2010年电气专业设计质量通病(3)

三．低压配电系统
１．问题内容
住户配电箱设置的主断路器未具有过载、剩余电流保护、过电压保护功能，且不能同时断开相线及中性线。
【规范规定】
《住宅设计标准》DGJ08-20-2007
第12.3.1 每套住宅应设置住户配电箱，箱内应设置电源总断路器，该断路器应具有过载、剩余电流、过电压保护功能，并应同时断开相线和中性线。（条文说明：如果每个配电分回路均设置剩余电流保护，那么总断路器可以没有剩余电流保护功能）。
【分析与措施】
住户配电箱主断路器应能同时断开相线及中性线。
该断路器应具有过载、剩余电流、过电压保护功能。
如果每个分回路均设置剩余电流保护，那么主断路器可不设剩余电流保护功能。
同理，若每个分回路均设置过电压保护，那么主断路器可不设过电压保护功能。
 
2.问题内容
室外道路照明（路灯、庭院灯等）的供电回路断路器选择不满足要求。采用的接地制式及路灯的接地电阻的要求不明确。
【规范规定】
《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008
第10.9.3条
 3 安装于室外的景观照明中距建筑物外墙20m以内的设施，应与室内系统的接地形式一致，距建筑物外墙大于20m采用TT接地形式。
4 室外分支线应装设剩余电流动作保护器。
《建筑物电气安装500问》
7.10 如果户外电气设备为庭院灯或路灯，其总功率较大且布置分散，不适宜用隔离变压器供电，对此又当如何处理？
如果不能满足7.6-1或7.6-3要求，对此类设施可采用局部TT系统供电。为此这些回路的出线端必须装设RCD，以保证该回路发生接地故障时有效切断电源。需要说明，如果户外电气设备为金属杆或钢筋混凝土杆的庭院灯或路灯，其地下杆基的接地电阻往往可以满足RCD有效的动作的要求，即可将杆基用作保护接地的接地极，不必另打人工接地极。当然尚需通过现场测试来确定。
24.95 户外照明装置应采用何种接地系统？
庭院灯之类的户外照明所处为不具有等电位联结的潮湿场所，为减少点击事故的发生，除满足7.6中的7.6-3的要求，不应采用TN系统，而应采用TT系统的基本TT系统，其理由见问答7.10。这时应对户外照明装置装设RCD作接地故障保护。
24.97 高杆灯宜采用何种接地系统？
高杆灯的灯杆易于遭雷击，其防电击和防雷应通盘考虑。为防直接放雷击灯杆上端应装设接闪器（避雷针），并利用金属灯杆作防雷引下线。为通盘考虑防雷和防电击，宜在杆基地面下埋设两圈或三圈间距约600mm的接地环。因灯具的PE线与金属杆连通，此几圈环形接地极既是防雷的接地极，也是照明电源回路中PE线的重复接地的接地极，通过它实现灯杆与地面的等电位联结。这样在发生雷击或电击时它能十分有效地降低接触电压和跨步电压，对人身安全起到很好保护作用。由于高杆灯和大地间实现了等电位联结，高杆灯可采用TN系统供电而不一定采用TT系统供电，也即可用熔断器、断路器兼作接地故障保护而不必装设RCD，从而简化了保护电器的设置。
【分析与措施】
室外道路照明需采用局部TT接地系统时，其供电回路应设置剩余电流保护功能。
 
路灯或庭院灯的混凝土基础的自然接地电阻的阻值，若能满足剩余电流保护的动作电流的要求时，可将杆基用作保护接地的接地极，不必另打人工接地极。但尚需通过现场测试来确定。若不能满足要求时，需另设置人工接地装置，其接地电阻需满足剩余电流保护功能动作电流（R≤25/I△n   I△n ——单位为（A））的要求。
 
高杆灯需在杆基地面下人工设置接地网，作为防雷及防电击的联合接地网并作等电位联结时。因此可采用TN系统供电，当熔断器、断路器可兼作接地故障保护时可不装设剩余电流保护。
 
同理，室外装置（例如工厂的户外装置及户外动力站等）设置接地网并实施等电位联结，可采用TN接地系统。当熔断器、断路器可兼作接地故障保护时可不装设剩余电流保护。
 
3.问题内容
供电给一、二级用电负荷低压配电系统中，上下级断路器的动作选择性的配合不满足要求。
【规范规定】
《低压配电设计规范》GB50054-97
第4.1.2配电线路采用上下级保护电器，其动作应具有选择性；各级之间应能协调配合。但对于非重要负荷，可采用无选择性切断。
《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008
第7.6.1 2配电线路采用上下级保护电器，其动作应具有选择性；各级之间应能协调配合；但对于非重要负荷的保护电器，可采用无选择性切断。（条文解释：选择性配合可根据制造厂提供的选择性图表进行。利用能量的选择性达到快速分断，通过时间选择性实现上下级间的完全配合）。
《全国民用建筑工程设计技术措施电气 2009年版》
第5.4.7保护电器的设置与选择性配合，宜符合下列原则：
1 配电线路的首端保护电器，应采用选择型断路器。线路较长、容量较大的干线保护电器应采用选择型断路器。
2 末端线路的保护电器，宜采用非选择型断路器或带剩余电流保护的断路器。
3 配电线路的保护级数不宜超过三级。非选择型断路器宜用于末端线路保护。
4 断路器带有短路短延时脱扣器、零序电流保护、剩余电流保护的断路器时，应有足够的延时与下级保护配合；。
第5.4.3断路器保护的级间配合
3 当上下级断路器均为选择性断路器时，为保证上下级之间的动作选择性，上级断路器的过载长延时和短路短延时的整定电流，宜不小于1.3倍。
4 当上级保护电器是选择型断路器，而下级保护是非选择型断路器时，应符合如下条件：
1）上级保护断路器的短路短延时脱扣器的整定电流，应不小于下级保护断路器短路瞬时脱扣器整定电流的1.3倍；
2）上级保护断路器瞬时脱扣器整定电流应大于下级保护断路器出线端单相短路电流的1.2倍。
5  上下级保护电器均为非选择型断路器时，应加大上下级之间断路器脱扣器整定电流的级差，一般可按下列原则确定：
1）上一级断路器长延时脱扣器整定电流，宜不小于下一级长延时脱扣器整定电流的2倍；2）上一级保护断路器瞬时脱扣器整定电流，宜不小于下级长瞬时脱扣器整定电流的1.4倍；3）末级非选择型断路器，其短路瞬时脱扣器整定电流应尽量小，但应躲过短时出现的过负荷尖峰电流。
（第5.5.3 12  在TN接地系统中，末端断路器不设剩余电流保护功能，由断路器瞬时或短延时脱扣器脱扣器作为切除接地故障时，其线路末端接地故障电流应大于等于瞬时或短延时脱扣器整定电流的1.3倍）。
【分析与措施】
一、二级负荷的配电线路上下级断路器配合的原则可根据以下要求实施：
1 配电线路的首端保护电器，应采用选择型断路器。线路较长、容量较大的干线保护电器应采用选择型断路器。
2 末端线路的保护电器，宜采用非选择型断路器或带剩余电流保护的断路器。
3 配电线路的保护级数不宜超过三级。
4 非选择型断路器宜用于末端线路保护。
5 断路器带有短路短延时脱扣器、零序电流保护、剩余电流保护的断路器时，应有足够的延时与下级保护配合。
 
当制造厂提供的选择性图表时，选择性配合可根据制造厂提供的选择性图表进行。利用能量的选择性达到快速分断，通过时间选择性实现上下级间的完全配合）。
 
当制造厂未提供的选择性图表时，断路器保护的级间配合可参照下列原则实施：
1 当上下级断路器均为选择性断路器时，为保证上下级之间的动作选择性，上级断路器的过载长延时和短路短延时的整定电流，宜不小于1.3倍。
2 当上级保护电器是选择型断路器，而下级保护是非选择型断路器时，应符合如下条件：
1）上级保护断路器的短路短延时脱扣器的整定电流，应不小于下级保护断路器短路瞬时脱扣器整定电流的1.3倍；
2）上级保护断路器瞬时脱扣器整定电流应大于下级保护断路器出线端单相短路电流的1.2倍。
3）TN接地系统中，当末端断路器不设剩余电流保护功能，由断路器瞬时或短延时脱扣器作为切除接地故障时，其线路末端接地故障电流应大于等于瞬时或短延时脱扣器整定电流的1.3倍。
3 上下级保护电器均为非选择型断路器时，应加大上下级之间断路器脱扣器整定电流的级差，一般可按下列原则确定：
1）上一级断路器长延时脱扣器整定电流，宜不小于下一级长延时脱扣器整定电流的2倍；
2）上一级保护断路器瞬时脱扣器整定电流，宜不小于下级长瞬时脱扣器整定电流的1.4倍；3）末级非选择型断路器，其短路瞬时脱扣器整定电流应尽量小，但应躲过短时出现的过负荷尖峰电流。
4）TN接地系统中，末端断路器不设剩余电流保护功能，由断路器瞬时或短延时脱扣器脱扣器作为切除接地故障时，其线路末端接地故障电流应大于等于瞬时或短延时脱扣器整定电流的1.3倍。
 
4. 问题内容
消防风机、水泵等（包括消防排水泵）末端线路设置的剩余电流保护仅动作于信号的问题。
【规范规定】
《剩余电流动作保护装置安装和运行》GB13955-2005
第4.6 报警式剩余电流保护装置的应用：
对一旦发生剩余电流超过额定值切断电源时，因停电造成重大经济损失及不良社会影响的电气装置或场所，应按照报警式剩余电流保护装置。如：
a) 公共场所的应急照明、通道照明；
b) 确保公共场所安全的设备；
c) 消防设备的电源，如消防电梯、消防水泵、消防通道照明等；
d) 防盗报警的电源；
e) 其他不允许停电的特殊设备和场所。
为防止人身电击事故，上述场所的负荷末端保护不得采用报警式剩余电流保护装置。
《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008
第7.7.7 TT系统的接地故障保护（间接触电防护）
1 TT系统接地故障保护的动作特性应符合下列要求：
Ra*Ia≤50V。
3 当未能满足本条1款要求时，应采用辅助等电位联结。
【分析与措施】
固定设备的外露可导电部分不是被手握住，发生接地故障时易于挣脱，也不易出现在发生接地故障时人手正好与之接触的情况。因此所设置的接地故障保护是考虑防止电气火灾及电气设备和线路的绝缘热稳定的要求。
TN接地系统，当供固定设备用电的末端断路器过电流保护能在5s内切断接地故障时，不需采用剩余电流保护。
TT接地系统，接地故障保护一般需采用剩余电流保护装置保护。
 
消防设备（消防泵、消防风机）属固定设备。按GB13955-2005 第4.6 C）条规定，可采用报警式剩余电流保护装置（即剩余电流保护仅动作于信号）。但必须在建筑物内实施等电位联结。
 
5. 问题内容
屋面用电设备是否应与室外用电设备一样，接地故障保护必须采用剩余电流保护。
【规范规定】
《低压配电设计规范》GB50054-95
第4.4.10条 TN系统配电线路应采用下列的接地故障保护：
一当过电流保护能满足本规范4.4.7条要求时，宜采用过电流保护兼作接地故障保护；
 二在三相四线制配电线路中，当过电流保护不能满足本规范4.4.7条的要求且零序电流保护能满足时，宜采用零序电流保护，此时保护整定值应大于配电线路最大不平衡电流；
 三当上述一、二款的保护不能满足时，应采用漏电电流动作保护。
第4.4.11条 TT系统配电线路接地故障保护的动作特性应符合下列要求：
RA*Ia≤50V。
（当采用保护电器切断故障回路时，反时限特性过电流保护电器的Ia为保证在5s内切断的电流；采用瞬时动作特性的过电流保护电器的Ia为保证瞬时动作的最小电流。当采用漏电电流动作保护器时，Ia为其额定动作电流I△n）
【分析与措施】
屋面与小型室外设备（例如路灯、庭院灯等）的环境区别：
同为露天设备易受严酷气候条件影响（例如风、雨、雪等）；
接触屋面设备的一般为检修人员，接触路灯或庭院灯的人员可能包括行人等非专业人员；
屋面设备均应与建筑物接地装置作等电位联结，而路灯或庭院灯通常处于无等电位联结的场所。
屋面设备的接地系统是与建筑物内的接地系统属于同一接地制式（TN或TT系统）。
其接地故障保护可根据GB50045-95第4.4.10或4.4.11条规定实施。
当采用TN接地系统时，一般可采用过电流保护兼作接地故障保护。只有当过电流保护或零序电流保护不能满足GB50045-95第4.4.10一、二款的要求时，须采用剩余电流保护装置作为接地故障保护。（注：采用TN接地系统的屋面供手握式或移动式设备用电回路，允许切断时间不应超过0.2s（不是0.4s）。）
当采用TT接地系统时，一般需采用剩余电流保护装置作为接地故障保护。接地故障保护的动作特性应符合下列要求：RA*Ia≤25V。（其UL为25V不是50V，允许最长切断时间不应超过0.2s）
 
路灯或庭院灯回路采用局部TT接地系统，其回路出线端应设置剩余电流保护装置。
 
6. 问题内容
浴室照明回路，设计中回路设置剩余电流保护，其剩余电流保护装置动作值应采用10mA还是30mA。
【规范规定】
《低压用户电气装置规程》DGJ08-100-2003
第6.1.8漏电电流保护装置的瞬时动作电流宜按下列数值选择：
3 环境恶劣或潮湿场所的用电设备为6~10mA；
5 住宅建筑插座专用回路为30mA。
《剩余电流动作保护装置安装和运行》GB13955-2005
第5.8.2安装在潮湿场所的电气设备应选用额定剩余动作电流为（16~30）mA、一般型（无延时的）剩余电流保护装置。
第5.8.3安装在游泳池、水景喷水池、水上游乐场、浴室等特定区域的电气设备应选用额定剩余动作电流为10mA、一般型（无延时）的剩余电流保护装置。
《建筑电气装置500问》
20.19 在浴室、游泳池之类特别潮湿场所，是否需应选用I△n为10mA或6mA的RCD？
不必，在浴室、游泳池之类的特别潮湿场所内，虽然人体阻抗下降，但人体发生心室纤维性颤动的电流值仍为30mA未发生变化，所以不论场所是干燥还是潮湿，剩余动作电流30mA的RCD都同样能有效地起到防点击作用。IEC标准只在农业和园艺设施等豢养家畜场所的电气装置内规定，在能防止RCD误动作的条件下才选用尽可能小的剩余动作电流的RCD。
【分析与措施】
浴室照明灯具一般位于0、1、2区的特定区域外，灯具为固定设备。若设计中照明回路采设置剩余电流保护，其剩余电流保护装置动作电流值可选用30mA。