建筑电气设计过程中易错问题评析

建筑电气设计过程中易错问题评析（一）

【问题1：在施工图设计说明中对建筑物的结构形式、基础形式、防火分类与耐火等级未予交待】

评析：按建筑材料划分，建筑物的结构形式分为混凝土结构、钢结构、木结构、膜结构等，其中混凝土结构又分为框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体（框架-核心筒、筒中筒）结构、框支结构等。因建筑物的这些结构形式与电气管线的敷设直接相关，故应交待建筑物的结构形式。

高层建筑混凝土结构的常见基础形式有：筏形基础、箱形基础、桩基础。多层建筑一般采用柱基础、条形基础、墩基础等。因基础形式与建筑物的防雷、接地装置的自然接地体直接相关，故应交待建筑物的基础形式。

根据《建筑设计防火规范》（GB50016-2006），多层民用建筑的耐火等级分为一、二、三、四级；根据《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）（2005年版）3.0.1、3.0.2与3.0.4，高层建筑分为一、二类，耐火等级分为一、二级。一类高层建筑的耐火等级应为一级，二类高层建筑的耐火等级不应低于二级，裙房的耐火等级不应低于二级，高层建筑地下室的耐火等级应为一级（注：多层民用建筑无防火分类之说，说明时要注意）。 因建筑物的防火分类、耐火等级与火灾自动报警系统的保护对象分级直接相关，故在工程概况中应予交待。

通常在电气设计的工程概况说明中，尚应交待建筑物的总建筑面积、主体高度、层数、各层功能用途；变配电所、水泵房、冷冻站、锅炉房位置；消防控制室、弱电机房位置；强电井、弱电井位置与数量；客用电梯、消防电梯数量、防火分区的划分情况等。工业建筑还应根据加工产品或储存物品的种类，确定其火灾危险性类别；汽车库还需根据停车数量，确定其防火类别；人防地下室工程尚应明确人防级别、防护单元、抗爆单元设置等。 【问题2：对医疗、体育、剧场、人防工程等特殊建筑，其相应的设计规范未列入，有关的技术措施及要求亦未在说明及图纸中体现】

评析：不少电气设计，把医疗、体育、博览、剧场、人防工程等特殊建筑，几乎视同普通办公建筑对待，其相应的特殊设计规范未列入，有关的技术措施及要求亦未在说明及图纸中体现出来，使设计显得针对性不强、技术含量不高。

对于医疗建筑，应将《建筑物电气装置-特殊装置或场所的要求-医疗场所》（GB165.24-2005）及《综合医院建筑设计规范》（JGJ49-88）（修编报审中）中的重要技术措施及要求，在设计说明及图纸中全面、准确地体现出来。

如医疗场所的应急电源，对于要求t≤0.5s（t为自动恢复供电时间）的手术室照明和重要医疗设备等，采用静止型UPS作为应急安全电源，并与发电机组配合使用。对于要求0.5s在1类、2类医疗场所，当任一导体的电压下降幅度超过供电标称电压的10%，应急电源应自动启动。

对手术室、急救室、重症监护部（ICU）、心脏监护部（CCU）、心血管造影室等1类、2类医疗场所的重要医用设备，采用由电源隔离变压器和绝缘监视设备组成的IT不接地系统供电，当第一次接地时，发出声光预报警信号。

对于体育建筑、剧场建筑，应分别将《体育建筑设计规范》（JGJ31-2003）、《剧场建筑设计规范》（JGJ57-2000）中的重要技术措施及要求，在设计说明及图纸中全面、准确地体现出来。

对人防工程设计，不能遗漏《人民防空地下室设计规范》（GB50038-2005）、《人民防空工程设计防火规范》（GB50098-98）中的重要技术措施及要求。

对住宅建筑设计，除了要遵从《住宅设计规范》（2003年版），还必须严格遵从全制的《住宅建筑规范》GB50368-2005。 【问题3：对各级负荷容量未予交待】

评析：说明中只明确了负荷的分级，未明确一、二、三各级负荷的容量，这是不完整的。因为一、二级负荷的容量与备供电源的供电容量有关，一级负荷中特别重要负荷的容量又与自备发电机组、集中应急电源装置EPS或不间断电源装置UPS的容量选择有关，所以设计说明要明确各级负荷的容量。

还有的说明表述“本工程用电负荷总体为一级（二级）”，这种说法不妥，应分别交待一、二、三各级负荷对应的用电设备名称与容量。

【问题4：低压开关柜断路器的脱扣器保护功能设置不当、开关联锁关系交待不清】 评析：低压开关柜断路器的脱扣器保护功能设置不当、开关联锁关系不清，是设计常见问题。

很多设计要求“所有低压断路器均设置过载长延时、短路短延时、短路瞬时脱扣器三段保护”，这是不合理的。

正确的做法应是区别对待，对低压主进、联络断路器设过载长延时、短路短延时保护脱扣器（不设短路瞬时功能，以保证前后级开关之间的选择性，减少故障面）；对其他低压断路器设过载长延时、短路瞬时脱扣器（不设短路短延时，以实现短路瞬时切断）；部分回路设分励或失压脱扣器，这些回路既可以在自动互投时卸载部分负荷，防止变压器过载，又可以在火灾时，切断火灾场所相关非消防设备电源。

为确保低压供电系统的安全可靠性，开关联锁关系应做如下明确交待：当低压系统为单母线分段运行时，联络开关设自投自复/自投不自复/手动转换开关。自投时应自动断开非保证负荷，以保证变压器正常工作。低压主进开关与联络开关之间设电气联锁，任何情况下只能合其中的两个开关。

【问题5：变压器外壳防护等级选用不当】

评析：当高、低压配电装置和非油浸的电力变压器贴邻安装时，变压器外壳防护等级应当改选为或IP40。

根据《10kV及以下变电所设计规范》

第4.1.3条“具有符合IP3X防护等级外壳的不带可燃性油的高、低压配电装置和非油浸的电力变压器，当环境允许时，可相互靠近布置在车间内。”

对具有符合IP3X防护等级且断路器不带可燃性油的高低压配电装置和非油浸的电力变压器，在环境允许时可相互靠近布置在车间内，不仅可减少占地面积，也有利于高压深入负荷中心。

根据《外壳防护等级的分类》（GB4208-84）规定，能防止直径大于12mm的固体异物进入壳内；IP3X能防止直径大于2.5mm的固体异物进入壳内；能防止直径大于1.0mm的固体异物进入壳内。

需要说明的是：如果配电室面积允许，最好不要将变压器与开关柜贴邻布置，而间隔0.8m—1.0m的距离以利于变压器的散热（此时变压器外壳等级可为IP20），若贴邻布置（IP30或IP40外壳），则不利于变压器散热，影响其供电容量的发挥。

【问题6：“灯具安装高度低于2.4m时，需增加一根PE线”的技术要求有误】 评析：提出“灯具安装高度低于2.4m时，需增加一根PE线”的要求，这是设计极易犯的错误。

根据《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）“当采用Ⅰ类灯具时，灯具的外露可导电部分应可靠接地。”《民用建筑电气设计规范》（）12.3.1亦有此规定。

根据国家标准《灯具一般安全要求与试验》（），灯具按防触电保护分类，分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类。

其中Ⅰ类灯具：防触电保护不仅依靠基本绝缘，还有附加安全措施，即应把外露可导电部分连接线；

Ⅱ类灯具：依靠双重绝缘或加强绝缘保证安全，不需要连接PE线；

Ⅲ类灯具：采用安全超低压SELV供电，电压不超过50V，经隔离变压器供电，二次侧导线和外露可导电部分不允许连接PE线，以避免一次侧故障时的接触电压通过PE线导入二次侧（注：0类灯具仅有基本绝缘、不连接PE线，已被取消）。

绝大多数照明配电系统采用接地故障保护，因此，不论灯具距地面高度多少，应采用Ⅰ类灯具、连接线接地，以实现间接接触防护（灯具距地面高度主要涉及直接接触防护，如低于伸臂距离2.4m，则灯具还应采取直接接触防护措施）。因此，“灯具安装高度低于2.4m时，需增加一根线”的技术要求有误，应当改为“当采用Ⅰ类灯具时，灯具的外露可导电部分应可靠连接PE线接地”。

【问题7：应急照明系统的各项指标说明不详尽】

评析：多层和高层公共建筑的应急照明系统很重要，各项指标说明要详尽。设计说明常见问题是：

未明确交待应急照明的设置场所、照度要求，光源选择、电源选择，应急供电容量、连续供电时间，灯具及其控制要求等，而这些均涉及强制性规范条文。 应明确应急照明的设置场所及其照度要求。如：

在消防控制室、消防水泵房、柴油发电机房、配电室、防排烟机房、消防电梯机房、弱电机房等场所设置备用应急照明，其照度仍应保证正常照明的100%照度（多层建筑的配电室应急照明易疏漏）。

在疏散走道、安全出口、大面积公共场所等处设置疏散指示灯及安全出口标志灯。在疏散走道、楼梯间、电梯前室、门厅、地下车库等公共场所设置疏散用的应急照明，其地面最低水平照度不应低于0.5lx，且楼梯间不应低于5.0lx。

在观众厅、休息厅、餐厅、多功能厅等人员密集的公共场所设置备用应急照明，其照度不低于正常照明照度的10%，且不小于1.0lx（大面积装修场所照明设计时，须考虑10~15%的应急照明容量）。

还应明确交待应急照明选用的光源及电源。如：

光源采用可瞬时点亮的卤钨灯或快启节能灯；应急电源自带蓄电池或采用集中应急电源装置EPS供电。

应交待应急照明灯的总用电负荷、连续供电时间（不小于30min，避难层不小于60min），或EPS的供电总容量、连续供电时间（这些与EPS的造价直接相关）。

尚应明确应急照明的控制要求，如平时采用就地控制，火灾时由消防控制室自动控制强制点亮全部应急照明灯（含疏散指示灯、出口标志灯），还需交待：

应急照明灯具应设玻璃或其它非燃烧材料制作的保护罩；应急照明箱体应有明显标志并做防火处理。

顺便说明一下，有些设计对有关场所和部位的一般照明的照度标准值，未按照《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）第5章的规定设计定值，却按老规范给出“低-中-高”的范围值，应予更正，即要确定照度设计定值，并给出一般照明的功率密度LPD设计值（强制性规范条文），以体现照明节能要求。

【问题8：应急照明及消防线路的耐压等级、敷设要求不明】

评析：不少设计将应急照明线路的耐压等级视同一般照明线路的耐压等级，定为500V，这是不对的。由于应急照明至关重要，火灾时其供电线路仍在工作，所以要明确要求：“应急照明线路应采用额定电压不低于750V的铜芯绝缘线缆。”

另外，对应急照明及消防线路的敷设方式，要明确要求：“应急照明及消防线路穿管暗敷时，保护层厚度不小于30mm；当明敷时，应穿金属管或金属线槽并涂防火涂料保护。电气竖井内孔洞在设备安装完毕后要用防火材料封堵。电缆桥架穿过防烟分区、防火分区、楼层时应在安装完毕后用防火材料封堵。”这些技术措施所依据的相关规范如下：

《建筑电气工程施工质量验收规范》（）20.1.4（8）规定：“疏散照明线路应采用耐火电线、电缆，穿管明敷或在非燃烧体内穿刚性导管暗敷，暗敷保护层厚度不小于30mm.电线采用额定电压不低于750V的铜芯绝缘电线。”《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-98）“消防控制、通信和警报线路采用暗敷设时，宜采用金属管或经阻燃处理的硬质塑料管保护，并应敷设在不燃烧体的结构层内，且保护层厚度不宜小于。当采用明敷设时，应采用金属管或金属线槽保护，并应在金属管或金属线槽上采取防火保护措施。” 问题9：漏电电流动作保护器RCD的设置部位不当】

评析：根据《漏电电流动作保护器安装和运行》（GB13955-2005）、《民用建筑电气设计规范》（）（以下简称新《民规》）7.7.10，下列设备的配电线路应设置漏电保护：“1.手持式及移动式用电设备、2.室外工作场所的用电设备、3.环境特别恶劣或潮湿场所的电气设备、4.家用电器回路或插座回路、5.由系统供电的用电设备、6.医疗电气设备，急救和手术用电设备的RCD宜作用于报警”。其它如《铁路电力设计规范》（TB10008-2006）亦有类似的规定。

设计易犯错误：1.仅交待移动式用电设备设置；2.室外施工用电设备，未设RCD；3.潜水泵等潮湿场所设备，未设RCD；4.由TT系统供电的室外照明线路，漏设RCD；5.急救和手术用电设备的仅作用于报警不跳闸，未予明确。

尚需提醒，新《民规》10.8.1-12新增要求：住宅配电除壁挂式空调器外，其它所有插座回路（含立柜式空调器）均应设RCD。

【问题10：漏电电流动作保护器RCD的动作电流及动作时间未明确】 评析：很多设计中，漏电电流动作保护器的动作电流及动作时间疏漏。

根据《建筑电气工程施工质量验收规范》（GB50303-2002）6.1.9，应明确：在配电回路或支线上设置的防止人身电击RCD的动作电流I△n≤30mA，动作时间t≤0.1s.新《民规》7.7.10亦有此规定（注：医疗电气设备等，现均为≤30mA，而旧《民规》为≤6mA）。 根据《低压配电设计规范》（GB500-95）第条“为减少接地故障引起的电气火灾危险而装设的漏电电流动作保护器，其额定动作电流不应超过0.5A”，新《民规》7.7.10亦有此规定。所以应明确，在供电干线或电源线路上设置的防止电气火灾动作电流I△n≤500mA，动作时间t≤0.5s。

【问题11：4P开关断开PE或PEN线、漏电电流动作保护器RCD的互感器磁回路穿过或PEN线】

评析：为防止接地电弧短路引起的漏电火灾，住宅或公建的总电源进线处应设置具有漏电保护功能的断路器，而根据《低压配电设计规范》（）第4.5.6条“在TT或TN－S系统中，N线上不宜装设电器将N线断开，当需要断开N线时，应装设相线和N线一起切断的保护电器。当装设漏电电流动作的保护电器时，应能将其所保护的回路所有带电导线断开。在TN系统中，当能可靠地保持N线为地电位时，N线可不需断开。在TN－C系统中，严禁断开PEN线，不得装设断开PEN线的任何电器。当需要在PEN线装设电器时，只能相应断开相线回路。”又根据《漏电电流动作保护器安装和运行》（GB13955-2005）、《低压

配电设计规范》（）第4.4.17条、新《民规》7.7.10-3、《铁路电力设计规范》（TB10008-2006）9.4.16“PE线或PEN线严禁穿过漏电电流动作保护器中电流互感器的磁回路。”

因此，对TN-C-S系统，通常在总电源进线处设置带漏电保护功能的4P断路器，此时必须先行重复接地，将PEN线分为PE、N线后，4P断路器再分别断开L1、L2、L3、N线、漏电开关电流互感器的磁回路穿过L1、L2、L3、N线。

故设计说明应明确“4P开关严禁断开PE或线、漏电开关电流互感器的磁回路严禁穿过或PEN线”（另：安全用电措施采用接地保护、而非接零保护）。

【问题12：对接地故障保护，是否加设漏电电流动作保护器RCD缺乏依据】 评析：根据《低压配电设计规范》（GB500-95）第4.1.1条“配电线路应装设短路保护、过负载保护和接地故障保护，作用于切断供电电源或发出报警信号。”

通常我们对配电线路设置断路器或熔断器，可实现短路保护及过负载保护，那么能否同时实现接地故障保护呢？是否还要加设漏电电流动作保护器呢？这需要通过计算校验确定。 该规范第4.4.10条规定“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第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第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要求时，应采用漏电电流动作保护。”

而本规范第4.4.7条要求“相线对地标称电压为的TN系统配电线路的接地故障保护，其切断故障回路的时间应符合下列规定：一、配电线路或仅供给固定式电气设备用电的末端线路，不宜大于5s；二、供电给手握式电气设备和移动式电气设备的末端线路或插座回路，不应大于0.4s。”

校验公式：R≤50/Ia，式中：R－可同时触及的外露可导电部分和装置外可导电部分之间，故障电流产生的电压降引起接触电压的一段线段的电阻（Ω）；Ia—切断故障回路时间不超过5s的保护电器动作电流（A）（当保护电器为瞬时或短延时动作的低压断路器时，Ia值应取低压断路器瞬时或短延时过电流脱扣器整定电流的1.3倍）。

结论是：当断路器或熔断器的过电流保护能满足R≤50/Ia时，则可将断路器或熔断器兼作接地故障保护，这最为经济简单，应优先采用；如其过流保护不能满足R≤50/Ia的要求，则必须另外加设漏电动作保护器RCD实现接地故障保护，且此时须设置专用的PE线。 【问题13：不经过计算就随意确定建筑物的防雷类别】

评析：相当多的设计，没有计算年预计雷击次数，就随意将建筑物的防雷类别定为第一、第二或第三类。

应当根据建筑物的重要性、使用性质及年预计雷击次数N的计算结果，依据《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94）（2000年版）第2.0.2条、第2.0.3条、第条，确定建筑物的防雷类别。

建筑物年预计雷击次数应按下式确定：

×Ng×Ae=k×0．024×Td1.3×式中N－建筑物预计雷击次数（次／a）：

校正系数，一般情况取1，位于旷野孤立的建筑物取2；金属屋面的砖木结构建筑物取1.7；位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处、地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的建筑物，以及特别潮湿的建筑物取1.5；－建筑物所处地区雷击大地的年平均密度［次／（km2·a）］；－与建筑物截收相同雷击次数的等效面积（km2），应为其实际平面积向外扩大后的面积，建筑物高度H＜100m或H≥100m，其计算公式有别，此处从略。 －年平均雷暴日，根据当地气象台、站资料确定（d／a）。 【问题14：防侧击和等电位联结的防雷措施不完善】

评析：对二类（三类）防雷建筑物，将45m（60m）及以上外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置连接；竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端与防雷装置连接等防侧击和等电位联结的防雷措施，多数设计都注意到了。

但容易忽视的问题是：1、各种竖向金属管道还应每三层与其层的LEB板连接一次，以防跳闪反击；2、电气、电信竖井内的接地干线，应与每层或每三层的楼板钢筋作等电位联结（新《民规》11.3.5、）；3、穿过各防雷区界面的金属物和系统，以及在一个防雷区内部的金属物和系统，均应在界面处作等电位联结（新《民规》11.1.7、11.9.3）。 【问题15：防雷电波侵入的措施表述不完整】

评析：一般设计都能做到对电缆进出线，应在进出端将电缆的金属外皮、钢管、金属管道等就近与防雷接地网连接，以实现防雷电波侵入的措施。

但易疏漏的问题是，防雷电波侵入的措施还应有：屋面的配线管应采用钢管；钢管的一端应与配电箱金属外壳相连，另一端应与用电设备金属外壳相连，并应就近与屋顶防雷装置相连（新《民规》）。

【问题16：对通常建筑物，“采取防雷电感应的措施”多此一举】

评析：不少防雷设计说明中述及：“本工程采取防直击雷、防雷电波侵入、防雷电感应的措施，并采取等电位连接”。此种描述不当，因为对通常建筑物，采取“防雷电感应”的措施属多此一举，相关说明应予取消。

根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（年版）第3.1.1条“各类防雷建筑物应采取防直击雷和防雷电波侵入的措施。第一类防雷建筑物和本规范第2.0.3条四、五、六款所规定的第二类防雷建筑物尚应采取防雷电感应的措施。”

可见，本条规定仅对制造、使用或贮存爆炸物质的建筑物和爆炸危险环境采取防雷电感应。其它防雷建筑物可以不防雷电感应。

雷电感应可能感应出相当高的电压而发生火花放电引发事故。但在一般性建筑物内，在不带电的金属物上雷电感应所产生的火花放电，由于其能量小、时间极短，通常不会引发火

灾危险。在220／380V系统的带电体上的雷电感应，由于采取了防雷电波侵入和防反击的措施（防反击包含于防直击雷中），此问题也跟着得到解决。

此外，设备外壳及其外接金属管线由于电气安全或屏蔽需要已作接地或等电位连接，这也大大减少了雷电感应的危险性。

所以对通常建筑物，“采取防雷电感应的措施”多此一举，相关说明应取消