)。施加于繼電器的激勵量或高于它的吸合值或低于它的釋放值,可以是電量如交流或直流電的電流、電壓等,也可以是非電量如位置、時間、溫度、速度、壓力等。當(dāng)輸入量變化到高于它的吸合值或低于它的釋放值時,繼電器動作,對于有觸頭式繼電器其觸頭閉合或斷開,對于無觸頭式繼電器其輸出發(fā)生階躍變化,以此提供一定的邏輯變量。
繼電器的用途很多,一般可以歸納如下:
(1)輸入與輸出電路之間和隔離;
(2)信號轉(zhuǎn)換(從斷開到接通);
(3)增加輸出電路(即切換幾個負(fù)載或切換不同電源負(fù)載);
(4)重復(fù)信號;
(5)切換不同電壓或電源負(fù)載;
(6)保留輸出信號;
(7)閉鎖電路;
(8)提供遙控。
因此,繼電器選擇如下:
歐姆龍G2A-432A-N1型
歐姆龍G2AK-232A型
5.6控制變壓器的選擇
控制變壓器用來降低輔助電路的電壓,以滿足一些電器元件的電壓要求,保證控制電路安全可靠地工作。控制變壓器的選擇原則如下:
(1)控制變壓器一、二次側(cè)電壓應(yīng)與交流電源電壓、控制電路和輔助電路電壓相等。
(2)應(yīng)能保證接于變壓器二次側(cè)的交流電磁器件在啟動時可靠地吸合。
(3)電路正常運行時,變壓器溫升不應(yīng)超過允許值。
控制變壓器容量的近似計算公式為
式中,—變壓器容量的儲備系數(shù),=1.1~1.25
1.1×6×220≈1452KVA
所以選擇額定容量為1500KVA的JBK3-1500變壓器
5.7自動開關(guān)的選擇
低壓斷路器俗稱自動空氣開關(guān),是低壓配電網(wǎng)中的主要電器開關(guān)之一,它不僅可以接通和分?jǐn)嗾X?fù)載電流、電動機(jī)工作電流和過載電流,而且可以接通和分?jǐn)喽搪冯娏鳌V饕迷诓活l繁操作的低壓配電線路或開關(guān)柜(箱)中作為電源開關(guān)使用,并對線路、電器設(shè)備及電動機(jī)等實行保護(hù),當(dāng)它們發(fā)生嚴(yán)重過電流、過載、短路、斷相、漏電等故障時,能自動切斷線路,起到保護(hù)作用,應(yīng)用十分廣泛。較高性能型萬能式斷路器帶有三段式保護(hù)特性,并具有選擇性保護(hù)功能。高性能萬能式斷路器帶有各種保護(hù)功能脫扣器,包括智能化脫扣器,可實現(xiàn)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信。低壓斷路器具有的多種功能,是以脫扣器或附件的形式實現(xiàn)的,根據(jù)用途不同,斷路器可配備不同的脫扣器或繼電器。脫扣器是斷路器本身的一個組成部分,而繼電器(包括熱敏電阻保護(hù)單元)則通過與斷路器操作機(jī)構(gòu)相連的欠電壓脫扣器或分勵脫扣器的動作控制斷路器。
5.8直流穩(wěn)壓電源
5.8.1穩(wěn)壓電源的作用
電子設(shè)備一般是由整流器供電的。當(dāng)交流電網(wǎng)電壓或負(fù)載電流變化時,整流器輸出電壓也會隨之發(fā)生變化。但是,許多電子設(shè)備,比如精密的電子測試儀器、自動控制裝置和電子計算機(jī)等,都要求直流電源電壓穩(wěn)定不變,否則,將造成測量和計算誤差,或引用自動控制裝置工作不穩(wěn),甚至根本無法工作。為了供給穩(wěn)定的直流電壓,必須采用直流穩(wěn)壓電路。直流穩(wěn)壓電路與整流器和濾波器合在一起,構(gòu)成直流穩(wěn)壓電源,其方框圖如圖3.7所示。
圖5.2直流穩(wěn)壓電源方框圖
5.8.2直流穩(wěn)壓電源的種類及選用
直流穩(wěn)壓電源按習(xí)慣可分為化學(xué)電源,線性穩(wěn)壓電源和開關(guān)型穩(wěn)壓電源,它們又分別具有各種不同類型:
開關(guān)型直流穩(wěn)壓電源
它的電路形式主要有單端反激式、端正激式、半橋式、推挽式和全橋式。它和線性電源的根本區(qū)別在于它變壓器不工作在工頻而是工作在幾十千赫茲到幾兆赫茲。功能管不是工作在飽和及截止區(qū)即開關(guān)狀態(tài);開關(guān)電源因此而得名。
開關(guān)電源的優(yōu)點是體積小,重量輕,穩(wěn)定可靠;缺點相對于線性電源來說波紋較大(一般≤1%VO(P-P),好的可做到十幾mV(P-P)或更?。K墓β士勺詭淄?幾千瓦均有產(chǎn)品。價位為3元-十幾萬元/瓦,下面就一般習(xí)慣分類介紹幾種開關(guān)電源:
(1)AC/DC電源
該類電源也稱一次電源,它自電網(wǎng)取得能量,經(jīng)過高壓整流濾波得到一個直流高壓,供DC/DC變換器在輸出端獲得一個或幾個穩(wěn)定的直流電壓,功率從幾瓦-幾千瓦均有產(chǎn)品,用于不同場合。屬此類產(chǎn)品的規(guī)格型號繁多,據(jù)用戶需要而定通信電源中的一次電源(AC220輸入,DC48V或24V輸出)也屬次類。
(2)DC/DC電源
在通信系統(tǒng)中也稱二次電源,它是由一次電源或直流電池組提供一個直流輸入電壓,經(jīng)DC/DC變換以后在輸出端獲一個或幾個直流電壓。
(3)通信電源
通信電源其實質(zhì)上就是DC/DC變換器式電源,只是它一般以直流-48V或-24V供電,并用后備電池作DC供電的備份,將DC的供電電壓變換成電路的工作電壓,一般它又分中央供電、分層供電和單板供電三種,以后者可靠性最高。
(4)電臺電源
電臺電源輸入AC220V/110V,輸出DC13.8V,功率由所供電臺功率而定,幾安幾百安均有產(chǎn)品。為防止AC電網(wǎng)斷電影響電臺工作,而需要有電池組作為備份,所以此類電源輸出一個13.8直流電壓外,還具有對電池充電自動轉(zhuǎn)換功能。
(5)模塊電源
隨著科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展,對電源可靠性、容量/體積比要求越來越高,模塊電源越來越顯示起優(yōu)越性,它工作頻率高、體積小、可靠性高,便于安裝和組合擴(kuò)容,所以越來越被廣泛采用。目前,國內(nèi)雖有相應(yīng)模塊生產(chǎn),但因生產(chǎn)工藝未能趕上國際水平,故障率較高。
DC/DC模塊電源目前雖然成本較高,但從產(chǎn)品的漫長的應(yīng)用周期的整體成本來看,特別是因系統(tǒng)故障而導(dǎo)致的高昂的維修成本及商譽(yù)損失來看,選用該電源模塊還是合算的。
(6)特種電源
高電壓小電流電源、大電流電源、400HZ輸入的AC/DC電源等,可歸于此類,可根據(jù)特殊需要選用。
根據(jù)需要,選用模塊電源
西門子6EP1436-1SH01
5.9電氣元器件目錄清單
6線路裝置
線路裝置主要由導(dǎo)線及支持物件所組成,它起著傳輸電能的作用。線路裝置種類很多,按其電壓等級分,有特低電壓線路、低壓線路、高壓線路及超高壓線路;按供電性質(zhì)分,有單相線路、三相線路和直流輸電線路;按安裝方式分,有架空線路、電纜線路及戶內(nèi)外配電線路等。
線路裝置必須按規(guī)程裝設(shè),并符合安全技術(shù)要求,否則,就極易發(fā)生觸電、電氣火災(zāi)及其他各種電氣事故。對線路裝置的基本要求是:安全可靠、布線合理、安裝牢固、便于維護(hù)、美觀整齊。低壓線路裝置嚴(yán)禁利用大地或與大地連接的保護(hù)導(dǎo)線(PE線)作中性線(N線)。
導(dǎo)線截面選擇
導(dǎo)線截面的選擇,必須同時滿足:導(dǎo)線的安全載流量(即導(dǎo)線允許載流量)、導(dǎo)線允許的電壓降、導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)線與熔體的額定電流(或低壓斷路器的整定電流)相配合。
6.1導(dǎo)線安全載流量
導(dǎo)線和電纜在通過電流時會發(fā)熱,當(dāng)通過正常最大負(fù)荷電流時產(chǎn)生發(fā)熱溫度,不應(yīng)超過其正常運行時的最高允許溫度。如果符合太大,導(dǎo)線將會過熱,可能造成停電或火災(zāi)事故。
6.1.1電力負(fù)荷
(1)單臺電動機(jī)
(A)
式中:—電動機(jī)的額定電流
(2)多臺電動機(jī)
式中:—功率最大一臺電動機(jī)的額定電流
—其余各臺電動機(jī)的計算負(fù)荷電流
計算負(fù)荷電流在工程中的常用的計算方法
(1)統(tǒng)計所有裝接設(shè)備的額定功率之和(KW);
(2)把全部功率換算成電流;
(3)考慮同一時間內(nèi)的最大需用量(即需用系數(shù));
(4)考慮發(fā)展因數(shù),一般加20%左右寬裕度(即發(fā)展系數(shù))。
在三相四線或二相三線的配電線路中,當(dāng)用電負(fù)荷大部分分為單相用電設(shè)備時,其N線或PEN線的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;采用可控硅調(diào)光的三相四線或二相三線配電線路,其N線或PEN線的截面不應(yīng)小于相線截面的2倍。單相線路中性線的截面應(yīng)與相線截面相同。
在采用多相供電時,同一建筑物、構(gòu)筑物的導(dǎo)線絕緣層顏色選擇應(yīng)一致,即保護(hù)導(dǎo)線(PE)應(yīng)為綠/黃雙色線,中性線(N)線為淡藍(lán)色;相線應(yīng)為—黃色,—綠色、—紅色。
我國電纜產(chǎn)品型號采用漢語拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字組成,其含義見表6-1
如型電纜,表示鋁芯紙絕緣鉛包鋼帶鎧裝電力電纜。
型電纜,表示鋁芯紙絕緣分相鉛包裸鋼帶鎧裝電力電纜。
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2配電室
變、配電室的位置應(yīng)接近負(fù)荷中心,這樣可以縮短各設(shè)備供電半徑,降低輸送電能時電纜所產(chǎn)生的損耗。此損耗因與電纜電阻及負(fù)荷大小有關(guān),因此,在設(shè)計時應(yīng)合理選用電纜品種及規(guī)格,合理車間布線,縮短供電半徑。以185mm2的銅芯聚氯乙烯絕緣及護(hù)套電纜為例,在20℃滿負(fù)荷時,長度每增加1km,電阻增加0.099Ω,每小時耗電增加11.44kW•h。
3中央控制室
中央控制室顧名思義,是整個飼料廠的核心所在。在中央控制室內(nèi)可以完成對整個飼料廠95%的設(shè)備控制,而在飼料生產(chǎn)的過程中,這些設(shè)備的負(fù)荷情況,決定了這些設(shè)備功率因數(shù)的高低﹑單位能耗的高低。為了確保這些設(shè)備能夠始終運行在滿負(fù)荷狀態(tài),可以通過自動控制系統(tǒng),自動跟蹤設(shè)備的負(fù)載情況,自動控制設(shè)備輸出與運行,避免電能的無謂浪費。
3.1原料接收與初清工段
這一工段負(fù)責(zé)飼料廠生產(chǎn)所需原料的接受和清理工作。一個處理量30t/h的簡單原料接受清理工段,一般由3kW除塵風(fēng)機(jī),5.5kW提升機(jī),0.75kW清理篩設(shè)備組成。就這個簡單的原料接受清理工段,每小時耗電就達(dá)9.25kW•h。至于大產(chǎn)量復(fù)雜的原料接受清理工段,耗電就更多了。因此做電氣設(shè)計時,要對接收原料的第一臺設(shè)備負(fù)載情況,進(jìn)行跟蹤監(jiān)控,確保整個工段設(shè)備能夠在滿負(fù)荷狀態(tài)下運行。料滿后自動提醒并停止整個工段的設(shè)備,或設(shè)備空載運行一段時間后,自動提醒并停止整個工段的設(shè)備,以達(dá)到避免電能的無謂浪費。
3.2粉碎工段
粉碎,是飼料生產(chǎn)過程中重要工序之一,粉碎效果的好壞對飼料產(chǎn)品的適口性、飼喂效果及后續(xù)工序的加工有著重要影響。一般飼料中需粉碎的原料占全部配方原料的50%~80%,粉碎工序的電耗占飼料廠生產(chǎn)車間總電耗的30%~70%[2];這表明原料粉碎成本的控制對整個飼料生產(chǎn)成本的控制有著舉足輕重的作用,因此在做電氣設(shè)計時,首先對粉碎機(jī)應(yīng)采用降壓啟動或軟啟動的方式,降低電機(jī)啟停對電網(wǎng)的影響,并可以采用就地?zé)o功補(bǔ)償?shù)姆绞教岣吖β室驍?shù)。用于粉碎機(jī)控制回路中的大型交流接觸器,也可選用“交流吸合,直流保持”或永磁式微功耗接觸器,其吸合瞬間功耗小,靠永磁體維持吸合,運行中無需工作電流,僅有0.8~1.5mA電子模塊的工作電流,節(jié)能效果顯著,與普通CJ20系列接觸器相比可節(jié)電97.6%。以132kW的SFSP112×50F冠軍粉碎機(jī)為例,采用正反轉(zhuǎn)Y-Δ啟動,啟動時普通CJ20系列接觸器有3420W的吸合功率,工作時每小時需要耗電0.237kW•h。而換成“交流吸合,直流保持”或永磁式微功耗接觸器后,啟動時吸合功率為82.08W,工作時每小時需要耗電0.00066kW•h。
3.2.1粉碎喂料器粉碎
喂料器控制著粉碎機(jī)的物料給入量,換而言之,它決定了粉碎機(jī)的效能。粉碎機(jī)在粉碎物料的過程中,由于飼料廠需粉碎不同的物料,而不同的物料粉碎機(jī)的給入量是不同的,喂料速度過快容易造成粉碎機(jī)超載甚至堵機(jī);而喂料速度過低又會造成粉碎機(jī)效能偏低。因此,電氣設(shè)計時,粉碎喂料器應(yīng)用變頻器控制,即實現(xiàn)了根據(jù)不同的物料調(diào)節(jié)給入量,同時自動控制系統(tǒng)自動跟蹤監(jiān)控粉碎機(jī)的負(fù)荷狀態(tài),根據(jù)粉碎機(jī)的負(fù)荷狀態(tài),自動調(diào)整粉碎喂料器的電機(jī)轉(zhuǎn)速,確保粉碎機(jī)是在滿負(fù)荷狀態(tài)下運行。采用自動控制系統(tǒng)后,生產(chǎn)能力可提高0.2t/h以上,同時噸料電耗為5.0(kW•h)/t(2.5篩孔機(jī)械式出料);以時產(chǎn)10t的水產(chǎn)料生產(chǎn)線為例,粉碎效率提高25%,尤其是細(xì)粉碎效率能提高58%~71%,每小時就提升2.5t產(chǎn)能,每天設(shè)備運轉(zhuǎn)10h就提升25t產(chǎn)能,每月開機(jī)30d就提升750t,6個月就提升4500t,以粉碎加工成本7元/t計算,半年可為公司節(jié)省4500t×7元/t=31000元的成本。
3.2.2粉碎脈沖風(fēng)機(jī)
粉碎機(jī)停止后,需讓粉碎脈沖風(fēng)機(jī)延時停止,以保證脈沖布袋的清潔。粉碎機(jī)空氣輔助系統(tǒng)的負(fù)壓狀態(tài)良好,提高風(fēng)機(jī)效率,延長布袋使用時間。粉碎機(jī)合理的輔助吸風(fēng),可使粉碎機(jī)產(chǎn)量提高15%~35%。
3.3制粒工段
制粒工段的核心是制粒機(jī),用于將粉碎混合了的物料壓制成顆粒。在整個飼料加工生產(chǎn)過程中,約有30%~50%的電耗是用于制粒。制粒是飼料生產(chǎn)中一個很重要的環(huán)節(jié),同時也是一個很復(fù)雜的環(huán)節(jié)。之所以說復(fù)雜,是因為原料性狀、進(jìn)料量、蒸汽量、生產(chǎn)操作、環(huán)模這些因素將制約著制粒的效率。同時粉碎粒度,調(diào)質(zhì)效果,制粒過程控制,冷卻條件等因素都將影響制粒的質(zhì)量。無論是制粒的效率還是制粒的質(zhì)量,都將對制粒機(jī)的生產(chǎn)效益產(chǎn)生影響,因此在做電氣設(shè)計時,首先對制粒機(jī)應(yīng)采用降壓啟動或軟啟動的方式﹑就地?zé)o功補(bǔ)償?shù)姆绞?,提高功率因?shù)。用于制粒機(jī)控制回路中的大型交流接觸器選用“交流吸合,直流保持”或永磁式微功耗接觸器,降低制粒機(jī)能耗。
3.3.1制粒喂料器
制粒喂料器的作用與粉碎喂料器相同,制粒喂料器采用變頻器控制,實現(xiàn)制粒機(jī)物料給入量的調(diào)節(jié)。通過制粒機(jī)自動控制系統(tǒng),自動跟蹤監(jiān)控制粒機(jī)的負(fù)荷狀態(tài)﹑調(diào)質(zhì)器內(nèi)溫度﹑水分的變化。根據(jù)制粒機(jī)的負(fù)荷﹑調(diào)質(zhì)器內(nèi)溫度﹑水分,自動調(diào)整制粒喂料器電機(jī)轉(zhuǎn)速,確保制粒機(jī)是在滿負(fù)荷狀態(tài)下運行。使制粒機(jī)單位產(chǎn)量的能耗降低。
3.3.2制粒調(diào)質(zhì)器
制粒調(diào)質(zhì)器也應(yīng)采用變頻器控制,通過制粒機(jī)自動控制系統(tǒng),自動調(diào)節(jié)制粒調(diào)質(zhì)器的攪拌速度,使其與制粒喂料器物料給入量相匹配;自動調(diào)節(jié)制粒調(diào)質(zhì)器內(nèi)蒸汽和水分的給入量,使原料中的淀粉獲得充分糊化,提高制粒的效率,降低制粒機(jī)制粒時的能耗。
3.3.3冷卻器風(fēng)機(jī)
正確調(diào)節(jié)與控制冷卻器內(nèi)的風(fēng)量與溫度,避免過度冷卻,可提高飼料的質(zhì)量和降低能耗。因此冷卻器風(fēng)機(jī)也需采用變頻器控制,由自動控制系統(tǒng)根據(jù)飼料顆粒的大小,環(huán)境溫度﹑濕度的高低,自動調(diào)節(jié)冷卻器風(fēng)機(jī)的風(fēng)量,冷卻器內(nèi)飼料得到適當(dāng)冷卻。
一概述
電鍋爐是一種高效、節(jié)能、安全可靠、減少環(huán)境污染的新型電加熱設(shè)備。利用它可以將電網(wǎng)夜間低谷電力用于加熱水并保溫儲存,供白天使用或供熱。對于充分利用電網(wǎng)低谷電力,增加電力有效供給,提高電網(wǎng)的負(fù)荷率是一種非常有效的手段。
電鍋爐突出優(yōu)點如下:
1電鍋爐全套設(shè)備占地面積小,不需煙囪、燃料渣堆放場所。產(chǎn)品成套組裝出廠,在現(xiàn)場只需接上電源,水管,即可投入運行,可大大節(jié)省基建投資及安裝費用。
2熱效率高,輸送方便,損失很小。電鍋爐運行熱效率在95%以上。啟停調(diào)節(jié)方便,比煤鍋爐、油鍋爐更能節(jié)約能源。電熱鍋爐與其它鍋爐運行費用比較。
注:供曖面積以10000M2,采曖以每天10小時計算,采曖季為4個月。因各地區(qū)電價參數(shù)不同,此表數(shù)據(jù)僅供參考。
3自動化程度高、運行安全可靠
一般電鍋爐都采用自動控制,快速平穩(wěn)地控制電加熱管組的循環(huán)投切。并且具有漏電保護(hù)、短路保護(hù)、過電流保護(hù)、過電壓保護(hù)、壓力超限保護(hù)、水位過低保護(hù)等多項保護(hù)功能。產(chǎn)品實現(xiàn)了機(jī)電一體化,不需專職鍋爐運行工、節(jié)省費用,避免了人為因素的影響而發(fā)生事故。
4保護(hù)環(huán)境、造福大眾
電鍋爐不會排出如二氧化硫、二氧化碳等有害氣體,無黑煙、灰塵,沒有廢物需要處理,無噪聲、無污染,從環(huán)境保護(hù)角度來看,最為優(yōu)越。
5適用范圍廣
電鍋爐產(chǎn)品規(guī)格品種多,可滿足各種用途、各種環(huán)境和各種條件下的需要。還可根據(jù)用戶的特殊要求進(jìn)行加工訂貨。
二電鍋爐房的主要設(shè)備
電鍋爐房的主要設(shè)備有:電鍋爐本體,電鍋爐電控柜,蓄熱水箱、蓄熱水泵、循環(huán)水泵、補(bǔ)水泵及其控制箱,軟水器等。
電鍋爐本體主要由鋼制殼體、電加熱管、進(jìn)出水管及檢測儀表等組成。電鍋爐的加熱方式有電磁感應(yīng)加熱方式和電阻加熱方式兩種。由于電磁感應(yīng)加熱方式為間接加熱,因而熱效率較低,約為96%。而電阻加熱方式熱效率高,可達(dá)98%。電阻加熱方式即采用電阻式管狀電熱元件加熱,在結(jié)構(gòu)上易于疊加組合,控制靈活,更換方便。目前電鍋爐基本上都采用電阻式管狀電熱元件加熱。
采用電阻式管狀電熱元件加熱方式,其電氣特點是鍋爐中的水不帶電。但當(dāng)電熱元件漏水或爆裂時,也會使鍋爐中的水帶電,即稱之為漏電。另外,受電熱元件絕緣導(dǎo)熱層的絕緣程度的影響,電熱管也存在著一定的漏電電流。按照國家標(biāo)準(zhǔn),漏漏電流應(yīng)不大于0.5mA。因此,電氣線路上都應(yīng)設(shè)漏電保護(hù)。
電加熱管是電鍋爐的心臟,其性能好壞直接關(guān)系到電鍋爐性能的好壞。電加熱管一般選用管狀形式,由金屬管、電熱絲、引出棒、連接座和填料等組成。一般情況下,電加熱管使用壽命在10000-30000小時。電加熱管的使用壽命主要取決于電加熱管的材料,表面熱負(fù)荷和用戶的運行管理水平。電加熱管為鎳鉻不銹鋼管材,表面熱負(fù)荷為6-9W/cm2。此外,電加熱管的額定電功率也是一個非常重要的性能指標(biāo)。在額定工況下,根據(jù)國標(biāo)規(guī)定,電功率偏差絕對值不應(yīng)大于5%。
電加熱管的連接方式,一般采用三相,對稱地接成星形(Y)或三角形()。根據(jù)容量大小分成兩組或多組。圖1為750kW電鍋爐主接線原理圖。
電鍋爐的控制技術(shù)。從電氣角度來講,電鍋爐是一臺大功率的電力調(diào)功設(shè)備,鍋爐的輸出功率越高,電功率的輸出也就越大。電功率的輸出調(diào)節(jié)分有級功率調(diào)節(jié)和無級功率調(diào)節(jié)兩種。無級功率調(diào)節(jié)適用于調(diào)節(jié)精度較高的場合,而有級功率調(diào)節(jié)則適用于調(diào)節(jié)精度要求較低的場合。由于對電鍋爐的輸出熱功率調(diào)節(jié)精確度一般要求都不很高,因此國內(nèi)絕大多數(shù)電熱鍋爐均采用有級功率調(diào)節(jié)方式。
有級功率調(diào)節(jié)采用交流接觸器控制,無級功率調(diào)節(jié)則采用可控硅控制??煽毓枰部捎糜谟屑壒β收{(diào)節(jié),其優(yōu)點是無機(jī)械動作噪聲,壽命長。缺點是主回路不能完全關(guān)斷,過電流和過電壓能力差,自身耗電量大,需要強(qiáng)迫散熱,價格較高。而交流接觸器的優(yōu)點是可實現(xiàn)主回路電氣完全隔離,過電壓和過電流的能力較強(qiáng),自身耗電量小,發(fā)熱量小,價格便宜。因此,一般電鍋爐均采用交流接觸器作為控制器件。
電鍋爐的加熱控制是超大電流的控制,這是與燃油、燃?xì)忮仩t和燃煤鍋爐控制上的最大差別。電鍋爐在控制技術(shù)方面有以下幾方面特點:
1.為了減少對電網(wǎng)的沖擊影響,采取電加熱管組逐級投切方式。各組加熱器投切之間
間隔時間叫做逐級投切間隔時間。每組的功率越大,間隔時間越長。因此間隔時間因應(yīng)根據(jù)需要可以任意設(shè)定。
2.為了延長電加熱管的使用壽命,盡量使電加熱管使用均衡,避免過多地使用管某一組或某幾組電加熱,。同時由于交流接觸器在大電流下工作,也應(yīng)均衡使用。因此,控制原則是保證每組電加熱管總使用時間相同??刂品绞讲捎枚嗉壙刂?,循環(huán)投切。即先投者先切,后投者后切,先停的先啟動,后停的后啟動。這樣就可以保證交流接觸器的動作次數(shù)完全相同,電加熱管的工作時間也大致相同。大大延長電鍋爐的使用壽命。
3.容量大的電鍋爐電流將達(dá)到幾百安培甚至幾千安培,這么大的強(qiáng)大電流將對電鍋爐控制裝置產(chǎn)生干擾。因此,需要采取可靠的抗電磁干擾措施。
4.電鍋爐的加熱控制系統(tǒng)是一個大滯后的二階慣性系統(tǒng),采用一般的控制裝置很難達(dá)到最佳的控制效果,往往產(chǎn)生交流接觸器動作頻繁,甚至反復(fù)振蕩。國內(nèi)已根據(jù)這一特點開發(fā)研制出了電鍋爐電腦控制器。
國內(nèi)電鍋爐的控制方式有四種:(1)手動+溫度顯示控制儀表控制并溫度顯示;(2)順序控制器或PLC控制+溫度顯示控制儀表控制并溫度顯示;(3)完全用PLC控制,包括溫度輸入模塊和顯示單元(液晶顯示或觸摸屏顯示);(4)專用電鍋爐電腦控制器控制并溫度顯示。由于其控制性能好,功能全,性價比高,得到了普遍應(yīng)用。
專用電鍋爐電腦控制器為一體化機(jī)箱,觸摸屏操作。觸摸屏可實時動感地顯示電加熱管的運行狀態(tài)和鍋爐系統(tǒng)運行模擬圖。還可用數(shù)碼方式顯示溫度、壓力等參數(shù)值,并設(shè)有全方位的在線幫助,多級中文彈出式菜單和故障維修指南,適合任何層次的操作人員使用。采用了現(xiàn)代先進(jìn)的模糊控制技術(shù),能夠快速平穩(wěn)地控制加熱組循環(huán)投切,提高加熱管使用壽命。電加熱管組投切動作采取間隔控制,降低對電網(wǎng)的干擾。間隔時間可任意設(shè)定。取得了很好的控制效果。
電熱鍋爐控制柜與電熱鍋爐配套供應(yīng),作為電熱鍋爐的控制裝置??刂乒裰饕晒耋w、低壓斷路器、交流接觸器、電腦控制器、測量儀表等組成,與電鍋爐配套的蓄熱水泵、循環(huán)水泵、補(bǔ)水泵等的控制裝置一般單設(shè)電控柜(箱),根據(jù)用戶要求也可裝在電鍋爐控制柜中。小型電熱鍋爐可與控制柜作成一體,以減小電鍋爐房建筑面積。
三電鍋爐房的電氣設(shè)計
一般電鍋爐房的電氣設(shè)計包括電源設(shè)計、配電系統(tǒng)線路設(shè)計、熱工檢測系統(tǒng)設(shè)計及照明設(shè)計等。照明設(shè)計與一般鍋爐房設(shè)計相同,這里不作介紹。主要對電源設(shè)計、電鍋爐房的線路設(shè)計作一介紹。
1電源設(shè)計
(1)變壓器臺數(shù)及容量的選擇
對于較大容量電鍋爐房的應(yīng)專設(shè)變配電所。為減少電能損耗、便于接線和節(jié)省投資,變配電所應(yīng)鄰近電鍋爐房。容量較小的電鍋爐房可由原有的公用變電所供電。專用變壓器容量或由公用變電所提供的容量應(yīng)滿足電鍋爐、蓄熱水泵、循環(huán)水泵、補(bǔ)水泵等設(shè)備的總用電量要求,并應(yīng)考慮10%-20%的富裕量。多臺電鍋爐可共用一臺變壓器,但不允許多臺變壓器供一臺電鍋爐。如電鍋爐房設(shè)置兩臺700KW電鍋爐,則應(yīng)配置兩臺800KW變壓器。
(2)變配電所低壓配電柜配電開關(guān)及線路要求
變配電所低壓配電柜配電開關(guān)及線路應(yīng)與電鍋爐房的用電負(fù)荷容量相匹配。如有兩臺700KW電鍋爐,變配電所低壓配電柜應(yīng)設(shè)置兩個1500A的低壓斷路器和兩條配電線路引至電鍋爐房。配電線路可采用帶N線和PE線的五芯電纜,如變配電所鄰近電鍋爐房,可采用封閉式母線槽。如蓄熱水泵、循環(huán)水泵、補(bǔ)水泵等附屬設(shè)備單設(shè)控制箱,但用電量與電鍋爐相比很小,供電電源線路可由電鍋爐控制柜引接。
2電鍋爐房的線路設(shè)計
電鍋爐房的線路包括電力線路和熱工檢測信號和控制線路。
(1)電力線路設(shè)計
電鍋爐控制柜至電鍋爐電加熱管的電力線路一般采用四芯YJV交聯(lián)聚氯乙烯銅芯電纜或四根BV銅芯塑料電線,其中一根為PE線。電纜規(guī)格及根數(shù)見表2。電纜或電線敷設(shè)方式一般采用穿鋼管埋地敷設(shè),也可采用電纜橋架敷設(shè)或地溝敷設(shè)。
(2)熱工檢測信號和控制線路
熱工檢測信號線路包括溫度、壓力和水位檢測線路,分別由裝在電鍋爐本體上的溫度、壓力和水位傳感器接到電鍋爐控制柜中的電腦控制器上。為避免干擾、確保檢測的準(zhǔn)確性,檢測信號線應(yīng)采用屏蔽線,并與電力線路分開敷設(shè)。敷設(shè)方式可在地坪下穿鋼管暗埋或架空明敷設(shè)。
控制線路主要是蓄熱水泵、循環(huán)水泵、補(bǔ)水泵等附屬設(shè)備單設(shè)控制箱時,電鍋爐控制柜與附屬設(shè)備控制箱之間的控制及聯(lián)鎖線路,一般采用1.5平方毫米的BV銅芯塑料電線。敷設(shè)方式可采用在地坪下穿鋼管暗埋。
一般鍋爐房設(shè)有軟化水裝置,其用電量不大,在軟化水裝置附近墻上設(shè)置一個三孔電源插座即可。
(3)電鍋爐控制柜布置設(shè)計
電鍋爐容量較大、臺數(shù)較多的電鍋爐房,電鍋爐控制柜、水泵控制柜及自動化控制臺等應(yīng)設(shè)在控制室內(nèi)。如改造工程由于條件限制,單獨設(shè)置控制室有困難,或電鍋爐容量較小、臺數(shù)又很少時,電鍋爐控制柜和水泵控制箱也可設(shè)在電鍋爐房內(nèi),但應(yīng)遠(yuǎn)離水泵和水處理設(shè)備,并設(shè)置50-100mm的基礎(chǔ)。
容量大的電鍋爐控制柜一般為離墻安裝,單面(正面)操作,雙面開門維修。根據(jù)《10kV及以下變電所設(shè)計規(guī)范》GB50053-94規(guī)定,背面離墻距離應(yīng)不小于1000mm,正面操作距離應(yīng)不小于1500mm。容量較小的電鍋爐控制柜控制柜可靠墻安裝,正面操作距離也不應(yīng)小于1500mm。
(4)接地系統(tǒng)設(shè)計
接地系統(tǒng)型式應(yīng)采用TN-S系統(tǒng)。電源進(jìn)線N線應(yīng)作重復(fù)接地。電鍋爐控制柜、水泵控制箱、電鍋爐、水泵及其它電氣設(shè)備的金屬外殼、電纜電線穿線管等均應(yīng)可靠接地。接地電阻要求小于1Ω。并按《低壓配電設(shè)計規(guī)范》GB50054-95要求做好等電位聯(lián)結(jié)。
四電鍋爐房電氣設(shè)計中存在的問題
隨著我國對環(huán)保的重視,最近幾年電鍋爐的生產(chǎn)和應(yīng)用發(fā)展非常迅速。但由于電鍋爐在我國起步較晚,相關(guān)電鍋爐技術(shù)方面的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)還不夠完善,各生產(chǎn)廠家各自為戰(zhàn),產(chǎn)品自定型號規(guī)格,自成系列。這給設(shè)計人員對電鍋爐的選型,對電鍋爐房的布置設(shè)計帶來一定的困難。特別是電鍋爐房設(shè)計以暖通、給排水專業(yè)為主,電鍋爐的選擇和訂貨由暖通、給排水專業(yè)負(fù)責(zé),電氣專業(yè)設(shè)計人員對電鍋爐產(chǎn)品的技術(shù)性能和對電氣專業(yè)的設(shè)計要求了解不夠,使得電鍋爐房電氣設(shè)計中出現(xiàn)一些問題。據(jù)筆者了解的情況,主要存在著以下四個問題。
1電源容量與電鍋爐房用電負(fù)荷不匹配。主要表現(xiàn)在改造工程項目上,或新建電鍋爐房,但變配電所未改造,使得變配電所中變壓器容量滿足了電鍋爐房用電要求,或變壓器容量能滿足要求,但引到電鍋爐房的線路出線開關(guān)容量不夠。希望建設(shè)單位在改建鍋爐房時,應(yīng)根據(jù)電鍋爐房的負(fù)荷容量,對原變配電所增容擴(kuò)建和改造。
2電鍋爐房建筑面積偏小,使電鍋爐、電鍋爐控制柜及其它配套設(shè)備布置很困難。如有的鍋爐房,電鍋爐控制柜距電鍋爐只有500㎜,控制柜的門都打不開,更不用說操作距離了。出現(xiàn)這一問題的原因是利用原有的鍋爐房,或還未選擇確定電鍋爐設(shè)備,建筑設(shè)計時沒有按設(shè)備的安裝要求設(shè)計鍋爐房幅員尺寸。結(jié)果造成了設(shè)備大,鍋爐房建筑面積明顯偏小的弊端。設(shè)計單位應(yīng)在電鍋爐及其配套設(shè)備都確定的條件下,再作電鍋爐房設(shè)計為好。
3電鍋爐與蓄熱水泵、循環(huán)水泵、補(bǔ)水泵等附屬設(shè)備等不是由同一廠家,而是由幾個廠家配套供貨,造成水泵控制箱與電鍋爐控制柜不匹配。根據(jù)控制要求,電鍋爐與蓄熱水泵之間應(yīng)互相聯(lián)鎖,但由于蓄熱水泵控制箱沒有考慮,這給施工安裝帶來很大的麻煩。
一、分支電纜的結(jié)構(gòu)與性能
1、產(chǎn)生與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分支電纜是在普通塑力纜基礎(chǔ)上發(fā)展而來。由于現(xiàn)代文明的發(fā)展,都市的高層建筑越來越普及,在高層建筑配電系統(tǒng)電氣設(shè)計中,供電可*性、工程經(jīng)濟(jì)性和施工便利性越來越重要,采用普通電力電纜供電,三者的矛盾總難完全統(tǒng)一,只能根據(jù)不同工程而有所側(cè)重。按傳統(tǒng)方法,在樓層配電設(shè)計中,通常采用的辦法有三種:
(1)放射式,由地下配電間分別對各個樓層引電纜直接供電,卻需要大量的電纜、橋架和較大的電纜井,造價高,經(jīng)濟(jì)性最差。
(2)鏈接法,由配電間引出電纜至底層配電箱,再由底層逐層向上鏈接供電,此法經(jīng)濟(jì)性最佳,但由于層數(shù)越多,安全系數(shù)越低(安全系數(shù)是逐級相乘)。
(3)分區(qū)樹干式,把一座高層建筑劃分成n個單元區(qū),每個單元采用電纜接從配電室供電,然后再分配至單元區(qū)內(nèi)各個樓層。經(jīng)濟(jì)性都比較好,經(jīng)常被采用。
(4)干線電纜分支法,從配電室引出一根(或數(shù)根)主干電纜,每個樓層在干線電纜上供頭分支,此法經(jīng)濟(jì)性最好,但施工卻是最麻煩的,更麻煩的是在主電纜上做樓層分支頭時,受電纜的結(jié)構(gòu)和現(xiàn)場施工條件以及人員素質(zhì)的影響,接頭質(zhì)量參差不齊,但這種方法卻促使人們想到把接頭與電纜一同制造,由此誕生了新一代的建筑配電電纜——分支電纜。
分支電纜是把經(jīng)過專門工藝處理的單芯電力電纜作為建筑主干電纜,根據(jù)各具體建筑的結(jié)構(gòu)特點和尺寸量體裁衣,預(yù)先把分支接頭與分支線、主干電纜一同設(shè)計制造。是把上面第(4)種方法中現(xiàn)場施工和管理的工作由專業(yè)制造廠完成,而且工藝一致性也帶來了質(zhì)量一致。
分支電纜較早出現(xiàn)于英國和日本,在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面,1980年,日本電線工業(yè)協(xié)會頒布了第一部行業(yè)性標(biāo)準(zhǔn)JCS376(1980),隨著技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步,在1992年對該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂,放寬了對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)材料方面的要求,提高了成品技術(shù)指標(biāo),目前,國內(nèi)正規(guī)的分支電纜生產(chǎn)廠的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)主要是以該標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)。
2、結(jié)構(gòu)分支電纜在結(jié)構(gòu)上,分為單芯型和多芯絞合型兩種,每根單芯分支電纜又可分為三部分:
(1)主干電纜;(2)支線電纜;(3)分支連接體。
目前,因單芯型分支電纜結(jié)構(gòu)簡單,便于生產(chǎn)和施工,已獲得大量應(yīng)用。按照日本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,多芯型分支電纜實質(zhì)上是多個單芯電纜的絞合體,而不是傳統(tǒng)概念多芯電纜的結(jié)構(gòu),多芯型分支電纜的每項導(dǎo)體外面都有單獨的絕緣和護(hù)套,每根線芯有獨立的分支連接體。多芯型分支電纜具備一般多芯電纜的運行性能,國內(nèi)只有為數(shù)極少的大型綜合性電纜廠才具備生產(chǎn)能力,目前也已在推廣應(yīng)用中。
3、性能分支電纜是一種新型的電力配送電纜,其關(guān)鍵性能有兩項:首先,一根具備良好品質(zhì)的分支電纜,必須是性能優(yōu)良的電力電纜,對于國內(nèi)產(chǎn)品,其導(dǎo)體性能、絕緣性能、材料的機(jī)械物理性能均應(yīng)符合GB12706-91標(biāo)準(zhǔn)——電纜的性能是分支電纜產(chǎn)品的基礎(chǔ)指標(biāo)。
第二,分支連接體的性能至關(guān)重要,這是分支電纜的關(guān)鍵性能。分支連接體把干線電纜與支線電纜的導(dǎo)體連為一體,并作絕緣防潮處理。從外觀上看,無法知道內(nèi)部接頭質(zhì)量,有兩項重要的試驗?zāi)軌驒z測接頭性能,即機(jī)械拉力試驗和電熱循環(huán)試驗。對機(jī)械拉力試驗而言,分支連接體(含干線與支線導(dǎo)體)的拉斷力應(yīng)保持在連接前的80%以上,對電熱循環(huán)試驗而言,在125次一定時間間隔的額定載荷與空載循環(huán)后,分支連接體的溫度不得大于電纜表面溫度的8℃。決定分支連接體的機(jī)械與電氣性能的關(guān)鍵在于分支連接體的材料和工藝。對廣大用戶而言,應(yīng)充分關(guān)心分支電纜的電纜質(zhì)量、接頭的材料選擇和生產(chǎn)工藝工裝。
我們講,分支電纜更適合于現(xiàn)代建筑的配電系統(tǒng),為什么?要分析這個問題,我們必須首先弄清楚相關(guān)電氣設(shè)計規(guī)范中對配電線路的要求。
二、相關(guān)規(guī)范對建筑電氣系統(tǒng)中配電線路的設(shè)計要求
1、建筑電氣相關(guān)的設(shè)計規(guī)范目前與建筑電氣低壓配電系統(tǒng)設(shè)計有關(guān)的規(guī)范主要有:
(1)GB50052-1995供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范
(2)GB50054-1995低壓配電設(shè)計規(guī)范
(3)JGJ/T16-92民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范
(4)GBJ16-87建筑設(shè)計防火規(guī)范(1997年版本)
(5)GB50045-1995高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范其中:《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》和《低壓配電設(shè)計規(guī)范》是兩項基礎(chǔ)規(guī)范,主要內(nèi)容參照采用了IEC標(biāo)準(zhǔn)。民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》中供電系統(tǒng)和低壓配電部分與其規(guī)定基本一致,但由于這是一個建筑行業(yè)的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn),建筑相關(guān)的部分規(guī)定更具體,如供電系統(tǒng)的負(fù)荷簡等級,除規(guī)定分級原則外,更規(guī)定了各類具體建筑名稱的負(fù)荷級別。
由于上述規(guī)范在頒布實施時,分支電纜產(chǎn)品在國內(nèi)還沒有應(yīng)用先例,因此在規(guī)范中并未提及分支電纜,但在眾多條款中體現(xiàn)了設(shè)計指導(dǎo)方向,總的說來,有三種觀點:
1、關(guān)于配電級數(shù)——越少越好;
2、關(guān)于配電方式,從高到低依次為放射式>樹干式>分區(qū)樹干式>鏈接式;
3、關(guān)于安裝敷設(shè)方式,應(yīng)與環(huán)境、建筑特征、機(jī)電應(yīng)力等多種因素相適應(yīng)。
(一)、關(guān)于配電級數(shù):對配電級數(shù)而言,GB50052-95第3.07條規(guī)定:供電系統(tǒng)應(yīng)簡單可*,同一電壓供電系統(tǒng)的變配電級數(shù)不宜多于兩級,JGJ/T16-92《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》中8.14條規(guī)定:“自變壓器一次側(cè)至用設(shè)備之間的低壓配電級數(shù)不宜超過三級,但對非重要負(fù)荷供電時,可超過三級?!鄙鲜鲆?guī)范體現(xiàn)了一個要領(lǐng),那就是配電級數(shù)越少越好,越少可*性越高,技術(shù)越先進(jìn)。
(二)、關(guān)于配電方式,GB50052-95中第6.02、6.03、6.04、6.05條中提出:“在正常環(huán)境的車間或建筑物內(nèi),當(dāng)大部分用電設(shè)備為中小容量,但無特殊要求時,宜采用樹干式配電”,“當(dāng)用電設(shè)備為大容量,或負(fù)荷性質(zhì)重要,或在有特殊要求的車間、建筑物內(nèi),宜采用放射式配電”,“當(dāng)部分用電設(shè)備離供電點較遠(yuǎn),而彼此相距很近、容量很少的用電設(shè)備,可采用鏈?zhǔn)脚潆姡恳换芈翻h(huán)鏈設(shè)備不超過5臺,其總?cè)萘坎灰顺^10kW”:“在高層建筑物內(nèi),當(dāng)向樓層各配電點供電時,宜采用分區(qū)樹干式配電,但部分較大容量的集中負(fù)荷或重要負(fù)荷,應(yīng)從低壓配電室以放射式配電”。
(三)、JGJ/T16-92《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》中對配電方式有更為詳細(xì)的規(guī)定,如:“8.2.15居住小區(qū)的高層建筑,宜采用放射式配電”“8.2.2.4除多層民用住宅外的其他民用建筑,對于較大的集中負(fù)荷或較重要的負(fù)荷應(yīng)從配電室以放射式配電;對于向多層配電間或配電箱配電,宜采用樹干式和分區(qū)樹干式的方式”“由層間配電間或?qū)优潆娤渲粮鞣峙潆娤涞呐潆?,宜采用放射式與樹干式結(jié)合的方式”,“8.2.3.2對于容量較大的集中負(fù)荷或重要負(fù)荷,宜從配電室以放射式配電對各層配電間的配電宜采用下列方式之一:
(1)工作電源采用分區(qū)樹干式,備用電源也采用分區(qū)樹干式或首層至頂層垂直干線的方式。
(2)工作電源和多用電源都采用由首層到頂層垂直干線方式。
(3)工作電源采用分區(qū)樹干式,多用電源取自應(yīng)急照明等電源干線。
上述規(guī)定,是限于制定規(guī)范時,分支電纜尚未在國內(nèi)推廣應(yīng)用,供電線路主要依賴普通電力電纜和母線。筆者認(rèn)為,在應(yīng)用分支電纜配電后,上述規(guī)定應(yīng)該可以簡化。放射式高于樹干式,又高于鏈接式的觀點。
(四)、關(guān)于電纜和母線安裝敷設(shè)方式。
GB50054-94中5.5.1、JGJ/T16-92中9.12.1都規(guī)定“封閉母線宜用于干燥和無腐蝕性的屋內(nèi)場所。”
GB50054-94中5.7.2、JGJ/T16-92中4.13.5規(guī)定“豎井垂直布線時應(yīng)考慮下列因素:……。垂直干線與分支線的連接方法?!?/p>
GB50054-94中5.7.3豎井內(nèi)垂直布線采用大容量單芯電纜大容量線線作干線時,應(yīng)滿足下列條件:
1、載流量要留有一定的裕度;2、安裝及維修方便和經(jīng)濟(jì)。
GBJ16-87《建筑設(shè)計防火規(guī)范》中10.1.4規(guī)定:“消防用電設(shè)備的配電線路應(yīng)穿管保護(hù)。當(dāng)暗敷時應(yīng)敷時應(yīng)敷設(shè)在非燃燒體結(jié)構(gòu)內(nèi),其保護(hù)層厚度不應(yīng)小于3cm,明敷時必須穿金屬管,并采取防火措施。采用絕緣和護(hù)套為非延續(xù)燃性材料的電纜時,可不采取穿金屬管保護(hù),但應(yīng)敷設(shè)在電纜井溝內(nèi)。
GB50045-95《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》中對消防電源及其配電,9.1.4條也規(guī)定了相同內(nèi)容。
上述規(guī)范說明:電纜配電比母線具有更好的環(huán)境適應(yīng)性,安裝敷設(shè)更便利。
在熟悉電氣規(guī)范的相關(guān)規(guī)定后,讓我們來分析分支電纜配電方法與規(guī)范的符合性與技術(shù)先進(jìn)性.
三、分支電纜配電的技術(shù)先進(jìn)性
1、分支電纜的配電方式分支電纜配電系統(tǒng)一般如圖所示,在一個n層的大樓中,垂直豎井干線和各樓層供電由一根整預(yù)制的分支電纜完成,PG是總配電柜,PX是樓層配電箱,ZJX是轉(zhuǎn)接箱,當(dāng)PG與ZJX之間距離不遠(yuǎn)時,(滿足載流量與起動運行壓降要求)一般不予選用,這樣可減少一個連接點,節(jié)約投資。
2、分支電纜配電的技術(shù)先進(jìn)性從上述配電系統(tǒng)的分析中,可以知道分支電纜可以使樓層配電簡化成二級配電,每個樓層都可以達(dá)到最簡單的二級配電,符合規(guī)范中配電級數(shù)越少越好的原則,這是先進(jìn)性之一。
分支電纜配電系統(tǒng)的實質(zhì)是一種放射式配電系統(tǒng),適用于各種重要場合甚至是特別重要場合的配電,這是先進(jìn)性之二。
分支電纜是一種經(jīng)過預(yù)制的電力電纜,其外形和結(jié)構(gòu)特征仍然具備電纜特性,而且接頭經(jīng)過密封絕緣處理,在出廠時經(jīng)受過水中耐壓和絕緣電阻試驗,因此對環(huán)境要求低,能適用于潮濕、鹽霧酸堿等環(huán)境,而母線在規(guī)范中明確不能應(yīng)用于這些環(huán)境,比母線適用范圍廣。而且,其安裝方式簡便,施工工期短,工費低,符合規(guī)范中設(shè)計應(yīng)注重經(jīng)濟(jì)性的觀點,這是其技術(shù)先進(jìn)性之三。
2、影響工程質(zhì)量的幾個建筑電氣設(shè)計問題
合格的建筑設(shè)計應(yīng)滿足七個質(zhì)量特性規(guī)定的要求,即功能性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、可信性、可實施性、適應(yīng)性及時間性。設(shè)計單位本應(yīng)將通過了設(shè)計評審的合格的設(shè)計文件交付施工。而實際上不少交付施工的設(shè)計文件都存在缺少或偏離質(zhì)量特性要求的缺陷。對電氣工程質(zhì)量造成影響的設(shè)計問題又主要表現(xiàn)在安全性、可信性(包括可用性、可靠性、維修性等)及可實施性的缺失或偏離。以下就幾個最常見的方面進(jìn)行探討。
2.1設(shè)計違背或偏離設(shè)計規(guī)范的規(guī)定,安全性、可信性方面不執(zhí)行設(shè)計規(guī)范的現(xiàn)象相當(dāng)普遍。
例如某市政府大樓前花園廣場(包括廣場綠化庭院照明、草坪照明及廣場中心聲光噴泉)工程提交施工酌電氣施工圖存在以下問題:未作電氣保護(hù)接地及等電位聯(lián)結(jié)設(shè)計;錯誤地采用TN-C低壓配電系統(tǒng);噴水池未按規(guī)定選用應(yīng)有防護(hù)等級的電氣設(shè)備及電纜。這樣的設(shè)計完全違背了規(guī)范規(guī)定的安全性要求,按圖施工必將留下嚴(yán)重的安全隱患。此前的1999年8月青島市某噴水池曾發(fā)生數(shù)人,嬉水時被電擊致死的傷亡事故,正是由于設(shè)計失誤,水下燈具及潛水泵漏電而又未能及時斷電所致。監(jiān)理于施工前審圖時及發(fā)現(xiàn)了上述問題,通過業(yè)主要求設(shè)計單位嚴(yán)格按設(shè)計規(guī)范要求修改了設(shè)計。正確的作法是:戶外庭院及噴水池配電應(yīng)采用局部TT系統(tǒng)或TN-S系統(tǒng)、并設(shè)置漏電保護(hù)(動作電流應(yīng)不大于30mA),而不允許采用TN-C制;應(yīng)設(shè)置完善的接地裝置,噴水池應(yīng)做等電位聯(lián)結(jié)設(shè)計,而不能僅靠從大樓內(nèi)引出的一根PE干線接地;潛水泵及水下燈具應(yīng)采用潛水電纜配電;0區(qū)電器設(shè)備應(yīng)采用1Px8防護(hù)等級,1區(qū)應(yīng)為1Px5等等。
又如民用建筑低壓配電線路截面選擇問題。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)致中線通過不平衡電流;隨著電腦及各種家用電器設(shè)備的發(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)成中性電流。中線過電流并由此引發(fā)電氣火災(zāi)的現(xiàn)象也日漸增多。為此,相關(guān)設(shè)計規(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,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。然而監(jiān)理審圖發(fā)現(xiàn)當(dāng)前仍有為數(shù)不少的民用建筑配電設(shè)計中仍沿用80年代前曾采用過的作法,選用的N或PEN線截面仍為相線的1/2甚至1/4~1/3.這也是最常見的電氣設(shè)計安全問題之一。
再如,關(guān)于變配電所位置的選擇,相關(guān)設(shè)計規(guī)范都明確提出應(yīng)考慮“設(shè)備吊裝及運輸方便”,這是保證可用性及維修性的基本要求。近年來我們負(fù)責(zé)監(jiān)理的不少高層建筑工程項目,其設(shè)置在地下層的變配!電所及柴油發(fā)電機(jī)房的配置多違背了這個要求。比如某高層商住樓地下變配電所及發(fā)電機(jī)房,其運輸通路完全被冷水機(jī)組及地下水箱阻擋。施工安裝順序只能是先將變、配電設(shè)備及發(fā)電組安裝就位后再安裝冷水機(jī)組及水箱,而根本未考慮運行之后發(fā)變電設(shè)備檢修、更換的運輸問題;又如某高層辦公綜合樓地下變配電所與發(fā)機(jī)房,設(shè)置在一層某會議廳底部,地下層既未考慮必要的運輸檢修通道,也未設(shè)足夠?qū)挾饶苓\進(jìn)設(shè)備的門框。當(dāng)監(jiān)理審圖發(fā)現(xiàn)并提出這一問題時,設(shè)計單位的解答竟然是:原設(shè)計意圖是從一層會議廳處將變配電及發(fā)電設(shè)備吊裝就位后再澆筑該廳地板。這種意圖顯然是錯誤的,即使不考慮土建施工可能對已就位的電氣設(shè)備造成的損害,大樓投入運行后電氣設(shè)備的維修更換運輸是否只得撬開一層會議廳地板來解決呢!須知鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑的合理使用壽命可達(dá)50年以上,而變配電設(shè)備的使用壽命僅為20年左右或更短,定期或故障維修周期就更短了。故電氣設(shè)計必須妥善考慮其運輸及維修吊裝通道問題。
2.2設(shè)計深度不夠目前施工圖設(shè)計深度達(dá)不到建設(shè)部《建設(shè)工程設(shè)計文件編制深度規(guī)定》要求的現(xiàn)象相當(dāng)普遍,主要是設(shè)計文件可實施性方面的缺陷,將直接導(dǎo)致施工安裝困難或錯誤。也可能導(dǎo)致可用性的欠缺。由于不按規(guī)定的深度進(jìn)行必要的計算與標(biāo)注、也往往造成設(shè)計文件本身出現(xiàn)原則錯誤而難于及時發(fā)現(xiàn),將影響項目建成的使用功能。
例如按深度規(guī)定電力及照明系統(tǒng)圖及相應(yīng)設(shè)備材料表中應(yīng)詳細(xì)標(biāo)明選用的電氣設(shè)備及材料的型號、名稱、規(guī)格參數(shù)及數(shù)量。改革開改以來,我國電工產(chǎn)品市場異彩紛呈,國內(nèi)外各種型號規(guī)格的產(chǎn)品琳瑯滿目,國家不可能對各類電氣設(shè)備及材料規(guī)定統(tǒng)一的型號。設(shè)計標(biāo)明各種設(shè)備材料的型號規(guī)格參數(shù)便顯得尤為重要,這是業(yè)主或施工單位進(jìn)行設(shè)備訂貨及采購的依據(jù)。然而近年來電氣設(shè)計文件中普遍習(xí)慣于只在系統(tǒng)圖的設(shè)備符號旁標(biāo)注該設(shè)備的型號或廠家產(chǎn)品編號,使設(shè)備訂貨無所適從,并往往造成錯誤。比如某項目電氣照明設(shè)計,設(shè)計者在系統(tǒng)圖斷路器符號旁僅標(biāo)注了“A063M20A”,設(shè)備表中亦然,而未注明名稱及詳細(xì)參數(shù),施工單位理解為20A普通斷路器,因找不到該編號的產(chǎn)品而另行采購了另一種斷路器。后在設(shè)備材料報驗時經(jīng)監(jiān)理人員查對,原“A063M”乃是海格公司的一種電磁式漏電斷路器的產(chǎn)品編號,額定電流20A,額定漏電動作電流值30mA.可見原設(shè)計中這些回路是應(yīng)設(shè)漏電保護(hù)的。但因設(shè)計標(biāo)注不清而引起訂貨錯誤。只得重新采購更換。又如許多電氣施工圖中對電纜溝只標(biāo)注尺寸及走向,對電纜支架及蓋板不作任何規(guī)定,或僅注明“參照XX圖集XX頁”,實際上國標(biāo)圖集中對任一種尺寸的電纜溝,其電纜支架及蓋板的作法都提供了多個方案供設(shè)計時選擇,設(shè)計不選定則施工方難于抉擇,常按最低價方案施工。往往并不能滿足實際需要,甚至可能引起結(jié)算糾紛。
再如電氣照明圖中按規(guī)定主要房間及場所應(yīng)標(biāo)注照度標(biāo)準(zhǔn)值,當(dāng)然也就要求設(shè)計者進(jìn)行照度計算并按計算進(jìn)行燈具配置。然而當(dāng)前民用建筑電氣照明設(shè)計中能標(biāo)注照度標(biāo)準(zhǔn)值并進(jìn)行照度計算的極為罕見,絕大多數(shù)是按房屋開間及功能憑經(jīng)驗布燈。大多偏離了國家規(guī)定的照度標(biāo)準(zhǔn),影響使用功能。比如經(jīng)監(jiān)理審圖的某學(xué)校電氣施工圖,經(jīng)核算設(shè)計達(dá)到的照度值實驗室和教室僅為50~701x,不及國家標(biāo)準(zhǔn)(150LX)的一半;某局綜合辦公大樓中辦公室及會議室設(shè)計照度僅達(dá)70~80LX,計算機(jī)房僅達(dá)約100h左右。也不及國家規(guī)定照度標(biāo)準(zhǔn)值(分別為150h及200k)的一半。
2.3相關(guān)專業(yè)設(shè)計文件銜接不清,不按規(guī)定協(xié)調(diào)配合的問題普遍存在,極易導(dǎo)致施工錯誤
例如目前普遍利用建筑物結(jié)構(gòu)鋼筋作為防雷接閃器、引下線及接地與等電位聯(lián)結(jié)裝置,按規(guī)定應(yīng)在電氣施工圖中標(biāo)出聯(lián)接點、預(yù)埋件,說明敷設(shè)方式及技術(shù)措施(如焊接要求等);并在土建施工圖中有相關(guān)的預(yù)埋件詳圖及相關(guān)的標(biāo)注與說明。而實際上多數(shù)施工圖僅在電氣圖中有防雷接地圖,且標(biāo)注與說明相當(dāng)簡略,土建施工圖中則常無任何相關(guān)的說明與標(biāo)注。這給工程監(jiān)理及施工都帶來很大困難,若施工單位經(jīng)驗不足則極易因工種(序)配合不當(dāng)而造成施工錯漏。最常見的是接地鋼筋網(wǎng)的連接點的錯、漏焊和作為外引接地聯(lián)結(jié)點或檢測點預(yù)埋件的漏設(shè)。尤其是建筑結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層,因柱(墻)內(nèi)主鋼筋調(diào)整、防雷引下線鋼筋錯接錯焊的情況更易發(fā)生。