新《民规》学习疑点讲解
2010-5-10修改
一、配电设计三个方面是重点
• 《民用建筑电气设计规范》JGJ16－2008宣贯在工程设计中应体现的重点有哪些？
从配电设计说以下三个方面是重点：
1）负荷等级划分更细，影响一、二级负荷供配电系统设计；
2）消防用电负荷的双电源有新的解释；
3）应急照明电源系统设计强调了“应急”。
1、供电系统设计
• 一级或二级负荷的供电系统是指对一个单位、建筑或一个区域的正常供电系统。所以《民规》规定一级负荷的供电系统，应由两个电源供电。
• 民规3.2.10条：二级负荷的供电系统，宜由两回线路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回路6kV及以上专用的架空线路或电缆供电。
• 属于一级或二级负荷的用电设备，除了消防用电设备，规范明确应末端电源切换（一是把消防设备，二是把防火分区作为末端），对其他设备没有要求。但规范又指出配电系统级数不要太多， 《民规》 7.1.4-1条规定不宜>3级。对于较重要的用电设备，应不超过这个配电级数要求。
• 一级负荷中的特别重要负荷应增设应急电源。特别重要负荷如附录A的表A中*号所示的内容---计算机用电、安防和主要的功能性用电。
2、应急电源装置设计
• 关于应急电源：3.3.4.4条：应急电源装置(EPS)，适用于允许中断供电时间为毫秒级的应急照明供电。
• EPS应急电源装置可以在应急照明中的应用。规范不限制也不提倡把EPS用在动力系统，主要是EPS设备的可靠性、维护和运行费用。
1）关于自备应急电源
自备电源和应急电源是不同的概念。设置自备电源从规范角度有三种情况，除此就是业主的使用要求。如要并网，应取得电力部门同意；否则应作好机械连锁，防止倒送电。设置应急电源是救灾的要求，应根据设计规范的规定，按允许停电时间、按当地电网条件、按经济合理的原则选用应急电源方案。
2）设置自备电源条件
• 3.3.1 电源及供配电系统设计，第4款指出：当符合下列条件之一时，用电单位宜设置自备电源：
• 1) 一级负荷中含有特别重要负荷；---规定了作为第三电源的条件。
• 2) 设置自备电源较从电力系统取得第二电源经济合理或第二电源不能满足一级负荷要求；---规定了作为第二电源的条件。
• 3) 所在地区偏僻，远离电力系统，设置自备电源作为主电源经济合理。---规定了作为主电源的条件。
3、消防用电设备两路电源设计
• 13.9.5 建筑物（群）的消防用电设备供电，应符合下列要求：
• 1 消防用电负荷等级为一级时，应由主电源和自备电源或城市电网中独立于主电源的专用回路的双电源供电；
• 讲解:专用回路应为电力部门开闭所引出的专线；不应是一般的城市用电线路分支。当不能满足时，应考虑设置自备电源。
• 2 消防用电负荷等级为二级时，应由主电源和与主电源不同变电系统，提供应急电源的双回路电源供电；
• 讲解:不同变电系统应理解为不同变压器低压侧系统。
• 3 为消防用电设备提供的两路电源同时供电时，可由任一回路作主电源，当主电源断电时，另一路电源应自动投入；
• 4 消防系统配电装置，应设置在建筑物的电源进线处或配变电所处，其应急电源配电装置宜与主电源配电装置分开设置。当分开设置有困难，需要与主电源并列布置时，其分界处应设防火隔断。配电装置应有明显标志。
• 13.9.6 消防水泵、消防电梯、防烟及排烟风机等的两个供电回路，应在最末一级配电箱处自动切换。消防设备的控制回路不得采用变频调速器作为控制装置。
• 讲解:该条文尚不知意图。消防水泵、防烟及排烟风机等可以理解，因为它不常用，电子控制设备可能不可靠；但电梯设备变频调速很多，而且节能。设备也常用，能及时发现故障。
• 13.9.9 除消防水泵、消防电梯、防烟及排烟风机等消防设备外，各防火分区的消防用电设备，应由消防电源中的双电源或双回线路电源供电，并应满足下列要求：
• 1 末端配电箱应设置双电源自动切换装置，该箱应安装于所在防火分区内；
• 2 由末端配电箱配出引至相应设备，宜采用放射式供电。对于作用相同、性质相同且容量较小的消防设备，可视为一组设备，并采用一个分支回路供电。每个应急分支回路所供设备不宜超过5台，总计容量不宜超过10kW。
二、应急照明电源设计的新观念
• 13.9.12 应急照明电源应符合下列规定：
• 1 当建筑物消防用电负荷为一级，且采用交流电源供电时，宜由主电源和应急电源提供双电源，并以树干式或放射式供电。应按防火分区设置末端双电源自动切换应急照明配电箱，提供该分区内的备用照明和疏散照明电源；
• 讲解：应急照明电源设计新、老规范差别较大。习惯于按老《民规》第11.8.9条由该楼层或该区的配电箱的专用回路供电的做法已经不符合要求；
• 1）应急照明为一级用电负荷时必须有双电源；双电源宜由主电源和应急电源提供。（应急电源是什么？---消防系统配电装置引出的电源馈线）
• 2）按防火分区设置末端双电源自动切换应急照明配电箱。（是否可设多个？---可以讨论）
• 当采用集中蓄电池或灯具内附电池组时，宜由双电源中的应急电源提供专用回路采用树干式供电，并按防火分区设置应急照明配电箱；
• 讲解：1）应急电源提供专用回路---消防系统配电装置引出的专用电源馈线；2）按防火分区设置应急照明配电箱。
• 2 当消防用电负荷为二级并采用交流电源供电时，宜采用双回线路树干式供电，并按防火分区设置自动切换应急照明配电箱。
• 讲解：
1）采用双回线路树干式应是不同变电系统消防电源回路。
2）按防火分区设置自动切换应急照明配电箱。
• 当采用集中蓄电池或灯具内附电池组时，可由单回线路树干式供电，并按防火分区设置应急照明配电箱；
• 讲解：
• 1）单回线路树干式供电应是消防电源回路；
• 2）按防火分区设置应急照明配电箱；
• 3 高层建筑楼梯间的应急照明，宜由应急电源提供专用回路，采用树干式供电。宜根据工程具体情况，设置应急照明配电箱；
• 4 备用照明和疏散照明，不应由同一分支回路供电，严禁在应急照明电源输出回路中连接插座。
三、配变电所有关设计
1、低压侧无功补偿设计
• 民规3.6.2条 10(6)kV及以下无功补偿宜在配电变压器低压侧集中补偿，且功率因数不宜低于0.9。高压侧的功率因数指标，应符合当地供电部门的规定。
• 条文说明中：现行的《国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定》规定，100kVA及以上10kV供电的电力用户在用户高峰负荷时变压器高压侧功率因数不宜低于0．95；其他电力用户，功率因数不宜低于0．90。
• 讲解:民用建筑中大多采用10KV供电系统，而且功率因数补偿主要集中在配电变压器低压侧，功率因数不宜低于0.9。由于谐波的影响，通常应根据基波因数修正。
• 计算方法：见《技术措施-节能专篇》P16 求PF公式。
PF=v con∮1 --------⑴
• 目前杭州地区没有特别强调分别在低压侧、高压侧都考核功率因数指标。但根据国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定》规定，高压侧功率因数不宜低于0.90。
2、配变电所防水措施设计
• 4.2.2配变电所可设置在建筑物的地下层，但不宜设置在最底层。配变电所设置在建筑物地下层时，应根据环境要求加设机械通风、去湿设备或空气调节设备。当地下只有一层时，尚应采取预防洪水、消防水或积水从其他渠道淹渍配变电所的措施。
• 讲解: 不宜设置在最底层是防洪水的最好措施。如果建筑没有提供这个条件，如提高地平、做防水门槛、电缆上进上出、设置机械排水等都是有效的措施。
3、配变电所屏蔽措施
• 4.9.6 当配变电所与上、下或贴邻的居住、办公房间仅有一层楼板或墙体相隔时，配变电所内应采取屏蔽、降噪等措施。
问：到目前，采用那种屏蔽措施最好？应用最为广泛的措施是哪种？
（1）工频电场、磁场实测
• 1999年，上海市辐射环境监理所受环保管理部门委托，在上海市电力公司配合下，对上海市内100余座10kV配电站周界外的工频电场、磁场情况进行了实测。
• 选择了14座位于大楼内的配电站。配电变压器容量为800～1250kVA。其中，位于大楼底层地面的10座，测量配电站墙外环境中磁场；位于地下室的4座，测量相邻房间或地下走道内的磁场。
• 结果如下：
（2）工频电场、磁场实测结论
• 报告认为：按照我国现行环境标准推荐的评价限值（国内、外保护公众健康的允许曝露限值均为100μT） ，10kV配电站周围环境中的工频磁感应强度水平比限值低1个数量级以上。而且在距配电站约4～5m处，电磁场已降至环境背景值。研究结果认为，担心配电站设备产生的工频磁场会对人体健康产生危害是没有依据的。
（3）其他标准和危害事实
• 我国国标《作业场所工频电场卫生标准》(GB16203-1996)规定标准限值为5 KV/m。若就24h环境标准建议值1 KV/m 。
• 丹麦曾对居住在高压输电线路附近的1707名分别患有脑瘤、恶性淋巴和白血病的16岁以下儿童进行了调查与研究,结果表明:电磁场强度的均值在0.3～0.4μT(微特斯拉)以上居所里居住的儿童易患癌症。
配变电所屏蔽措施
• 讲解: 要知道变电所对居住、办公房间的主要是低频电磁干扰。有关文献认为，一是磁场干扰、二是电容耦合干扰。因此应采取：
• 利用铁磁性材料的特性来实现低频磁屏蔽，防止磁干扰源对外界环境产生磁漏影响。
• 由于是交变电磁场，因此也应考虑电屏蔽。应采用导电性能好的金属材料做屏蔽体；注意屏蔽体的结构，合型好于平板，平板好于孔板，多层好于单层。
• 良好的接地。
• 屏蔽体的接地点应靠近被屏蔽的入地点。
四、低压配电系统有关设计
1、低压配电系统的配电干线
问：采用电缆作为垂直配电干线时，有无最大馈电容量限制？
讲解:如果按保护灵敏度校验不满足时，通常应增大电缆截面。当电缆截面已经不能增大或再增大不合理时，就应该降容，此时可理解为该电缆的最大馈电容量限制。一般与馈线的长度有关。
2、低压绝缘导体的热稳定校验
1)当短路持续时间不大于5s时，绝缘导体的热稳定应按下式进行校验：
S≥I/K . (t1/2)
式中 S——绝缘导体的线芯截面(mm2)；I——短路电流有效值(方均根值)(A)；t——在已达到正常运行时的最高允许温度的导体上升至极限温度的时间(s)；K——不同绝缘、不同线芯材料的K值，应符合表7.4.5—1的规定。
2)当短路持续时间小于o．1s时，应计入短路电流非周期分量的影响；当短路持续时间大于5s时应计入散热影响。
问：t取值？
讲解: t—短路持续时间。
五、关于防雷设计
1、防雷电波侵入的措施
11.3.4 防雷电波侵入的措施应符合下列规定：
1 为防止雷电波的侵入，进入建筑物的各种线路及金属管道宜采用全线埋地引入，并应在入户端将电缆的金属外皮、钢导管及金属管道与接地网连接。当采用全线埋地电缆确有困难而无法实现时，可采用一段长度不小于2 √ρ（m）的铠装电缆或穿钢导管的全塑电缆直接埋地引入，电缆埋地长度不应小于15m，其入户端电缆的金属外皮或钢导管应与接地网连通；
5 当低压电源采用全长电缆或架空线换电缆引入时，应在电源引入处的总配电箱装设浪涌保护器；
6 设在建筑物内、外的配电变压器，宜在高、低压侧的各相装设避雷器。
2、利用金属屋面作接闪器
11.6.5 对于利用钢板、铜板、铝板等做屋面的建筑物，当符合下列要求时，宜利用其屋面作为接闪器：
1 金属板之间具有持久的贯通连接；
2 当金属板需要防雷击穿孔时，钢板厚度不应小于4mm，铜板厚度不应小于5mm，铝板厚度不应小于7mm；
3 当金属板不需要防雷击穿孔和金属板下面无易燃物品时，钢板厚度不应小于0.5mm，铜板厚度不应小于0.5mm，铝板厚度不应小于0.65mm，锌板厚度不应小于0.7mm；
4 金属板应无绝缘被覆层。
3、滚球法也适用金属物的接闪器
• 滚球法是以hr为半径的一个球体，沿需要防直击雷的部位滚动，当球体只触及接闪器（包括利用作为接闪器的金属物）或接闪器和地面（包括与大地接触能承受雷击的金属物）而不触及需要保护的部位时，则该部分就得到接闪器的保护。
六、需要讨论的有关设计
1、消防联动控制
• 条文13.4.4 –1)消火栓按钮直接接于消防水泵控制回路时，应采用50V以下的安全电压；
• 对于直起线路的设置方案，看到有关国标图集设置原则是：对于小型系统（认为指区域报警系统）设置；而对于大中型系统则采用报警总线制消火栓按钮。
• 学习认为，这样对系统的安全运行更加可靠，实用。并且在工程设计中有较多的应用。请问，这样做对执行规范有无不妥？
2、应急照明控制问题
• 关于应急照明控制问题，近年来论文说教与工程应用更为混乱。火警时，是接通还是切断？业界争吵不休且毫无结果，采用哪个方案合理哪？
• 据说：在工程验收时，消防部门要求消防联动能立竿见影，报警信号触发后，应急灯马上启动，且使用断电的方式点亮应急型灯具。
• 我们应如何看待？又应如何进行操作哪？
3、导线选择及敷设问题
• 对于不同分级的建筑的不同线路，规范有明确的电缆选型。无论是耐火、阻燃型电缆，室内敷设所采用的桥架、配线管，规范还要求采用防火处理，是否必要？
• 讲解：矿物绝缘电缆，不含有机材料，具有不燃、无烟、无毒和耐火的特性，使用在铜的熔点以下的火灾区域是安全的（铜的熔点为1060℃），一般民用建筑的火灾现场最高温度均在1000℃以下。
• 耐火电线电缆，又称有机绝缘耐火电线电缆，其耐火温度为750℃、90min，故使用场合相对于矿物绝缘电缆要小些。
4、电气竖井内布线
• 8.12.10 竖井内应敷有接地干线和接地端子 。
• 其接地干线设置做法，如何做更好？对于TN-S配电系统，每楼层可能设置有照明、动力、消防配电箱，那么，较多的回路PE线均需接入“接地端子“，即：每层的各回路PE线均作重复接地了？
• 对于设有变电所的单栋建筑，是否没有必要另设接地干线，或者设置接地干线后，配电电缆、母线槽均采用四芯的就可以了？也应称其配电系统为TN-S系统。可以吗？
• 讲解:从理论上讲，设置接地干线后，配电电缆、母线槽均可以采用四芯，在一些地区认为节约了电缆铜。规范的规定是否从保证二点接地，而且就近、便于施工，更可靠方面理解。
5、关于漏电火灾报警系统设计
• 防火剩余电流动作报警系统设计按《民规》13.12节和《民规》低压配电线路的保护中第7.6.7条执行较完整；
• 第7.6.7条-1：住宅和公寓等居住建筑应设置剩余电流动作报警器。
检测部位：建筑物的电源进线处或配电干线分支处（宜设置在楼层配电箱--配电系统第二级开关进线处）。
• 报警器应理解为不是剩余电流动作报警系统。规范仅要求报警，不要求同时断开线路。
6、中小学校应急照明设置
• 《中小学校建筑设计规范》GBJ 99—86，无应急照明要求条文，近年来教学楼的设计中设置应急照明，执行的依据规范条文是什么？或者说适度吗？
• 讲解:设置应急照明的依据是《民规》13.8.1，13.8.2，13.8.3。中小学校和学生宿舍楼 至少应在疏散通道设置疏散照明，并在相应的出口和通道上设置安全出口标志和疏散走道指示标志。
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