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关键词:电气设计设计符号代号原则
1.家庭电气设计原则
家庭电气设计是在装潢设计(这里是指家具、电器设备的布局以及房顶的设计)完成后再进行的。由于每个家庭的装潢设计各有千秋,家用电器的配置也不尽相同,因此,这里只能谈一些电气设计原则供读者参考。
(1)照明、插座回路分开把照明与插座回路分开的好处是:如果插座回路的电气设备发生故障,仅此回路的电源中断,不会影响照明回路的工作,从而便于对故障回路进行检修;反之,若照明回路出现短路故障,此时就可利用插座回路的电源,接上台灯,进行检修。
(2)照明应分成几个回路这样,一旦某一回路的照明灯出现短路故障,也不会影响到其它回路的照明,就不会使整个家庭处于黑暗中。
(3)对空调、电热水器等大容量电器设备,宜一个设备设置一个回路如果合用一个回路,当它们同时使用时,导线易发热,即使不超过导线允许的工作温度,也会降低导线绝缘的寿命。此外,加大导线的截面可大大降低电能在导线上的损耗。
(4)插座及浴室灯具回路必须采取接地保护措施浴室插座除采用隔离变压器供电(如电须刀插座)可以不要接地外,其它插座则必须用三极插座。浴室灯具的金属外壳必须接地。
(5)接地措施
①不能用自来水管作为接地线。新建住宅楼都配置了可靠的接地线,而老式住宅往往无接地线,不少老式住宅用户就以自来水管作为接地线。这是不正确的做法。曾有因触及带电的自来水龙头而电击身亡的事故报道。
②浴室如采用等电位联结则更安全。浴室是潮湿环境,人即使触及50V以下的安全电压,也有遭电击的可能。所谓等电位联结,就是把浴室内所有金属物体(包括金属毛巾架、铸铁浴缸、自来水管等)用接地线连成一体,且可靠接地。
③接地制式应和电源系统相符。电气设计前,必须先了解用户电源来自何处,以及该电源的接地制式。接地保护措施应与电源系统一致。
④每个回路应设置单独的接地线。有些人认为:接地线中的电流很小,几个回路合用一根接地线可节约装潢费用。这是错误的。因为在正常工作时,接地线中的电流的确很小,但在发生短路故障时,接地线中流过的电流大大超过相线正常工作时的电流。其次,从可靠性角度考虑,——个回路一根接地线更可靠。
⑤有了漏电保护,也应有接地保护。任何一种电气产品,都有出现故障的可能,漏电开关也有出现故障的可能。有了接地保护,当漏电开关出现故障时,接地保护仍能起到保护作用。但漏电开关的输出中性线不准碰地,否则,漏电开关无法合闸。
⑧有了良好的接地装置,每户仍应配置漏电开关。当发生电气设备外壳带电时,接地装置的接地电阻再小,在故障未解除前,设备外壳对地电位是存在的,有电击可能。若采用漏电开关,只要漏电电流大于30mA,在0.1s时间内就可使电源断开。插座所接的电气设备,人体随时有接触的可能,因此,插座要有漏电保护。挂壁式空调因人手难以碰到,故可不带漏电保护。
(6)每户用电容量要和设计能力相符,不要盲目装接大功率电气设备为此,每户居民在电气装潢前,应初步估计室内负荷总容量,避免超过该户的设计负荷。具体数字可向当地物业管理部门咨询。
(7)电气安全设计是重点每个家庭中的家用电气设备总有好几件,天天要接触。家中既有不医事的小孩,也有略懂电气知识而不懂电气安全知识的大人,会玩弄电气设备,为了确保用电安全,电气安全设计必须作为重点。对小孩能触及的插座,应选择带保护板的插座,避免小孩把金属物体塞进插座内造成电击。
(8)不要选用“三无”产品因使用劣质的电加热器淋浴而发生电击死亡的事故,报纸刊载已有多起。因此,家庭装潢中不要选用“三无”产品,尤其是插座,“三无”产品充斥市场,应注意鉴别。不要盲目追求进口货,建议购买国产的名牌货。
2.家庭电气装潢设计中常用的图形符号和文字代号
(1)建筑平面图例
(2)常用电气图形符号见附表。
(3)线路与灯具安装方式代号
⑦线路敷设方式代号
PVC——用阻燃塑料管敷设
DGL——用电工钢管敷设
VXG——用塑制线槽敷设
GXG——用金属线槽敷设
KRG——用可挠型塑制管敷设
⑦线路明敷部位代号
LM—沿屋架或屋架下弦敷设
ZM——沿柱敷设
QM——沿墙敷设
PL——沿天棚敷设
③线路暗敷部位代号
LA——暗设在梁内
ZA—暗设在柱内
QA—暗设在墙内
PA——暗设在屋面内或顶棚内
DA——暗设在地面或地板内
PNA—暗设在不能进入的吊顶内
④照明灯具安装方式代号
D——吸顶式
L——链吊式
G———管吊式
B——壁装式
R———嵌入式
BR———墙壁内安装
(4)设备标注方法’
⑦配电线路的标注方法
a——b(c×d)e——f其中:a--回路编号
b--导线型号
c--导线根数
d--导线截面
e--敷设方式及穿管管径
f--敷设部位
表示2根导线
表示3根导线
表示n根导线
⑦照明灯具标注方法
灯具吸顶安装标注方法:
其中:a--灯数
b--型号或编号
c--每盏照明灯具的灯泡个数
d--灯泡容量,W
e--灯泡安装高度,m
论文摘要:电梯的电气控制设备由制造厂成套供应,电气控制设备的电源进线及控制和配电出线由安装单位配套。电气设计只需为下列用电设备提供电源、选配断路器和配电线路。
1概述
电梯电气控制设备由制造厂成套供应,电气控制设备的电源进线及控制和配电出线由安装单位配套。电气设计只需为下列用电设备提供电源、选配断路器和配电线路。
电梯主电源;轿厢、机房和滑轮间的照明和通风;轿顶和底坑的电源插座;机房和滑轮间的电源插座;电梯井道的照明;报警装置。
2配电设计
2.1电梯的负荷分级和供电要求,应与建筑的重要性和对电梯可靠性的要求相一致,并符合国家标准《供配电系统设计规范》的规定。高层建筑和重要公建的电梯为二级,重要的为一级;一般载货电梯、医用电梯为三级,重要的为二级;多层住宅和普通公建的电梯为三级。高层建筑中的消防电梯,应符合国家标准《高层民用建筑设计防火规范》的规定。
2.2电梯的供电,宜从变压器低压出口(或低压配电屏)处分开自成供电系统。
一级负荷电梯的供电电源应有两个电源,供电采用两个电源送至最末一级配电装置处,并自动切换,为一级负荷供电的回路应专用,不应接入其它级别的负荷;
二级负荷电梯的供电电源宜有两个电源(或两个回路),供电可采用两个回路送至最末一级配电装置处,并自动切换。当变电系统低压侧为单母线分段且母联断路器采用自动投入方式时,可采用线路可靠独立出线的单回路供电。亦可由应急母线或区域双电源自动互投配电装置出线的、可靠的单回路供电。
消防电梯的供电,应采用两个电源(或两个回路)送至最末一级配电装置处,并自动切换。
三级负荷电梯的供电,宜采用专用回路供电。
2.3每台电梯应装设单独的隔离电器和保护装置,并设置在机房内便于操作和维修的地点,应能从机房入口处方便、迅速地接近。如果机房为几台电梯共用,各台电梯的隔离电器应易于识别。隔离电器应具有切断电梯正常使用情况下最大电流的能力但不应切断下列设备的供电:轿厢、机房和滑轮间的照明和通风;轿顶和底坑的电源插座;机房和滑轮间的电源插座;
电梯井道的照明;报警装置。
上述照明、通风装置和插座的电源,可以从电梯的主电源开关前取得,由机房内电源配电箱(柜)供电或单设照明配电箱,或另引照明供电回路并单设照明配电箱。
2.4主开关选择
电梯电源设备的馈电开关宜采用低压断路器。低压断路器的额定电流应根据持续负荷电流和拖动电动机的起动电流来确定。过电流保护装置的负载-时间特性应设备负载-时间特性曲线相配合。
2.5照明、通风装置和插座的供电回路,根据设备所在部位和工作特点划分,至少应分为两个供电回路并分别设置隔离电器和保护装置:
轿厢用电设备(照明、通风、插座和报警装置)供电回路和保护断路器(如同机房中有几台电梯驱动主机,每个轿厢均应设置一个),此断路器应设置在相应的主开关旁。
机房、井道和底坑用电设备(照明、通风和插座)供电回路和保护断路器,此断路器应设置在机房内,靠近其入口处。
3电气照明、通风装置和插座设置及控制
3.1电梯井道照明
封闭式电梯井道应设置永久性的电气照明,在维护修理期间,即使门全部关上,井道亦能被照亮。井道最高和最低点0.5米以内,各装设一盏灯,中间最大每间隔7m设一盏灯,照度应不小于50lx,分别在机房和底坑设置一控制开关。
3.2电梯机房照明和电源插座
机房应设有固定式电气照明,地板表面上照度应不小于200lx。在机房内靠近入口(或几个入口)的适当高度处设有一个开关,以便进入时能控制机房照明。机房内应设置一个或多个电源插座。
3.3轿厢照明和电源插座
轿厢应装备永久性的电气照明,控制装置上的照度应不小于50lx,轿厢地面上的照度宜不小于50lx。如果照明是白炽灯,至少要有两只并联的灯泡。
要有可自动再充电的紧急电源,在正常照明电源被中断的情况下,它能至少供1W灯泡用电1h。在正常照明电源一旦发生故障情况下,应自动接通照明电源。轿顶应设置一个或多个电源插座。
3.4底坑插座
底坑距底0.5m处应设置一个电源插座。插座需有防护措施和有一定的防水能力,宜至少达到IP21。
4线路敷设
4.1线缆选择
选择电梯供电导线时,应按电动机铭牌电流及其相应的工作制确定,导线的连续工作载流量应不小于计算电流,线路较长时,还应校验其电压损失(直流电梯电源电压波动范围应不大于±3%,交流电梯±5%)。4.2配线选型
根据不同用途,配线可选用导线、硬电缆和软电缆,应有不同的保护方式和敷设方式.
5防灾及报警装置
5.1消防电梯和平时兼作普通电梯的消防电梯,在撤离层靠近层门的候梯处增设消防专用开关及优先呼梯开关,供火灾时消防队员使用。
5.2为使乘客在需要时能有效地向轿厢外求援,应在轿厢内装设乘客易于识别和触及的报警装置。该装置应采用警铃,对讲系统,外部电话或类似形式的装置。
5.3超高层建筑和级别高的公建,在防灾控制中心宜设置电梯运行状态指示盘。
5.4消防电梯轿厢内应设消防专用固定电话,根据需要可以设闭路监视摄像机。
6防雷等电位联结
二类防雷建筑物超过45m和三类防雷建筑物超过60m的建筑,应采取防雷等电位连接措施,电梯导轨的底端和顶端分别与防雷装置连接(接闪器、引下线、接地装置和其它连接导体等)。
7电梯机房、井道和轿厢中电器装置的间接接触保护
7.1低压配电系统零线和接地线应始终分开。
7.2整个电梯装置的金属件,应采取等电位联结措施。接地支线应分别接至接地干线接线柱上,不得互相连接后再接地。
在各个底坑和各机房均设置等电位连接端子盒,并与防雷装置连接。端子盒分别单独用接地线接至等电位联结端子板,以便于检查和维护。采用铜芯导体,芯线截面不得小于6mm2,当兼用作防雷等电位联结时,采用铜芯导体,芯线截面不得小于16mm2。
轿厢接地线如利用电缆芯线时,不得少于两根,采用铜芯导体,每根芯线截面不得小于2.5mm2。
7.3电位连接、保护接地及电梯控制计算机工作接地与建筑内其它功能的接地共用接地装置。
1、产生与技术标准分支电缆是在普通塑力缆基础上发展而来。
由于现代文明的发展,都市的高层建筑越来越普及,在高层建筑配电系统电气设计中,供电可*性、工程经济性和施工便利性越来越重要,采用普通电力电缆供电,三者的矛盾总难完全统一,只能根据不同工程而有所侧重。按传统方法,在楼层配电设计中,通常采用的办法有三种:
(1)放射式,由地下配电间分别对各个楼层引电缆直接供电,却需要大量的电缆、桥架和较大的电缆井,造价高,经济性最差。
(2)链接法,由配电间引出电缆至底层配电箱,再由底层逐层向上链接供电,此法经济性最佳,但由于层数越多,安全系数越低(安全系数是逐级相乘)。
(3)分区树干式,把一座高层建筑划分成n个单元区,每个单元采用电缆接从配电室供电,然后再分配至单元区内各个楼层。经济性都比较好,经常被采用。
(4)干线电缆分支法,从配电室引出一根(或数根)主干电缆,每个楼层在干线电缆上供头分支,此法经济性最好,但施工却是最麻烦的,更麻烦的是在主电缆上做楼层分支头时,受电缆的结构和现场施工条件以及人员素质的影响,接头质量参差不齐,但这种方法却促使人们想到把接头与电缆一同制造,由此诞生了新一代的建筑配电电缆——分支电缆。
分支电缆是把经过专门工艺处理的单芯电力电缆作为建筑主干电缆,根据各具体建筑的结构特点和尺寸量体裁衣,预先把分支接头与分支线、主干电缆一同设计制造。是把上面第(4)种方法中现场施工和管理的工作由专业制造厂完成,而且工艺一致性也带来了质量一致。
分支电缆较早出现于英国和日本,在技术标准方面,1980年,日本电线工业协会颁布了第一部行业性标准JCS376(1980),随着技术的发展与进步,在1992年对该标准进行了修订,放宽了对产品结构材料方面的要求,提高了成品技术指标,目前,国内正规的分支电缆生产厂的产品标准主要是以该标准为基础。
2、结构分支电缆在结构上,分为单芯型和多芯绞合型两种,每根单芯分支电缆又可分为三部分:
(1)主干电缆;(2)支线电缆;(3)分支连接体。
目前,因单芯型分支电缆结构简单,本论文由
型分支电缆实质上是多个单芯电缆的绞合体,而不是传统概念多芯电缆的结构,多芯型分支电缆的每项导体外面都有单独的绝缘和护套,每根线芯有独立的分支连接体。多芯型分支电缆具备一般多芯电缆的运行性能,国内只有为数极少的大型综合性电缆厂才具备生产能力,目前也已在推广应用中。
3、性能分支电缆是一种新型的电力配送电缆,其关键性能有两项:首先,一根具备良好品质的分支电缆,必须是性能优良的电力电缆,对于国内产品,其导体性能、绝缘性能、材料的机械物理性能均应符合GB12706-91标准——电缆的性能是分支电缆产品的基础指标。
第二,分支连接体的性能至关重要,这是分支电缆的关键性能。分支连接体把干线电缆与支线电缆的导体连为一体,并作绝缘防潮处理。从外观上看,无法知道内部接头质量,有两项重要的试验能够检测接头性能,即机械拉力试验和电热循环试验。对机械拉力试验而言,分支连接体(含干线与支线导体)的拉断力应保持在连接前的80%以上,对电热循环试验而言,在125次一定时间间隔的额定载荷与空载循环后,分支连接体的温度不得大于电缆表面温度的8℃。决定分支连接体的机械与电气性能的关键在于分支连接体的材料和工艺。对广大用户而言,应充分关心分支电缆的电缆质量、接头的材料选择和生产工艺工装。
我们讲,分支电缆更适合于现代建筑的配电系统,为什么?要分析这个问题,我们必须首先弄清楚相关电气设计规范中对配电线路的要求。
二、相关规范对建筑电气系统中配电线路的设计要求
1、建筑电气相关的设计规范目前与建筑电气低压配电系统设计有关的规范主要有:
(1)GB50052-1995供配电系统设计规范
(2)GB50054-1995低压配电设计规范
(3)JGJ/T16-92民用建筑电气设计规范
(4)GBJ16-87建筑设计防火规范(1997年版本)
(5)GB50045-1995高层民用建筑设计防火规范其中:《供配电系统设计规范》和《低压配电设计规范》是两项基础规范,主要内容参照采用了IEC标准。本论文由
致,但由于这是一个建筑行业的专业标准,建筑相关的部分规定更具体,如供电系统的负荷简等级,除规定分级原则外,更规定了各类具体建筑名称的负荷级别。
由于上述规范在颁布实施时,分支电缆产品在国内还没有应用先例,因此在规范中并未提及分支电缆,但在众多条款中体现了设计指导方向,总的说来,有三种观点:
1、关于配电级数——越少越好;
2、关于配电方式,从高到低依次为放射式>树干式>分区树干式>链接式;
3、关于安装敷设方式,应与环境、建筑特征、机电应力等多种因素相适应。
(一
)、关于配电级数:对配电级数而言,GB50052-95第3.07条规定:供电系统应简单可*,同一电压供电系统的变配电级数不宜多于两级,JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》中8.14条规定:“自变压器一次侧至用设备之间的低压配电级数不宜超过三级,但对非重要负荷供电时,可超过三级。”上述规范体现了一个要领,那就是配电级数越少越好,越少可*性越高,技术越先进。
(二)、关于配电方式,GB50052-95中第6.02、6.03、6.04、6.05条中提出:“在正常环境的车间或建筑物内,当大部分用电设备为中小容量,但无特殊要求时,宜采用树干式配电”,“当用电设备为大容量,或负荷性质重要,或在有特殊要求的车间、建筑物内,宜采用放射式配电”,“当部分用电设备离供电点较远,而彼此相距很近、容量很少的用电设备,可采用链式配电,但每一回路环链设备不超过5台,其总容量不宜超过10kW”:“在高层建筑物内,当向楼层各配电点供电时,宜采用分区树干式配电,但部分较大容量的集中负荷或重要负荷,应从低压配电室以放射式配电”。
(三)、JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》中对配电方式有更为详细的规定,如:“8.2.15居住小区的高层建筑,宜采用放射式配电”“8.2.2.4除多层民用住宅外的其他民用建筑,对于较大的集中负荷或较重要的负荷应从配电室以放射式配电;对于向多层配电间或配电箱配电,宜采用树干式和分区树干式的方式”“由层间配电间或层配电箱至各分配电箱的配电,宜采用放射式与树干式结合的方式”,“8.2.3.2对于容量较大的集中负荷或重要负荷,宜从配电室以放射式配电对各层配电间的配电宜采用下列方式之一:
(1)工作电源采用分区树干式,本论文由
(2)工作电源和多用电源都采用由首层到顶层垂直干线方式。
(3)工作电源采用分区树干式,多用电源取自应急照明等电源干线。
上述规定,是限于制定规范时,分支电缆尚未在国内推广应用,供电线路主要依赖普通电力电缆和母线。笔者认为,在应用分支电缆配电后,上述规定应该可以简化。放射式高于树干式,又高于链接式的观点。
(四)、关于电缆和母线安装敷设方式。
GB50054-94中5.5.1、JGJ/T16-92中9.12.1都规定“封闭母线宜用于干燥和无腐蚀性的屋内场所。”
GB50054-94中5.7.2、JGJ/T16-92中4.13.5规定“竖井垂直布线时应考虑下列因素:……。垂直干线与分支线的连接方法。”
GB50054-94中5.7.3竖井内垂直布线采用大容量单芯电缆大容量线线作干线时,应满足下列条件:
1、载流量要留有一定的裕度;本论文由
GBJ16-87《建筑设计防火规范》中10.1.4规定:“消防用电设备的配电线路应穿管保护。当暗敷时应敷时应敷设在非燃烧体结构内,其保护层厚度不应小于3cm,明敷时必须穿金属管,并采取防火措施。采用绝缘和护套为非延续燃性材料的电缆时,可不采取穿金属管保护,但应敷设在电缆井沟内。
GB50045-95《高层民用建筑设计防火规范》中对消防电源及其配电,9.1.4条也规定了相同内容。
上述规范说明:电缆配电比母线具有更好的环境适应性,安装敷设更便利。
在熟悉电气规范的相关规定后,让我们来分析分支电缆配电方法与规范的符合性与技术先进性.
三、分支电缆配电的技术先进性
1、分支电缆的配电方式分支电缆配电系统一般如图所示,在一个n层的大楼中,垂直竖井干线和各楼层供电由一根整预制的分支电缆完成,PG是总配电柜,PX是楼层配电箱,ZJX是转接箱,当PG与ZJX之间距离不远时,(满足载流量与起动运行压降要求)一般不予选用,这样可减少一个连接点,节约投资。
2、分支电缆配电的技术先进性从上述配电系统的分析中,可以知道分支电缆可以使楼层配电简化成二级配电,每个楼层都可以达到最简单的二级配电,符合规范中配电级数越少越好的原则,这是先进性之一。
分支电缆配电系统的实质是一种放射式配电系统,适用于各种重要场合甚至是特别重要场合的配电,这是先进性之二。
分支电缆是一种经过预制的电力电缆,本论文由
在出厂时经受过水中耐压和绝缘电阻试验,因此对环境要求低,能适用于潮湿、盐雾酸碱等环境,而母线在规范中明确不能应用于这些环境,比母线适用范围广。而且,其安装方式简便,施工工期短,工费低,符合规范中设计应注重经济性的观点,这是其技术先进性之三。
四、分支电缆配电设计的注意点
我们已分析:分支电缆配电系统的技术先进性,可以说分支电缆就是一种为现代建筑度身定做,量体裁衣的专业产品,具有最佳的适用性和技术经济性,但在工程设计中,需注意一点——那就是分支线的保护问题。对由于支线截面一般都有比干线小,因此,当支线发生过载或短路时,干线保护系统一般不会对其发生作用,必须在支线配电箱中设置保护器,保护器与分支接头问题不超过3m,如超过,分支线必须受敷设在不燃的管或槽中,且当该段发生单相或两相短路时,干线保护应能够断开。对此,应予以注意。
分支电缆作为一种从国外传入的新型建筑配电电缆,
员认同并使用。本文旨在说明分支电缆配电与现有建筑电气相关规范的一致性,并能更好地体现规范的指导思想。是一种能满足现有规范的一种最先进、经济的配电方式。因水平所限,文中如有谬误,敬请读者指正。
(1)目前,住宅设计大量选用模数化配电箱,其中大部分型号是PZ30,但PZ30是不应该在住宅中使用的。因为,PZ30和PZ20是同时开发的两个系列,分别按两种使用场合设计的,PZ20按非熟练人员场合设计,主要用于家庭和类似场所;PZ30则按熟练人员使用设计,主要用于工业场所。在英国,PZ20应符合BS5486-13,PZ30应符合BS5486-12。在BS5486-13非熟练人员用的模数化终端组合电器标准中,强调单相电路和结构上要设有各种保护和防护,如主开关为隔离开关,主开关应设有端子外罩,以便开关在断开位置时,安装载有电压的端子。电器间的联接线上,应设有障板,用来防止无意识的直接接触,同时外壳中还设有挡板,用以挡住接近时可能出现的直接接触和对电器元件的电弧起防护作用。至于工业用的PZ30,结构上相应要简单得多。另外,PZ20的污染等级必须满足2级而安装类别(过电压级别)为Ⅲ类,而PZ30污染等级必须满足3级,安装类别为Ⅱ类。因此,只要电气间隙爬电距离足够,很多三相系统PZ20能代替PZ30系列。由此可见,PZ30不应在住宅中使用。
(2)某些旧住宅在进行配电改造设计时,采用直敷布线,当导线垂直敷设时,未经任何保护就进入距地14m的明装照明开关。不符合现行国家标准《低压配电设计规范》GB50054-95的第521条第3款"当导线垂直敷设至地面低于18m时,应穿管保护"的规定。
(3)暗敷线路按最近路线敷设时,由于住宅的面层比较薄,线路管线交叉不易处理;另外照明线路通常利用顶棚灯的接线盒进线分线,在住户铺设木地板时,往往将敷设在地坪内的管线打断,造成电气不安全和使用的不方便。暗敷线路沿板孔、墙缝垂直或平行于地面敷设,就可以避免上述问题的发生,因为管线交叉可以在墙缝中解决,而照明线路则在墙的拐弯处利用接线盒进行分线,而非顶棚灯的接线盒,这样住户也可根据《住宅使用说明书》中的配电平面图,了解进入灯具线路的具体方向和位置,从而避免在铺设木地板时将管线打断。
(4)由于住户搬进住宅后一般会装修,为避免浪费,只在灯位处布置灯座。我国正在大力推广实施绿色照明工程,对于家庭来说,紧凑型荧光灯是取代白炽灯的最好选择。但是由于种种原因,卡口灯座在更换光源时,稍不注意,就会电着人,加之紧凑型荧光灯的灯头是螺口,不能用卡口灯座,所以在住宅设计时应选用螺口灯座,以确保住户使用安全和方便住户更换光源。
(5)忽视浴室的电气安全措施在浴室发生电击事故的危险机遇特别大,因为潮湿人体的接触电阻大都非常小,所以很小的接触电压也会发生严重的电击事故与死亡事故。由于这一缘故,浴室被称为电气安全的特殊场所,但我国却至今没有特殊场所的国家电气标准,仅在行业标准《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16-92)(以下简称《民规》)有一些电气安全措施的规定。
1:配电箱与浴室不应共用一个墙体。因为配电箱所在墙的另一面,往往是浴室的0、1和2区,住户在洗澡时,水分会渗透墙体而进入配电箱内,从而会造成电气事故。另外采用国际电工标准(IEC)规定,由西门子出版的《电气安装技术》一书的第963页,规定"区域0、1和2除了为区域1和2中的固定安装电器敷设深入墙内不超过5cm的导线外,不得在墙灰底部和墙灰中以及护墙板的后面敷设导线"。根据笔者的理解,此条规定0、1和2区所在墙的另一面不能敷设导线,那就更不能布置配电箱了。
另外,配电箱与浴室共用一个墙体,就会有其他房间的线路经过浴室内的0、1、2和3区,而这样又违背了《民规》14828条"在0、1及2区内,不允许非本区的配电线路通过;也不允许在该区内装设接线盒"的规定。而《电气安装技术》的第963页的规定更加严格"区域0、1、2和3区不允许有通向其他房间或地段的作馈电用的电缆和电线",第965页则写着"从安全角度考虑,这一规定原则上应适应装有浴缸或淋浴装置的整个浴室"。
2:《民规》14829条规定"0、1和2区内,严禁装设开关设备及辅助设备"。但有些设计中,将插座布置在浴室内的1区和2区里,虽然插座为防水型的。3:很多住宅设计的电气线路采用钢管保护,在浴室里也是一样,对于这一点,《民规》没有任何规定。但是,IEC标准却要求进入浴室的电气线路应具备双重绝缘,即导线应穿塑料管敷设而不应穿钢管敷设,即便住宅内线路都穿钢管敷设,进入浴室也应加穿塑料保护管,这样既可提高线路绝缘水平,还可避免穿线钢管引入不应有的电压。《电气安装技术》第964页规定导线"敷设在非金属管道中"。
关键词:住宅电气设计供电系统
随着《住宅设计规范》的实施,和广大设计人员的不断努力,住宅供电系统日渐合理,供电容量充足,用电安全可靠。但每当一幢新楼交付使用,用户入住装修时,总能见到对原有电气设施改、拆,甚至干脆废弃不用,造成巨大的人力,财物浪费。细加分析用户主要改变的是,供电末端设施的位置和数量,并非供电系统本身。
电气设施的布置要求,是由住宅的布局,现阶段室内布置的方式,以及拥有的家电数量决定的,当然也有地域、年龄、职业的差异。具体到室内某一部分是由其功能所决定的,下面就室内几大功能区常见布置,电气设施设计谈一些个人的体会:
一、卧室卧室是人休息的地方是室内最重要的场所。卧室的家具主要有:床、床头柜、衣柜等。电气设计包括:照明、电源插座和电话、电视插座,设计时应该注意的是:灯具应设在除去衣柜位置的中央,否则家具一就位灯位就显偏了;灯具宜采用组合式吸顶安装(由于室内净高一般在2.6以下)双联开关控制,供不同使用功能选用不同照度。
电源插座应避开衣柜和床头位置,在两则墙上安装,距地0.4米为宜。电话插座设于床与床头柜之间,电视插座设于相对的墙面上,与电源插座平行安装。卧室空间较小宜采用窗式空调,空调插座应设于避开衣柜一侧窗户旁墙面上高度宜为2米。
二、起居室起居室是家人聚集,招待客人的场所。主要家具包括:沙发,茶几,桌椅等。电气设计包括:照明,各种插座,室内配电箱等。
一般起居室两面为墙,一面为窗。电视一般布置在较短的一面墙中部,沙发依较长一面墙布置,电话机布置在沙发转角的小茶几上。这样电视插座就应设在较短一面墙中部,电话插座应在沙发转角茶几旁的墙上,电源插座也布置相应的位置即可,高度0.4米为宜。
起居室应采用组合式灯具,设计时应考虑采用多联开关,灯具宜设于沙发合围的中央上方。
起居室根据其面积大小可采用窗式或柜式空调,在外窗附近的某一墙面上设一组插座,底边距地2米,以便为窗式空调提供电源,并在此插座垂直下方距地0.4米处设一组插座,以备将来使用柜式空调。
户内配电箱可安装在入户门附近的墙上,此箱仅在检修或故障时使用,故可安装在较高位置,考虑到住宅层高级结构梁的影响,此箱底边距地2米暗装比较合适。
三、厨房厨房内的用电设备比较多有:微波炉,电饭煲,冰箱,抽油烟机等。因此在厨房内应布置足够多的电源插座。
新装修的厨房一般做一排厨柜和吊柜,厨柜高度约为0.7米,厚0.5米,吊柜在其上方底边距地为1.6米,厚度为0.3~0.4米。电源插座宜设在厨柜与吊柜之间的墙面上,距地高度宜为1.5米设两组以上。抽油烟机一般嵌于吊框内安装,其插座宜设于吊柜内侧墙上,高度2米左右为宜。冰箱插座宜设于厨房角部。
厨房灯具设于房间中央采用吊线罩灯,普通跷板开关门外控制。
四、卫生间卫生间的电气设计一般包括:顶灯、镜前壁灯、排气扇,近一段时间按摩浴缸,暖风机,浴霸等较大负荷设备也逐渐进入卫生间。
镜前壁灯设于洗面盆高度1.8米,顶灯设于卫生间中央采用防潮型吸顶安装,排气扇设于风道口旁高2-2.4米,在室外墙上设多联开关控制。在洗面盆旁侧墙上设带隔离变压器的剃须插座距地高度1.5米。一般卫生间不考虑按摩浴缸,当需设置时,建议其供电回路设置现场隔离开关,隔离开关可配小开关盒暗设于卫生间就近外墙上,安装时再引出接线。另外,热水器,排气扇不宜直接用插座供电,可用暗盆出线预留1米左右长的导线,在安装时接入电器;卫生间的取得设备容量一般为800~1500W,可将零线引入设于室外的开关盒内,供二次装修时明管敷线,引入吊顶供电,设计时考虑其负荷。若洗衣机也放在卫生间,采用防溅插座距地1.5米供电。
1、交流接触器的结构与参数
一般使用中要求交流接触器装置结构紧凑,使用方便,动静触头的磁吹装置良好,灭弧效果好,最好达到零飞弧,温升小。按照灭弧方式分为空气式和真空式,按照操动方式分为电磁式、气动式和电磁气动式。
接触器额定电压参数分为高压和低压,低压一般为380V,500V,660V,1140V等。
电流按型式分为交流、直流。电流参数有额定工作电流、约定发热电流、接通电流及分断电流、辅助触头的约定发热电流及接触器的短时耐受电流等。一般接触器型号参数给出的是约定发热电流,约定发热电流对应的额定工作电流有好几个。比如CJ20-63,主触头的额定工作电流分为63A,40A,型号参数中63指的是约定发热电流,它和接触器的外壳绝缘结构有关,而额定工作电流和选定的负载电流、电压等级有关。
交流接触器线圈按照电压分为36、127、220、380V等。接触器的极数分为2、3、4、5极等。辅助触头根据常开常闭各有几对,根据控制需要选择。
其他参数还有接通、分断次数、机械寿命、电寿命、最大允许操作频率、最大允许接线线径以及外形尺寸和安装尺寸等。接触器的分类见表1
表1常用接触器类型
使用类别代号适用典型负载举例典型设备
AC-1无感或微感负载,电阻性负载电阻炉,加热器等
AC-2绕线式感应电动机的启动、分断起重机,压缩机,提升机等
AC-3笼型感应电动机的启动、分断风机,泵等
AC-4笼型感应电动机的启动、反接制动或密接通断电动机风机,泵,机床等
AC-5a放电灯的通断高压气体放电灯如汞灯、卤素灯等
AC-5b白炽灯的通断白炽灯
AC-6a变压器的通断电焊机
AC-6b电容器的通断电容器
AC-7a家用电器和类似用途的低感负载微波炉、烘手机等
AC-7b家用的电动机负载电冰箱、洗衣机等电源通断
AC-8a具有手动复位过载脱扣器的密封制冷压缩机的电动机压缩机
AC-8b具有手动复位过载脱扣器的密封制冷压缩机的电动机压缩机
2、交流接触器的选用原则
接触器作为通断负载电源的设备,接触器的选用应按满足被控制设备的要求进行,除额定工作电压与被控设备的额定工作电压相同外,被控设备的负载功率、使用类别、控制方式、操作频率、工作寿命、安装方式、安装尺寸以及经济性是选择的依据。选用原则如下:
(1)交流接触器的电压等级要和负载相同,选用的接触器类型要和负载相适应。
(2)负载的计算电流要符合接触器的容量等级,即计算电流小于等于接触器的额定工作电流。接触器的接通电流大于负载的启动电流,分断电流大于负载运行时分断需要电流,负载的计算电流要考虑实际工作环境和工况,对于启动时间长的负载,半小时峰值电流不能超过约定发热电流。
(3)按短时的动、热稳定校验。线路的三相短路电流不应超过接触器允许的动、热稳定电流,当使用接触器断开短路电流时,还应校验接触器的分断能力。
(4)接触器吸引线圈的额定电压、电流及辅助触头的数量、电流容量应满足控制回路接线要求。要考虑接在接触器控制回路的线路长度,一般推荐的操作电压值,接触器要能够在85~110%的额定电压值下工作。如果线路过长,由于电压降太大,接触器线圈对合闸指令有可能不起反映;由于线路电容太大,可能对跳闸指令不起作用。
(5)根据操作次数校验接触器所允许的操作频率。如果操作频率超过规定值,额定电流应该加大一倍。
(6)短路保护元件参数应该和接触器参数配合选用。选用时可参见样本手册,样本手册一般给出的是接触器和熔断器的配合表。
接触器和空气断路器的配合要根据空气断路器的过载系数和短路保护电流系数来决定。接触器的约定发热电流应小于空气断路器的过载电流,接触器的接通、断开电流应小于断路器的短路保护电流,这样断路器才能保护接触器。实际中接触器在一个电压等级下约定发热电流和额定工作电流比值在1~1.38之间,而断路器的反时限过载系数参数比较多,不同类型断路器不一样,所以两者间配合很难有一个标准,不能形成配合表,需要实际核算。
(7)接触器和其它元器件的安装距离要符合相关国标、规范,要考虑维修和走线距离。
3、不同负载下交流接触器的选用
为了使接触器不会发生触头粘连烧蚀,延长接触器寿命,接触器要躲过负载启动最大电流,还要考虑到启动时间的长短等不利因数,因此要对接触器通断运行的负载进行分析,根据负载电气特点和此电力系统的实际情况,对不同的负载启停电流进行计算校合。
3.1控制电热设备用交流接触器的选用
这类设备有电阻炉、调温设备等,其电热元件负载中用的绕线电阻元件,接通电流可达额定电流的1.4倍,如果考虑到电源电压升高等,电流还会变大。此类负载的电流波动范围很小,按使用类别属于AC-1,操作也不频繁,选用接触器时只要按照接触器的额定工作电流Ith等于或大于电热设备的工作电流1.2倍即可。
3.2控制照明设备用的接触器的选用
照明设备的种类很多,不同类型的照明设备、启动电流和启动时间也不一样。此类负载使用类别为AC-5a或AC-5b.如果启动时间很短,可选择其发热电流Ith等于照明设备工作电流1.1倍。启动时间较长以及功率因数较低,可选择其发热电流Ith比照明设备工作电流大一些。表2为不同照明设备用接触器选用原则。
3.3控制电焊变压器用接触器的选用
当接通低压变压器负载时,变压器因为二次侧的电极短路而出现短时的陡峭大电流,在一次侧出现较大电流,可达额定电流的15~20倍,它与变压器的绕组布置及铁心特性有关。当电焊机频繁地产生突发性的强电流,从而使变压器的初级侧的开关承受巨大的应力和电流,所以必须按照变压器的额定功率下电极短路时一次侧的短路电流及焊接频率来选择接触器,即接通电流大于二次侧短路时一次侧电流。此类负载使用类别为AC-6a.
3.4电动机用接触器的选用
电动机用接触器根据电动机使用情况及电动机类别可分别选用AC-2~4,对于启动电流在6倍额定电流,分断电流为额定电流下可选用AC-3,如风机水泵等,可采用查表法及选用曲线法,根据样本及手册选用,不用再计算。
绕线式电动机接通电流及分断电流都是2.5倍额定电流,一般启动时在转子中串入电阻以限制启动电流,增加启动转矩,使用类别AC-2,可选用转动式接触器。
当电动机处于点动、需反向运转及制动时,接通电流为6Ie,使用类别为AC-4,它比AC-3严酷的多。可根据使用类别AC-4下列出电流大小计算电动机的功率。公式如下:
Pe=3UeIeCOS¢η,
Ue:电动机额定电流,Ie:电动机额定电压,COS¢:功率因数,η:电动机效率。
如果允许触头寿命短,AC-4电流可适当加大,在很低的通断频率下改为AC-3类。
根据电动机保护配合的要求,堵转电流以下电流应该由控制电器接通和分断。大多数Y系列电动机的堵转电流≤7Ie,因此选择接触器时要考虑分、合堵转电流。规范规定:电动机运行在AC-3下,接触器额定电流不大于630A时,接触器应当能承受8倍额定电流至少10秒。
对于一般设备用电动机,工作电流小于额定电流,启动电流虽然达到额定电流的4~7倍,但时间短,对接触器的触头损伤不大,接触器在设计时已考虑此因数,一般选用触头容量大于电动机额定容量的1.25倍即可。对于在特殊情况下工作的电动机要根据实际工况考虑。如电动葫芦属于冲击性负载,重载启停频繁,反接制动等,所以计算工作电流要乘以相应倍数,由于重载启停频繁,选用4倍电动机额定电流,通常重载下反接制动电流为启动电流2倍,所以对于此工况要选用8倍额定电流。
3.5电容器用接触器选用
电容器接通时电容器产生瞬态充电过程,出现很大的合闸涌流,同时伴随着很高的电流频率振荡,此电流由电网电压、电容器的容量和电路中的电抗决定(即与此馈电变压器和连接导线有关),因此触头闭合过程中可能烧蚀严重,应当按计算出的电容器电路中最大稳态电流和实际电力系统中接通时可能产生的最大涌流峰值进行选择,这样才能保证正确安全的操作使用。
选用普通型交流接触器要考虑接通电容器组时的涌流倍数、电网容量、变压器、回路及开关设备的阻抗、并联电容器组放电状态以及合闸相角等,一般达到50至100额定电流,计算时比较烦琐,可以参见文献1.
如果电容器组没有放电装置,可选用带强制泄放电阻电路的专用接触器,如ABB公司的B25C、B275C系列。国产的CJ19系列切换电容器接触器专为电容器而设计,也采用了串联电阻抑制涌流的措施。
选用时参见样本,而且还要考虑无功补偿装置标准中的规定。电容器投入瞬间产生的涌流峰值应限制在电容器组额定电流的20倍以下(JB7113-1993低压并联电容器装置规定);还应考虑最大稳态电流下电容器运行,电容器组运行时的谐波电压加上高达1.1倍额定工作时的工频过电压,会产生较大的电流。电容器组电路中的设备器件应能在额定频率、额定正弦电压所产生的均方根值不超过1.3倍额定电流下连续运行,由于实际电容器的电容值可能达到额定电容值1.1倍,故此电流可达1.43倍额定电流,因此选择接触器的额定发热电流应不小于此最大稳态电流。
4、有特殊要求情况下交流接触器的选用
4.1、防晃电型交流接触器
电力系统由于雷击、短路后重合闸以及单相人为短时故障接地后自动恢复等原因使供电系统晃电,晃电时间一般在几秒以下。
在有连续性生产要求的情况下,工艺上不允许设备在电源短时中断(晃电)就造成设备跳闸停电,可以采用新型电控设备:FS系列防晃电交流接触器。
FS系列防晃电接触器不依赖辅助工作电源,不依赖辅助机械装置,具有体积小、可靠性高,它采用强力吸合装置,双绕组线圈,接触器在吸合释放时无有害抖动,避免了电网失压时触头抖动引起的燃弧熔焊,因此减少了触头磨损。接触器线圈带有储能机构,当晃电发生时,接触器线圈延迟释放,其辅助触点延迟发出断开的控制信号,由此躲开晃电时间,晃电时间由负载性质和断电长短决定,接触器延时时间可调。
4.2、节能型交流接触器
交流接触器的节电是指采用各种节电技术来降低操作电磁系统吸持时所消耗的有功、无功功率。交流接触器的操作电磁系统一般采用交流控制电源,我国现有63A以上交流接触器,在吸持时所消耗的有功功率在数十瓦至几百瓦之间,无功功率在数十乏至几百乏之间,一般所耗有功功率铁芯约占65~75%,短路环约占25~30%,线圈约占3~5%,所以可以将交流吸持电流改为直流吸持,或者采用机械结构吸持、限电流吸持等方法,可以节省铁芯及短路环中所占的大部分功率损耗,还可消除、降低噪声,改善环境。
根据原理一般分为三大类:节电器、节点线圈、节电型交流接触器。
电磁系统采用节电装置,使电磁无噪声及温升低,并解决了使用节电装置有释放延时的缺点,如国产的CJ40系列。
4.3带有附加功能的交流接触器
电子技术的应用可以很方便的在接触器中增添主电路保护功能,如欠、过电压保护,断相保护、漏电保护等。电动机烧毁事故中,接触器一相接触不良的占11%,所以选择带有断相保护的断路器、接触器等电气器件也是十分必要的。
接触器加辅助模块可以满足一些特殊要求。加机械连锁可以构成可逆接触器,实现电动机正反可逆旋转,或者两个接触器加机械连锁实现主电路电气互锁,可用于变频器的变频/工频切换;加气延时头和辅助触头组可以实现电动机星-三角启动;加空气延时头可以构成延时接触器。
可以选用交流接触器的电磁线圈做电动机的低电压保护,其控制回路宜由电动机主回路供电,如由其他电源供电,则主回路失压时,应自动断开控制电源。
5、交流接触器的安装
交流接触器的吸合、断开时振动比较大,在安装时尽量不要和振动要求比较严格的电气设备安装在一个柜子里,否则要采用防震措施,一般尽量安装在柜子下部。交流接触器的安装环境要符合产品要求,安装尺寸应该符合电气安全距离、接线规程,而且要检修方便。
变压器房是饲料厂供电的源头,饲料厂的节能降耗应从变压器开始。变压器的功率损耗由空载损耗、有载损耗和负载率组成。空载损耗、有载损耗是变压器自身的损耗,由变压器铁芯和变压器绕组电阻决定。以一台S9型油变800kVA变压器为例,空载损耗为1400W,负载损耗为7500W,那么每天的耗电量为:24×(1400+7500)/1000=213.6kW•h。因此,在选择变压器时应选择低损耗、高效率的新节能变压器。变压器的取值在75%~80%较为合理,当小于30%时,可以考虑换小容量的变压器;当大于85%时,可以考虑换大容量的变压器。由于饲料企业淡、旺季明显,所以可以安装2台变压器。在旺季时,使用两台或大容量的那台变压器;在淡季时,使用1台或小容量的那台变压器。这样可以大幅度降底变压器的损耗。
2配电室
变、配电室的位置应接近负荷中心,这样可以缩短各设备供电半径,降低输送电能时电缆所产生的损耗。此损耗因与电缆电阻及负荷大小有关,因此,在设计时应合理选用电缆品种及规格,合理车间布线,缩短供电半径。以185mm2的铜芯聚氯乙烯绝缘及护套电缆为例,在20℃满负荷时,长度每增加1km,电阻增加0.099Ω,每小时耗电增加11.44kW•h。
3中央控制室
中央控制室顾名思义,是整个饲料厂的核心所在。在中央控制室内可以完成对整个饲料厂95%的设备控制,而在饲料生产的过程中,这些设备的负荷情况,决定了这些设备功率因数的高低﹑单位能耗的高低。为了确保这些设备能够始终运行在满负荷状态,可以通过自动控制系统,自动跟踪设备的负载情况,自动控制设备输出与运行,避免电能的无谓浪费。
3.1原料接收与初清工段
这一工段负责饲料厂生产所需原料的接受和清理工作。一个处理量30t/h的简单原料接受清理工段,一般由3kW除尘风机,5.5kW提升机,0.75kW清理筛设备组成。就这个简单的原料接受清理工段,每小时耗电就达9.25kW•h。至于大产量复杂的原料接受清理工段,耗电就更多了。因此做电气设计时,要对接收原料的第一台设备负载情况,进行跟踪监控,确保整个工段设备能够在满负荷状态下运行。料满后自动提醒并停止整个工段的设备,或设备空载运行一段时间后,自动提醒并停止整个工段的设备,以达到避免电能的无谓浪费。
3.2粉碎工段
粉碎,是饲料生产过程中重要工序之一,粉碎效果的好坏对饲料产品的适口性、饲喂效果及后续工序的加工有着重要影响。一般饲料中需粉碎的原料占全部配方原料的50%~80%,粉碎工序的电耗占饲料厂生产车间总电耗的30%~70%[2];这表明原料粉碎成本的控制对整个饲料生产成本的控制有着举足轻重的作用,因此在做电气设计时,首先对粉碎机应采用降压启动或软启动的方式,降低电机启停对电网的影响,并可以采用就地无功补偿的方式提高功率因数。用于粉碎机控制回路中的大型交流接触器,也可选用“交流吸合,直流保持”或永磁式微功耗接触器,其吸合瞬间功耗小,靠永磁体维持吸合,运行中无需工作电流,仅有0.8~1.5mA电子模块的工作电流,节能效果显著,与普通CJ20系列接触器相比可节电97.6%。以132kW的SFSP112×50F冠军粉碎机为例,采用正反转Y-Δ启动,启动时普通CJ20系列接触器有3420W的吸合功率,工作时每小时需要耗电0.237kW•h。而换成“交流吸合,直流保持”或永磁式微功耗接触器后,启动时吸合功率为82.08W,工作时每小时需要耗电0.00066kW•h。
3.2.1粉碎喂料器粉碎
喂料器控制着粉碎机的物料给入量,换而言之,它决定了粉碎机的效能。粉碎机在粉碎物料的过程中,由于饲料厂需粉碎不同的物料,而不同的物料粉碎机的给入量是不同的,喂料速度过快容易造成粉碎机超载甚至堵机;而喂料速度过低又会造成粉碎机效能偏低。因此,电气设计时,粉碎喂料器应用变频器控制,即实现了根据不同的物料调节给入量,同时自动控制系统自动跟踪监控粉碎机的负荷状态,根据粉碎机的负荷状态,自动调整粉碎喂料器的电机转速,确保粉碎机是在满负荷状态下运行。采用自动控制系统后,生产能力可提高0.2t/h以上,同时吨料电耗为5.0(kW•h)/t(2.5筛孔机械式出料);以时产10t的水产料生产线为例,粉碎效率提高25%,尤其是细粉碎效率能提高58%~71%,每小时就提升2.5t产能,每天设备运转10h就提升25t产能,每月开机30d就提升750t,6个月就提升4500t,以粉碎加工成本7元/t计算,半年可为公司节省4500t×7元/t=31000元的成本。
3.2.2粉碎脉冲风机
粉碎机停止后,需让粉碎脉冲风机延时停止,以保证脉冲布袋的清洁。粉碎机空气辅助系统的负压状态良好,提高风机效率,延长布袋使用时间。粉碎机合理的辅助吸风,可使粉碎机产量提高15%~35%。
3.3制粒工段
制粒工段的核心是制粒机,用于将粉碎混合了的物料压制成颗粒。在整个饲料加工生产过程中,约有30%~50%的电耗是用于制粒。制粒是饲料生产中一个很重要的环节,同时也是一个很复杂的环节。之所以说复杂,是因为原料性状、进料量、蒸汽量、生产操作、环模这些因素将制约着制粒的效率。同时粉碎粒度,调质效果,制粒过程控制,冷却条件等因素都将影响制粒的质量。无论是制粒的效率还是制粒的质量,都将对制粒机的生产效益产生影响,因此在做电气设计时,首先对制粒机应采用降压启动或软启动的方式﹑就地无功补偿的方式,提高功率因数。用于制粒机控制回路中的大型交流接触器选用“交流吸合,直流保持”或永磁式微功耗接触器,降低制粒机能耗。
3.3.1制粒喂料器
制粒喂料器的作用与粉碎喂料器相同,制粒喂料器采用变频器控制,实现制粒机物料给入量的调节。通过制粒机自动控制系统,自动跟踪监控制粒机的负荷状态﹑调质器内温度﹑水分的变化。根据制粒机的负荷﹑调质器内温度﹑水分,自动调整制粒喂料器电机转速,确保制粒机是在满负荷状态下运行。使制粒机单位产量的能耗降低。
3.3.2制粒调质器
制粒调质器也应采用变频器控制,通过制粒机自动控制系统,自动调节制粒调质器的搅拌速度,使其与制粒喂料器物料给入量相匹配;自动调节制粒调质器内蒸汽和水分的给入量,使原料中的淀粉获得充分糊化,提高制粒的效率,降低制粒机制粒时的能耗。
3.3.3冷却器风机
正确调节与控制冷却器内的风量与温度,避免过度冷却,可提高饲料的质量和降低能耗。因此冷却器风机也需采用变频器控制,由自动控制系统根据饲料颗粒的大小,环境温度﹑湿度的高低,自动调节冷却器风机的风量,冷却器内饲料得到适当冷却。
4结束语
关键词:漏电保护配电装置电气设计漏电保护器
漏电保护器(RCD)在我国应用已多年,积累了不少经验。但是在中小型民用建筑物,特别是住宅的电气设计中,应用尚不够重视。由于强制性国家标准《住宅设计规范》(GB50096-1999)自1999年6月1日起实施,进一步强调了居民用电的安全性和可靠性。因此,我们应重视中小型民用建筑物供配电线路设计中对漏电的保护。
一、安装漏电保护器的必要性
接地故障(接地短路)有金属性和电弧性两种形式。故障点熔焊,故障点阻抗可忽略不计的接地故障为金属性接地故障。这时设备外壳对地故障电压Uf为PEN线和PE线上电压降之和U
Uf=U=Id(ZPEN+ZPE)
=(ZPEN+ZPE)U0/Zs
=[U0(ZPEN+ZPE)]/[ZL+ZPEN+ZPE]
式中Id——接地故障电流(A);
U0——相电压(220V);
ZL、ZPEN、ZPE——各为相线、PEN线、PE线阻抗(Ω)
ZS——接地故障回路总阻抗(Ω)
计算中忽略了变压器阻抗。如果相线和PEN线截面相同,则ZPEN+ZPE=ZL
Uf=0.5U0=110V
考虑建筑物内等电位联结减少触电压的作用,按IEC61200-413间接接触防护-自动切断电源)标准,一般情况下,可减少约20%的接触电压,则接触电压UC为:
UC=0.8Uf=0.8*110=88V>50V;此UC足以引起人身电击事故。因此,金属性接地故障能使设备外壳带危险接触电压,其主要后果是人身电击。
当故障电流Id足够大时,回路首端的过流保护器(断路器、熔断器)也能瞬间动作,避免事故的发生。但Id值不仅与线路截面、长度有关,也与线路连接质量、布线方式以及维护管理水平等难以估量的因素有关,所以靠过流保护电源并不可靠。这就是不论TT系统还是TN系统,要求在手握式、移动式设备供电的插座回路上必须安装额定动作电流In大于30mA的瞬动漏电保护器的原因所在。
发生接地故障时,故障点不熔焊而是产生电弧、电火花(密集的电火花即是电弧)的接地故障为电弧性接地故障,如图2所示。电弧、电火花具有很大的阻抗,它限制了接地故障电流Id,使过流保护电器不能动作或延缓许久才能动作,但故障点或连接不良的PE线接头上通过Id时迸发的电弧、电火花的局部高温可高达2000-3000℃,很容易引燃近旁可燃物质,引起电气火灾。
由于故障电弧的阻抗大,220V相电压大部分降落在电弧上,分配在线路上的电压降大大减少,其结果是UC和Uf大大小于50V,因此电弧性接地故障只能引起电气火灾而不会招致人身电击事故。
二、安装两级漏电保护器
只在插座回路上安装漏电保护器的做法不能防范插座回路以外电气线路和设备电弧性接地故障引起的电气火灾,为此应按IEC60364-4-482(火灾防护)和我国《低压配电设计规范》(GB50054-95)要求,在电源进线上再安装一级漏电保护器,其额定动作电流一般为300mA,并带有约0.15s的延时,以与插座回路上的漏电保护器有选择性配合。增加这一级漏电保护器对电气投资虽略有增加,但对防范常见多发的危险接地电弧火灾却是至关重要的。另外不可实现地建筑物配电线路电弧性和金属性的接地故障进行保护。
三、四极和二极漏电保护器的应用
电气安全的一个基本要求是尽量减少开关电器的级数和触头数以及线路的连接点。开关触头之类的活动连接和线路的固定连接由于种种原因都可能因导电不良而成为事故起因,而三相回路中的中性线导电不良危险尤甚,这是因为中性线导电不良时设备依然运转,隐患不易被发现,当三相负荷严重不平衡时将导致三相电压也严重不平衡而烧坏单相设备。所以,应尽可能限制在中性线增加触头。
目前存在一种误解,即认为由于三相负荷不平衡,而中性线截面又小于相线截面,为防中性线过截而装四极开关。但IEC364-4-473(过电流防护措施)标准和我国低压配电设计规范都规定不必为此断开中性线,只需在中性线上装设过流检测元件来断来三根相线,使中性线不再有电流,过载问题自然迎刃而解了。另一种误解,即认为带有单相负荷的三相漏电保护器应采用四极的。其实漏电保护器的标准名称是“剩余电流动作保护器”,它只能在回路中出现剩余电流(如绝缘损坏引起的对地泄漏电流)时动作,而与回路不平衡电流毫不相干。因此,这些误解造成了现时一些四级漏电保护器的应用过滥。
四极(单相为二极)漏电保护器主要用于TT系统,这可用图3来说明。TT系统回路有一相发生接地故障,故障电流Id在电源接地电阻Rb上产生电压降,使中性线带故障电压Uf=Id*Rb,因中性线是绝缘的,此Uf一时并不引起事故,但此时若电气设备又发生碰外壳接地故障,漏电保护器跳闸,Uf将沿着图中虚线所示路径传导至设备外壳。因中性线未被切断,如果Uf大于50V,则漏电保护器跳闸后仍难免发生电击事故。如果TT系统采用的是四极或二极漏电保护器,则在断开线的同时中性线也被断开,从而切断Uf的传导路径,事故就不致发生。TN-C系统因不允许PEN线通过漏电保护器而无法装设漏电保护器。TN-S和TN-C-S系统内设备外壳与N线相连通,不存在上述漏电保护器动作后外壳反而出现故障电压的问题。由此可知,四极或二极漏电保护器的应用与被保护回路三相负荷是否平衡无关,而与回路接地系统类型有关。
关键词:计算负荷功率因子负荷分析法功能区保安系统保护接地
随着社会的进步和人类生活水平的提高,住宅的作用越来越重要,并且随着我国住房制度的改革,住房将全部作为商品推向市场。作为商品的住宅,其质量以及其布局是否合理将直接影响住户的使用和开发商的利益,因此住宅的设计也就更应引起设计人员的注意。
二、每户住宅内计算负荷的确定及电度表、主开关、进户导线的确定:
“计算负荷”是按发热条件选择电气设备的一个假定负荷,“计算负荷”产生的热效应和实际变动负荷产生的最大热效应相等。因为我们所选用的导线达到稳定温升的时间为:30分钟,故只有持续时间在30分钟以上的负荷值,才有可能构成导体的最高温升。我们将一年中最大需用电力设定为:Pj1。根据历史资料,一年中最大需用电力一般出现在夏季的7、8、9月份。再依据人们的生活习惯,在满足人们最大限度方便的前提下,可能同时使用的电器设备有:灯具…200W,音响…300W,冰柜…200W,空调…1300W,电冰箱…150W,微波炉或电饭煲…1000W,电视机…90W,饮水机(台式制冷)…100W,抽油烟机…50W,洗衣机…200W,其它未知设备(我们假定一个“功率因子”)…500W。
根据所列设备容量可知,能够同时使用的设备容量为:4090W。
我们可以采用“负荷分析法”来确定住宅的需用系数:
由上面分析可知:Pj1=4.09kW;Pe=17.35kW
故可得:Kx1=Pj1/Pe=4.09/17.35=0.2357,取Kx=0.24
则:Pj=PexKx=17.35x0.24=4.164kW,取Pj=4.2kW
随着国家对节约能源的宣传,人们的节电意识会明显增强。根据人们生活水平的现状,该容量在10-15年内不会突破。也许会有少数住户在使用时偶而会出现负荷过大开关跳阐的情况,从而限制了其过负荷的情况。这虽然会给住户带来一点麻烦,但总的算起来我们没有必要为了满足偶而出现的大负荷用电而将整个住宅设计的标准提高,与之比较起来显然很不合算,因此我们将负荷定为4.2kW考虑的是一种普遍现象,是能够满足大多数人的需要的。如果偶尔遇到过大的负荷,只要切除一部分用电设备就可以了,况且该种情况并不多见。
对于普通的居民来说,三居室是可以满足使用的,也是当今住宅的一种主流,虽然四居室和两居室的面积与三居室的面积有区别,但用电设备并不一定相差太大,故不一一区别,全以此类推计算,对于高级公寓和别墅的容量应根据情况适当增加,取6-10kW。
我们可以看到家用电器的功率因数为:0.6-1,故我们可以将总的功率因数设定为:0.8,则计算电流为:23.86A,因此,主进线开关的整定值可以定为25A。根据计算电流值和开关整定值可以选定进户线为:3x(BV-500-1x6),电度表为:10(40)A。
三、住宅支线回路的划分:
前面我们将住宅的计算负荷以及电度表、主开关和进户线规格进行了讨论,下面我们来讨论一下各支线回路的情况。
目前,我们设计的住宅中的电气管线有:照明、插座、空调、电视、电话,有的还提议将厨房、卫生间的插座再单设管线,这样就共有七路管线进入居室,其中这七路管线中除照明是在顶板敷设外,其余管线均敷设在地面垫层内,彼此交叉是不可避免的(地面垫层内管线彼此交叉的现象在施工中屡次发生),并且有的管线(如空调)往往是长距离的敷设,且每年中空调的利用大数并不是太多,尤其是北方地区均装有暖气,空调只是在夏季的三个月中可以使用,其它的时间均处于闲置状态,无形中就造成了浪费。同时居室中照明的用电时间是最长的,但同其它家用电器比较起来其容量却是较小的一部分,并且随着节能型灯具的开发及推广,照明支路的负荷越来越小;同时一直沿用下来的设计中灯具回路没有保护接地(按规定,只有灯具高度小于2.4米时才加装保护线,但在实际执行中不加保护线的也大有人在);另外一点也必须引起我们的重视,那就是随着住房制度的改革,人们对房子的更换时间会相对较长,有些可能一套三居室要住十几年甚至几十年,故对房子的装修是不可避免的。虽然我们在设计中已经根据建筑专业提供的家具布置图来布置电器设备插座,但是在实际的使用中,有相当一部分并不符合住户的使用要求。每个人有每个人的审美观,每个住户对自己居室的布置有自己的一套方案,从而对自己的房子就要进行二次装修改造,这必将会造成线路混乱,有些时候,我们没有设计插座的地方住户却需要,有些在装修过程中就直接由顶部的灯具引接插座,使插座没有接地保护,造成事故隐患,况且装修中有些住户需要安装壁灯来美化居室,有些安装高度低于2.4米,由于照明回路没有接地保护也就留下了事故隐患,因此在照明回路中增加保护地线也是必要的。
下面我们再来关注一下每间房间里可能拥有的电器设备;卧室:灯具,电视,空调,计算机,医疗器械等;起居室:灯具,电视,音响,饮水机,空调,医疗器械等;厨房:灯具,排烟机,冰箱,电饭煲,微波炉等;卫生间:灯具,排气扇,洗衣机,电热水器,电吹风,卫生设备;(上面房间的电器设备只是按人们现在的生活状况大致列举一下)通过上面的分析我们可以看出,容量较大的电器大致平均分布于每一个房间,因此我们可以将住宅的支路分配作一些相应的调整。
即将住宅内的支路管线按功能区设置,并且每一支路均装设漏电保护器,同一功能区内的所有电器均接于该功能区内的支路上。以一套三居室的闭职单元为例,其所需的回路数为:南面两卧室;起居室;厨房和北小卧室;卫生间。在划分功能区时我们也可以承接重墙来划分,因为居民在装修时承重墙是不能动的,而非承重墙有可能被拆掉,这样就可以保证住户在同一功能内随意改装,对其它功能区均无影响。按功能区划分支路有以下优点:
1、每一支路的所有电器均在漏电保护范围之内,用电更安全;
2、可以采用顶板布线,避免地面垫层敷设中的管路交叉;
3、方便住户将来的改造;
4、可以减少管线的用量,避免浪费;
我们的设计不仅要保证住户的用电安全,更应当为住户提供更大的方便,有时安全与方便会互相制约,我们往往会侧重考虑用电的安全性而将方便用户的概念淡化了,而按功能区划分支路管线则很好地将两者结合起来。如果面积增大可以考虑适当增加分支回路。
四、配电箱的布置
我们在住宅电气的设计中,通常是将两户(普通多层住宅)的户表箱置于楼梯间,而随着每户配电线路的增加,必然造成楼梯间管线增多,给施工带来麻烦,因此我们可以考虑在户表箱内只放置电度表、燃气和冷热水的室外计量表,将每户的分支回路开关置于户内配电箱,户内配电箱安装于室内易操作的地方。这样做首先是可以将集中于楼梯间的管线分散来布置;其次是可以使入户的管线简单,其余的管线则完全在室内布置;再次是为住户的操作带来方便。二表出户的问题已经提出了很久,并且已经有产品投入市场,有的住宅小区已经使用,只是质量和技术还有待于提高。我们在设计中可以考虑在冷热水表和煤气表对应位置的墙上预留86型接线盒,然后再预埋管线至室外户表箱,如果用户需要安装只要接上线就可以了。
五、室内灯具、插座及开关的布置
灯具、开关的布置:灯具、开关基本上按传统的布置方法,但有条件的地方应设置夜灯,起居室的开关采用双位单控开关或采用调光开关。
插座的布置:插座在住宅中起着非常重要的作用,我们通常布置插座是参照建筑专业提供的家具布置图,但是,将来的住户并不一定按照建筑师给他安排的方案来布置家具,因此,有些插座设计时是合理的,而使用时却很不方便。笔者认为我们不要单以建筑专业提供的图纸来安排插座,而是尽量的多安排一些插座,由于现在插座的价格相对来说比较便宜,总的造价增加不了太多,却给住户带来了很大的方便。同时住宅内的插座应全部设置为安全型二眼三眼插座,在比较潮湿的地方应加上防潮盖。
①卧室:卧室除有窗户外的三面墙上均设置插座,插座距地0.3米。在有窗的墙上距地2.3米设置空调插座。在阳台上距地1.8米设置一插座。
②起居室:起居室是电器布置较多的地方,并且也是人们活动较多的地方,我们所设计的插座往往被沙发或其它的家具挡住,故起居室中应在每一面墙上均设置插座,在面积较大的墙上应设置两组插座。
③厨房:应设置冰箱插座(距地1.8米)、抽油烟机插座(距地1.8米)、燃气热水器排气扇插座(带开关距地1.8米)、电饭煲插座(带开关距地1.0米)、其中燃气热水器排气扇插座为以前未考虑到的均加装防潮盖。
④卫生间:应设置洗衣机插座(带开关距地18米)、镜箱插座(距地1.8米)、视情况安装电热水器插座(带开关距地1.8米)。均加装防潮盖。
六、电视、电话出线口的设置
伴随电视技术的发展和光纤的使用,其进入家庭已经非常普遍,并且现在一台电视已经不能满足需要,有的家庭有两台或三台电视,而且现在图文电视也已经开始进入家庭,因此在起居室及每个卧室均应设置电视出线口。
电话已经成了人们生活中不可缺少的一部分,现在一般的家庭需要1~2部电话,并且每个房间均要设置电话。因为住宅电话为同一个号,住户一般需要自己并机,因此我们应将电话线引入居室后,再分引至各个房间的电话出线口,由用户自己来完成内部电话的连接。同时在工程设计中每户预留两对电话线。
七、保安系统
保安系统一般包括:门禁系统和安全报警系统。门禁系统又分为:来访应答系统和电子锁系统。门禁系统目前正逐渐的被大家接受和使用,并且生产的厂家也已经很多,但产品基本上大同小异。设计中可以同甲方协商来确定是否安装,同时我们可以参照厂家样本预留出管路以备将来安装。
安全保警系统又分为:火灾保警、毒气报警和匪警报警。安全报警系统已经引起了人们的重视,但在实际的工程中采用的并不多,其中最重要的原因就是该方面的产品还较少,其性能质量还不稳定。但随着技术的进步和人们重视程度的提高该系统一定会普及至每一户住宅。
工程设计是基本建设的龙头,设计文件是工程建设的主要依据,设计质量是决定工程质量的首要环节。我国工程质量事故统计资料显示,由设计原因导致的工程质量事故占40.1%;工程施工原因引起的占29.3%;其它原因(如设备材料质量问题等)引起的占30.6%。可见对工程质量实施三控的关键在于设计质量控制。电气工程也不例外。
2、影响工程质量的几个建筑电气设计问题
合格的建筑设计应满足七个质量特性规定的要求,即功能性、安全性、经济性、可信性、可实施性、适应性及时间性。设计单位本应将通过了设计评审的合格的设计文件交付施工。而实际上不少交付施工的设计文件都存在缺少或偏离质量特性要求的缺陷。对电气工程质量造成影响的设计问题又主要表现在安全性、可信性(包括可用性、可靠性、维修性等)及可实施性的缺失或偏离。以下就几个最常见的方面进行探讨。
2.1设计违背或偏离设计规范的规定,安全性、可信性方面不执行设计规范的现象相当普遍。
例如某市政府大楼前花园广场(包括广场绿化庭院照明、草坪照明及广场中心声光喷泉)工程提交施工酌电气施工图存在以下问题:未作电气保护接地及等电位联结设计;错误地采用TN-C低压配电系统;喷水池未按规定选用应有防护等级的电气设备及电缆。这样的设计完全违背了规范规定的安全性要求,按图施工必将留下严重的安全隐患。此前的1999年8月青岛市某喷水池曾发生数人,嬉水时被电击致死的伤亡事故,正是由于设计失误,水下灯具及潜水泵漏电而又未能及时断电所致。监理于施工前审图时及发现了上述问题,通过业主要求设计单位严格按设计规范要求修改了设计。正确的作法是:户外庭院及喷水池配电应采用局部TT系统或TN-S系统、并设置漏电保护(动作电流应不大于30mA),而不允许采用TN-C制;应设置完善的接地装置,喷水池应做等电位联结设计,而不能仅靠从大楼内引出的一根PE干线接地;潜水泵及水下灯具应采用潜水电缆配电;0区电器设备应采用1Px8防护等级,1区应为1Px5等等。
又如民用建筑低压配电线路截面选择问题。由于民用建筑用电负荷绝大多数为单相负荷,三相负荷不平衡必然导致中线通过不平衡电流;随着电脑及各种家用电器设备的发展与普及,低压电网高次谐波污染日益加剧,3次及其奇倍数谐波均构成中性电流。中线过电流并由此引发电气火灾的现象也日渐增多。为此,相关设计规范已规定“三相四线或二相三线的配电线路中,当用电负荷大部分为单相负荷时,其N线或PEN线截面不宜小于相线截面;以气体放电灯为主要负荷的回路中,N线截面不应小于相线截面……”,可见,民用建筑配电系统的干线,支干线及支线的导线截面原则上均应选择N或PEN线截面与相线截面相同。然而监理审图发现当前仍有为数不少的民用建筑配电设计中仍沿用80年代前曾采用过的作法,选用的N或PEN线截面仍为相线的1/2甚至1/4~1/3.这也是最常见的电气设计安全问题之一。
再如,关于变配电所位置的选择,相关设计规范都明确提出应考虑“设备吊装及运输方便”,这是保证可用性及维修性的基本要求。近年来我们负责监理的不少高层建筑工程项目,其设置在地下层的变配!电所及柴油发电机房的配置多违背了这个要求。比如某高层商住楼地下变配电所及发电机房,其运输通路完全被冷水机组及地下水箱阻挡。施工安装顺序只能是先将变、配电设备及发电组安装就位后再安装冷水机组及水箱,而根本未考虑运行之后发变电设备检修、更换的运输问题;又如某高层办公综合楼地下变配电所与发机房,设置在一层某会议厅底部,地下层既未考虑必要的运输检修通道,也未设足够宽度能运进设备的门框。当监理审图发现并提出这一问题时,设计单位的解答竟然是:原设计意图是从一层会议厅处将变配电及发电设备吊装就位后再浇筑该厅地板。这种意图显然是错误的,即使不考虑土建施工可能对已就位的电气设备造成的损害,大楼投入运行后电气设备的维修更换运输是否只得撬开一层会议厅地板来解决呢!须知钢筋混凝土框架结构建筑的合理使用寿命可达50年以上,而变配电设备的使用寿命仅为20年左右或更短,定期或故障维修周期就更短了。故电气设计必须妥善考虑其运输及维修吊装通道问题。
2.2设计深度不够目前施工图设计深度达不到建设部《建设工程设计文件编制深度规定》要求的现象相当普遍,主要是设计文件可实施性方面的缺陷,将直接导致施工安装困难或错误。也可能导致可用性的欠缺。由于不按规定的深度进行必要的计算与标注、也往往造成设计文件本身出现原则错误而难于及时发现,将影响项目建成的使用功能。
例如按深度规定电力及照明系统图及相应设备材料表中应详细标明选用的电气设备及材料的型号、名称、规格参数及数量。改革开改以来,我国电工产品市场异彩纷呈,国内外各种型号规格的产品琳琅满目,国家不可能对各类电气设备及材料规定统一的型号。设计标明各种设备材料的型号规格参数便显得尤为重要,这是业主或施工单位进行设备订货及采购的依据。然而近年来电气设计文件中普遍习惯于只在系统图的设备符号旁标注该设备的型号或厂家产品编号,使设备订货无所适从,并往往造成错误。比如某项目电气照明设计,设计者在系统图断路器符号旁仅标注了“A063M20A”,设备表中亦然,而未注明名称及详细参数,施工单位理解为20A普通断路器,因找不到该编号的产品而另行采购了另一种断路器。后在设备材料报验时经监理人员查对,原“A063M”乃是海格公司的一种电磁式漏电断路器的产品编号,额定电流20A,额定漏电动作电流值30mA.可见原设计中这些回路是应设漏电保护的。但因设计标注不清而引起订货错误。只得重新采购更换。又如许多电气施工图中对电缆沟只标注尺寸及走向,对电缆支架及盖板不作任何规定,或仅注明“参照XX图集XX页”,实际上国标图集中对任一种尺寸的电缆沟,其电缆支架及盖板的作法都提供了多个方案供设计时选择,设计不选定则施工方难于抉择,常按最低价方案施工。往往并不能满足实际需要,甚至可能引起结算纠纷。
再如电气照明图中按规定主要房间及场所应标注照度标准值,当然也就要求设计者进行照度计算并按计算进行灯具配置。然而当前民用建筑电气照明设计中能标注照度标准值并进行照度计算的极为罕见,绝大多数是按房屋开间及功能凭经验布灯。大多偏离了国家规定的照度标准,影响使用功能。比如经监理审图的某学校电气施工图,经核算设计达到的照度值实验室和教室仅为50~701x,不及国家标准(150LX)的一半;某局综合办公大楼中办公室及会议室设计照度仅达70~80LX,计算机房仅达约100h左右。也不及国家规定照度标准值(分别为150h及200k)的一半。
2.3相关专业设计文件衔接不清,不按规定协调配合的问题普遍存在,极易导致施工错误
例如目前普遍利用建筑物结构钢筋作为防雷接闪器、引下线及接地与等电位联结装置,按规定应在电气施工图中标出联接点、预埋件,说明敷设方式及技术措施(如焊接要求等);并在土建施工图中有相关的预埋件详图及相关的标注与说明。而实际上多数施工图仅在电气图中有防雷接地图,且标注与说明相当简略,土建施工图中则常无任何相关的说明与标注。这给工程监理及施工都带来很大困难,若施工单位经验不足则极易因工种(序)配合不当而造成施工错漏。最常见的是接地钢筋网的连接点的错、漏焊和作为外引接地联结点或检测点预埋件的漏设。尤其是建筑结构转换层,因柱(墙)内主钢筋调整、防雷引下线钢筋错接错焊的情况更易发生。
又如各专业管道、线路相互碰撞、相互矛盾的问题已成了施工图多发病,比比皆是,举不胜举。我们负责监理的好几栋大楼的地下层(含地下车库)施工图设计,审图时都发现:给排水管道及通、排风管道与照明灯具及电气管道多处相碰;多个火灾探测器被通风、排烟管道遮挡;只得修改设计后再行施工安装;再如某住宅小区由于原设计给排水与电气专业未能协调,工程竣工初验时才发现几乎每套居室内空调器安装处预留的排水管口及穿墙孔和空调电源插座分别设在外窗两侧的墙边上,即空调安装位置与插座不在同一处,插座无法使用,不得不返工重装。
关键词:高层建筑;电气设计;问题分析
工程设计是基本建设的龙头,设计文件是工程建设的主要依据,设计质量是决定工程质量的首要环节。我国工程质量事故统计资料显示,由设计原因导致的工程质量事故占40.1%;工程施工原因引起的占29.3%;其它原因(如设备材料质量问题等)引起的占30.6%。可见对工程质量实施三控的关键在于设计质量控制。电气工程也不例外。合格的建筑设计应满足七个质量特性规定的要求,即功能性、安全性、经济性、可信性、可实施性、适应性及时间性。设计单位本应将通过了设计评审的合格的设计文件交付施工。而实际上不少交付施工的设计文件都存在缺少或偏离质量特性要求的缺陷。对电气工程质量造成影响的设计问题又主要表现在安全性、可信性(包括可用性、可靠性、维修性等)及可实施性的缺失或偏离。
1高层建筑电气设计过程中应注意的问题
1.1高层建筑由于照明及空调负荷多,电梯等运输设备多,给排水设备多,所以用电量特别大,且供电的可靠性要求很高。
1.2在高层建筑中,照明与动力基本上不共用干线。动力负荷多采用放射式供电,照明负荷则多采用母线槽配电,与动力分开。
1.3由于在结构上多数采用大柱距,形成大空间,使墙面安装的设备增多,必然使地面管道增多。
1.4由于建筑构件的预制装配化及干法施工;缩短了施工周期,而且顶棚一般采用标准化、系统化的吊顶。
1.5电气设备的管线应采取防火措施。
1.6空调设备等主要用电设备分散,多数要求集中管理,即要求采用电脑管理和监控系统。
1.7采取防震措施。如配电屏、灯具等电气设备的防震;管线的层间贯通和建筑伸缩缝与沉降缝的耐震处理等。
1.8消防要求高。因为高层建筑高度高,体量大,人员密集,设备多,装饰豪华,建筑本身火灾隐患多,故对消防要求很高。
1.9节省能源是我国经济建设中的一项重大政策,节约用电又是节省能源工作中的一个重要方面,它直接关系到企业的经济效益和人们的日常生活。在高层建筑的电气设计中,要把电能消耗指标作为全面技术经济分析的重要组成部分。节电的设计方案,应根据技术先进、安全适用、经济合理、节约能源和保护环境的原则确定。采用合理的配电方式,采用高效率变压器、电动机和照明光源、无功功率补偿装置和设备监控电脑系统等措施,减少电能损耗,节约用电。采用壁灯时需将容量提高一级或增加盏数。
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组成的照明方式。混合照明中一般照明的照度应不低于混合照明总照度的5-10%,并且其最低照度不低于201x。否则,过低的一般照明和过高的局部照明所形成的照度对比度过大,亮度分布不适当而产生不应有的眩光。
2.2事故照明
当工作照明因故障全部熄灭后,供暂时继续工作或供人员疏散用的照明称为事故照明.
2.2.1应设置事故照明场所
a,在正常工作照明熄灭后,由于工作中断或误操作,将引起爆炸、火灾等严重危险的厂房或场所;
b.在无照明的情况下,由于设备继续运转或人员的通行,将造成设备、人身事故的场所;
c.高层建筑中的疏散楼梯间(包括防烟楼梯前室)、疏散走道、消防电梯室、消防控制中心、消防水泵间;公共建筑中的旅馆、礼堂、影剧院、展览厅、百货商店、体育馆等人员出入的走廊、楼梯、太平门等处。
2.2.2事故照明应采用能瞬时点燃的照明光源,一般采用白炽灯或卤钨灯。当事故照明作为工作照明的一部分而经常点燃时,又在发生故障不得切换电源的条件下,也可采用其它照明光源。
2.2.3事故照明的灯具应布置在可能引起事故的设备、材料周围和主要通道、危险地段、出入口等处,还应在事故照明灯具上明显位置涂以红色标记,以资区别。疏散指示标志可设在疏散走道距地面高度1m以内的墙面上,以及楼梯口和太平门的顶部,并要安装在非燃烧结构或装修上。
2.2.4事故照明的照度要求
用于暂时继续工作的事故照明其工作面上的照度不应低于工作照明总照度的10%。但标准较高的宾馆等建筑,其事故照明所占工作照明的比例应当为:出口指示灯为100%;楼梯照明为50%;公共场所照明为20%;客房走道照明为50%;一般走道照明为20%;总服务台、收款出纳、外币兑换等照明为100%。用于人员疏散的事故照明,其照度不应低于0.51x。
2.3警卫值班照明
在重要的车间和场所或有重要关键设备的厂房、重要的仓库等处设置作为值班时一般观察用的照明称为值班照明。值班照明宜利用工作照明中能单独控制的一部分,或者利用事故照明中的一部分或全部。
警卫照明是用于警卫地区周界附近的照明。是否设置警卫照明,应根据单位的重要性和当地保卫部门的要求来决定。警卫照明应尽量与室内或厂区的照明结合。2.4障碍照明
装设在高层建筑物尖顶上作为飞行障碍标志用的或者有船舶通行的两侧建筑物上作为障碍标志的照明称为障碍照明。障碍照明应按民航和交通部门有关规定装设。障碍照明应采用能透雾的红光灯具。装设障碍灯时,应符合下列要求:一般高层建筑物只在顶端装设。水平面较大的高层建筑物或群集高层建筑物,除在其最高顶端装设障碍灯外,还应在其外侧转角的顶端装设障碍灯。烟囱的高度在100m以上者,除在顶端装设障碍灯外还应在其三分之一和二分之一的高度处装设障碍灯。为了减少烟囱顶端的障碍灯污染程度,可在低于烟囱口4-5m处装设。为了保证障碍灯有一盏损坏时仍能从前进方向看到灯光,应装设排成等边三角形的三盏障碍灯。
2.5高层住宅室内照明要求
厕所及厨房应采用瓷质灯头或其它防水灯头;有条件时居室灯等可采用节电开关或节电灯头;楼梯间、电梯厅、公用走廊、配电室、消防控制室、消防泵房电梯机房等应设置供继续工作和疏散的事故照明。十九层及以上的高层住宅的疏散走廊、楼梯和出口应设置供疏散使用的标志灯,其安装距离为10.20m及各转角处;供电继续时间:作和疏散的事故照明兼作正常照明。如采用蓄电池作为事故照明或疏散标志灯的电源时,其连续供电时间不少于20分钟,事故照明的最低照度不应低0.51x,但配电室、消防控制室和消防泵房必须仍保持正常的照度水平;事故照明及疏散标志一般采用白炽灯,应具有玻璃或金属灯罩,并安装在非燃烧体结构上;大居室宜设置插座两组(其中一组为-个单相二极插座及一个单相带地三极插座;另一组为一个单相二极插座)。小居室、大厅宜设置插座-组(一个单相工极插座及一个单相带地三极插座)。厨房、卫生间根据需要设置-个单相带地三极插座;二极插座需采用扁、圆插孔两用型;有条件时宜采用二极加三极的连体式插座;供洗衣机的单相二极带地插座,宜带电源开关;插座的高度一般为距地0.3-0.5m(暗装安全型)或1.4-1.8m(明、暗装普通型);楼梯及公用廊道宜采用自动熄灯开关,但需在火警时能保持长明。每层的电梯前室灯应采用一般开关。
参考文献
[1]《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008年版
[2]《供配电系统设计规范》GB50052-95年版
[3]《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-952005年版
建筑电气动工是工程项目中主要的构成部分。主要包含以下三方面:供配电系统、照明系统和电力系统。对于建筑电气动工的前期准备环节,电气设计工作人员要对建筑项目的电气安装设计有明确的技术要求。在动工之前要对电气动工图纸进行详细的阅读与研究,设计图纸是动工的基础,熟练的掌握图纸的内容,有助于了解工程中各系统的详细工作,对动工中遇到的问题可以及时的发现,可以更好的控制工程的质量。之后就是对电气安装动工进度计划以及动工方法的掌握,对于电气动工图纸和有关专业动工图纸一定要仔细的核对。电气安装技术工作人员应和其他专业动工技术工作人员成立一个研讨小组,对与电气安装动工的整个过程实施详细的分析,对于图纸的研究中一定要把可能存在的问题都找出来,选用合理的动工组织方案,有利于日后动工中实施重点控制。当前,因为在动工前期预备工作做的不好,导致工程的质量出现的问题比较常见,因此电气动工人员一定要对电气系统的组成和功能很好的把握,综合线路的方向和用户的需求等等因素,科学合理的划分,以免在动工主体竣工之后产生一些线路重复或者另需布线不合理等现象发生,这样会给工程带来许多麻烦。电气材料的质量关系着整个建筑电气工程的质量,此外,在安装动工之前一定要准备充足预备件、预埋管道和零配件等等基础配件。
2促进建筑电气和建筑结构协作的方案
2.1防雷方面的分析
2.1.1防雷引线的设计安装在总体建筑之中,即便是结构模式之间有所差异,然而钢筋混凝土在当代的建筑中使用很广泛。例如构造柱、框架柱、剪力墙等等,结合《建筑物抗震设计规范》的有关标准,应选取能够可以发挥到导电作用的混凝土柱,亦或是墙的主筋当作导线。混凝土柱中的钢筋一般选用以下三种方法进行连接,如焊接、绑扎、机械连接等,为了保证其导电的作用充分的发挥出来,通常情况下使用搭接焊接的方法,在这个环节上值得说明的是,必须选用圆钢来当作搭接的钢筋,不要用螺纹钢筋。他们当中作为引线的主筋不要运用搭接的方法,最好选用对头碰焊的方法,这样才使得其导线的作用更好的发挥出来,一般情况下在对头焊接的条件下,运用圆钢实施补焊搭接的方法,此时的效果是最佳。
2.1.2接闪器的设置分析人们对当代建筑本身的质量以及安全有所要求,除此之外对建筑艺术性的要求也在与日俱增。要想使得建筑更漂亮,建筑物顶端的薄壳、曲面等形式都应有效的使用好。如此也就增加了建筑物的顶端的形状复杂性,对防雷设计来讲难度也增大了。在建筑物的突出位置、显要部位需有防雷处理,因为楼顶部的钢筋拥有极强的导电性,所以,对于他们也要安设防雷装置。我们在考虑其功能的基础上,对于相关因素也要综合的考虑。建筑的顶端一般须有防水处理,这样才可以放心居住与办公,与此同时顶端抗裂的要求也比较高,所以,在目前的浇筑之中,通常都选用现浇混凝土板来作为建筑物的顶端。在这里面包含钢筋上、下两部分钢筋,钢筋与钢筋之间有很多绑扎点,如此可以很好的确保钢筋导电的作用的发挥。经过以上叙述,我们得出,假如选用建筑本身的钢筋作为接闪器,那么对于绑扎点一定要实施焊接处理,这样他们才会拥有导电的效果。注意一点,对于选用建筑物本身的钢筋当作接闪器,需要在特定的条件下来完成。假如建筑物自身的顶端混凝土表面有破损,允许保温层有一些破坏。有的金属的导电,例如广告牌、金属架,要设立一定的导电通路,其尺寸与国家的标准要相吻合。
2.2对拟定的电气系统做合理的分析在设计动工图纸的时候,一定要把握好电气设计和土建配合的问题,对拟定设计的所有电气系统做合理的剖析,例如机电开关柜的基础型钢预埋与电气设备,以及线路的固定件预埋,相关电气设施需要的预留孔的位置等等进行准确的定位,找到科学合理的预留点和预埋件方位。工程动工的时候,电气设计工作人员一定要和电气动工人员,以及土建动工方一起对动工图纸进行审核,及时协调、沟通,以免出现电气预留点与预埋件的漏掉现象。另一点,掌握土建动工的计划与动工方案,比如建筑内的横梁、隔墙和地面等之间的连接方法,运用合理的电气设计方案来辅助土建动工。在实际的工程动工的中,建筑电气设计和土建工程在设计环节上的相互协作很主要。设计图纸的准确性,是实际动工工作的基础,相互做好协调工作,这就要求电气设计工作人员要有一定的实践经验,对于总体建筑工程要十分的熟悉,同时在动工中要具备极强的责任心。
2.3分析接地型式和它的安全保护配置的运用在建筑电气设计当中,专业电气设计工作者一定要注意接地型式和它的安全保护配置的运用,接地系统的好坏与用户的人身安全有直接的关联,同时与建筑内电气设备的正常运行也密切相关,怎样才能把握好接地系统的形成,这就需要对于设备类型、环境条件、维护能力等等因素熟悉的掌握。我们可以看出,在建筑电气的设计当中,接地系统的设计具有重要意义。不管什么样的建筑物,在建筑电气设计当中一定要有接地系统设计。此外因为现在荧光灯照明的广泛使用,它引发的三次谐波叠加在中性线上,使得中性线上的电流量增大了,假如把中性线与设备外壳连接,一定会引发电击或者火灾。假如在TN-S系统中把中性线和保护线一起与设备外壳连接,危害隐患更大,所有和保护线连接设备,他们的外壳全都带电,会使得电击事故的范围扩大。假如把中性线、保护线、直流接地线全都与设备外壳连接,电子设备就会遭到影响不能运行。所以建筑应该安设电子设备的直流接地、交流工作接地、安全保护接地等等。除此之外因为建筑内部拥有防静电需求的程控交换机房、计算机房、消防及火灾报警监控室等等,这些精密电子仪器设备很容易遭受电磁波的干扰,因此在设计当中,一定要把防静电接地与屏蔽接地的要求考虑好。通常情况,上面所讲的多种接地全部有助于建筑物基础内主钢筋当作接地极,动工当中,要以基础钢筋的动工作为起始点,电气动工工作者一定要结合接地需求,与土建动工中的钢筋的焊接与接地电阻的测试工作协调好。
3总结
摘要:随着人民生活水平的提高和科学技术的发展,住宅楼电气的设计建设也应跟上时代的步伐。简述现代住宅楼电设计中应注意的几个问题。
关键词:住宅;电气设计;方向
随着我国社会经济的发展,人民生活水平的极大提高,各类家用电器逐渐增多,特别是空调、大荧屏彩电等大功率电器进入普通家庭,使住宅设计由原来纯照明向多功能的方向发展。
1住宅用电负荷的预测
住宅面积分为三类:小型住宅60m2以下,中型住宅60~100m2,大型住宅100m2以上。一般小型住宅照明用电负荷500W,娱乐用电(包括电视机、音响、电脑等)负荷950W,厨房用电(包括电饭煲、电热开水器等)负荷3500W,卫生间用电(洗衣机、排气扇)负荷1170W,空调用电负荷2250W,综合上述各类用电负荷共8370W,中型住宅乘1.3系数10881W,大型住宅乘2.6系数21762W。根据统计调查,一般住宅用电负荷的高峰期是夏天晚饭后的时间,这时用电负荷有:电视、电冰箱、电热开水器、消毒碗柜、电脑、空调,共有住宅用电负荷的40%,查设计手册得需要系数0.4~0.6,所以根据实际情况,我们设计时取0.4系数便可以,则小型住宅负荷计算取3.5kW,中型住宅负荷计算取4.5kW,大型住宅负荷计算取8.5kW即可。
2住宅的电源与配电系统
一般住宅供电由小区变配电所引入,应采用三相四线(TN-C系统),经重复接地后进入单元总电表开关箱,改成三相五线制(TN-S系统)后再放射到各用户,配电箱中应有短路、过载、漏电保护,断路器应选用能同时切断相线——中性线的断路器。住宅用电负荷计量应采用一户一表制,建议将单元总开关及分户电能表集中设置以便管理。户内配电系统:随着家用电器的增多,为避免电气线路过载和降低谐波电压的影响,户内配电系统应采用多回路形式,至少应设照明回路、一般插座回路和空调回路,如实际需要也可将厨房和淋浴室设为单独回路。此外考虑到家庭办公和信息化的发展,还应增加一条专用回路。
3导线及电器设备的选择
室内外导线及电器设备的选择合理与否,直接关系到住宅用电的安全及经济效益,因而必须在工程设计中合理选用导线和有关电器设备。
3.1导线的选择
导线的选择主要是确定导线的型号和规格,其原则是既能保证配电的质量与安全又能节省材料,做到既经济又合理。其中导线型号应按使用工作电压及敷设环境来选择;导线的规格(导线截面)可按下列要求进行选择:
(1)有足够的机械强度。为防止出现断线事故,导线必须有足够的机械强度,一般照明回路计算电流较小时(<10A),其导线都应按机械强度选择。
(2)能确保导线安全运行。选择导线时应保证其安全电流大于长期最大负载电流,同时应注意以下几点:
a.在选择进户线及干线截面时应留有适当余量;
b.单相制中的中性线应与相线截面相同;
c.三相四线制中的中性线载流量不应小于线路中的最大不平衡负荷电流。用于接中性线保护的中性线,其电导不应小于该线路相线电导的50%,气体放电灯的照明线路因受三次谐波电流的影响,其中性线截面应按最大一相电流选用。
(3)能确保电压质量。对于住宅建筑来说,电源引入端至负荷末端的线路电压损失不应大于2.5%,如线路电压损失值大于规定电压损失允许值,应加大导线截面以保证线路的电压质量。
总之,在选择导线时要考虑实际使用及未来发展需要,适当留有余量,减少电压损失,保证导线使用的安全可靠和经济有效。
3.2电器设备的选择
电器设备主要指电源配电箱、电表、控制开关、漏电保护开关及电源插座等。电器设备的选择合理与否直接影响工程的质量。选用时应根据住宅的负荷情况、安装要求、使用环境、设备的工作电压和工作电流等合理选择电器设备的型号规格,注意设备的容量等级宁大勿小,但又要避免选得过大造成浪费,一般来说在计算工作电流的基础上选大一级即可。为确保其质量,应选用符合国际电工委员会IEC标准和国内GB、JB有关行业标准,并具有产品质量认可证书的电器产品。总之,电器设备的选择尽可能做到安全可靠和经济合理。
4防雷与接地
4.1防雷内容与措施
防雷内容一般可分为:防直击雷,防感应雷及防高电位入侵三个内容。就防直击雷而言,一般是在屋面易受雷击部位安装接闪器,然后通过引下线与接地电阻很小的接地装置可靠连接,安装时要注意屋面突出的金属部件与避雷针、带、网应全部可靠连接。目前一般利用屋面板钢筋作为避雷网,柱主钢筋作为引下线,基础钢筋作为接地装置,这是较为实用经济的作法。为了防止感应雷和高电位入侵的危害,可在电缆进出户处将绝缘子的铁脚支架可靠接地,同时安装避雷器或其它型式的过电压保护器。此外要强调进行等电位联结,也就是在设计施工中要把建筑物内、附近的所有金属物用电气的方法连接起来使整座建筑物空间成为一个良好的等电位体,这样能有效地降低建筑物内部和附近不同金属部件间的电位差,从而避免内部的设备被高电位反击和人被雷击的事故。
4.2安全接地的形式与要求
在住宅电气设计建设中为确保电器设备和人身安全务必做好用电系统的安全接地。目前我国的住宅配电系统方式一般有三种:TT、TN-C-S和TN-S系统,在进行设计施工时可根据实际情况选择接地系统。以下着重谈谈住宅配电系统中的保护接地。
在中性点不接地的低压供电系统中,电气设备必须保护接地,接地电阻R≤4Ω。在中性点直接接地的低压供电系统中既可采用保护接地,也可采用保护接中性线。为确保接中性线保护系统的安全可靠,必须将中性线干线或支线的终端再次接地,这称为重复接地。重复接地有以下作用:增大流过线路保护装置的电流使其加速动作,从而减轻或避免事故的发生;设置重复接地后可降低漏电设备的对地电压,减少触电的危险程度。为确保接中性线保护的安全可靠,按规定必须做到以下几点:(1)重复接地的接地电阻必须小于10Ω;(2)保护接中性线的其电导不得小于线路中相线电导的一半;(3)在任何情况下,同一供电系统中不可一部分电气设备采用“保护接地”,另一部份采用“保护接中性线”;(4)用于接中性线保护的中性线不能安装带熔丝的开关或熔断器。
此外,随着家用电器的增多及智能化的发展,应作好防静电接地和屏蔽接地工作。
5消防系统
大型现代住宅中由于电气设备越多就越容易发生火灾,因此应安装完善的消防系统。大型现代住宅在电气消防方面应做到以下几点:
(1)供电电源应采用两路方式,一路为市电电源,另一路为应急电源;
(2)有应急照明系统;
(3)应用手动响鸣火警警报系统,如可能,可加装火灾自动报警系统;
(4)开关和导线应选用符合防火规范的开关和阻燃型的电线电缆。
6智能化发展
常见的线路故障问题是断路故障,即电气设备在运用的时候线路里的某个回路发生故障而断开,造成回路里电流不能流通,最终使得机电设备里有关电气元件的运作出现异常。现目前,常用的机电设备电气断路故障检测方法有三种,分别为电阻测量法、短接法和电压测量法。
1.1电阻测量法
1.1.1分段测量。分段测量是在机电设备电气线路故障中十分常用的测量方法,以线路里自然断开的点为分段点,把线路分成2段或是3段,先分别测出每段线路的阻值,倘若阻值无穷大,就说明该段存在断路故障,然后就可以逐级检查该段线路,直到准确找出故障点。
1.1.2分阶测量。这里的分阶测量同电压测量法里的分阶测量比较类似,主要不同就是电阻值的测量。在这里需要注意的是:测量时要断开电路电源,避免烧坏万用表;断开被测量电路和其他电路,避免其他电路尤其是同被测量电路并联的电路影响测量结果,误导后续工作;如果测量值和理论值相近或是相等,就表示线路接线没有故障,倘若测量值比理论值大很多,就表示线路里有接触不良的情况,如果测量线圈等负载,且电阻值为零,就说明线圈有短路情况;测量时要注意万用表的实际量程[1]。
1.2短接测量法
1.2.1局部短接。在电压正常的情况下逐一短接相邻的两个标号点,如点1-2、点2-3,如果短接到某两个点KM1出现吸合,就表示这两点间有断路情况。但这种方法只适用在一个故障或是线路元件少的时候。
1.2.2分段短接。通常将短接线一端固定在L1点,另一端逐段移动,减少短接次数,节省更多时间。如短接线一端固定在L1点,另一端移动到3号点,倘若KM1出现吸合,就表示故障范围在点3-L1之间;再将短接线移动到点1或是点2,直到确定故障具置,而点3-5就可以不用测量了。倘若KM1没有出现吸合,就表示故障在点3-5之间,这时就应将短接线移动到点4-5实施分段短接,直到确定故障位置。倘若断路点在点6-L1之间,那么短接的时候就要同时按下开关SB2[2]。这种方法通常用于测量次数多或是只有一个故障的线路。
1.3电压测量法
1.3.1分阶测量。分阶测量属于实用性较强的方法,主要是把万用表的一个表笔同被测量电气设备一端连接起来,另一端就分别连接电路里不同点位点,基于不同点万用表的实际读数确定电路的故障位置。如果万用表两个表笔间不存在故障,那么万用表的读数与电源的电压就应一样。点同被测量点间的电压为零,就表示这两点间有断路情况,这时就要借助万用表在两点间逐个测量,确定断路点。
1.3.2分段测量。分段测量基本原理同分阶测量基本原因一样,在分段测量里是逐段检测电气设备,这种检测方式适用于断路范围比较广的电路检测,可以节省很多检测时间。通常来说,逐段检测法常被运用到大型电气线路的断路检测。
2结束语
1.1立项
该院的科技项目大多属于自主立项。科技项目立项主要根据院中长期科技发展战略,结合院业务发展需要及解决勘测设计过程中需要解决的关键技术问题,一与国家的产业鼓励政策和发展方向保持一致,开展引领型科技研究;二立足专业前沿,了解相关技术在国际、国内和行业中的发展水平,体现目前市场特色和先进性,根据市场需求开展领先型科技研究;三解决生产实践和工程中的难点和问题开展,解决工程实际问题,改善工艺,提高效率;四在提高工效、设计质量等方面做标准化、模块化,结合工程实际和三维设计开展,做出自己的特色和品牌。每年末申报下一年度的科技项目。项目实行项目经理(即负责人)负责制,立项经过严格的程序审批,由项目负责人提出立项申请(包括项目内容、所用关键技术、预期目标、成果、进度计划、人员分工、经费概算等),经其所在部门领导批准、院科技专责审核、分管部门的院领导批准。在所有项目中,经院科学技术委员会集体讨论选拔出一些有技术含量、有影响、有深度的项目作为院重点科技项目,形成一般项目和院级重点项目分级管理。项目立项时,要分析评估科研项目在技术、资金、人员配置、成本等方面存在的风险,使企业在较低的风险水平上以较低的成本实现创新收益;与外单位合作开发的项目,要对合作单位进行尽职调查,签订合同,明确双方投资、分工、权利义务和研究成果产权归属,同时分析评估项目在技术、资金、人员配置、成本等方面存在的风险,制定风险防范措施。委托外单位承担的科研项目要进行招标,签订外包合同,明确研究成果的产权归属、研究进度和质量标准。
1.2实施过程
科技项目的管理分院、室两级管理。项目在进展过程中,一般项目主要由部门领导负责协调、督促、检查项目计划实施情况。安全技术部(科技主管部门)每季度对一般项目、每月对院级项目的计划实施情况进行检查,必要时请专家对阶段性研究成果进行评审。
1.3结题评审
项目完成后,项目负责人将所有项目材料(如技术报告、图纸、软件编制说明书、软件测试报告、用户操作手册等)准备齐全、规范,报安全技术部科技主管,申请结题评审。(若因某些原因中途要取消所立项目,项目负责人应提出“科标业项目撤消申请”,说明其理由,经安全技术部科技专责审核、主管院领导批准后方可取消所立项目。)一般每年四季度集中进行结题评审。结题评审由安全技术部组织、院科学技术委员会、评审委员会对项目进行评审。评审先进行形式审查,然后再由相关专家仔细审阅,提出初步意见。最后开会讨论,由评审委员会给出最终评审意见。
1.4经费
科技项目的经费来源于上级补助的专项经费和院自筹科技经费。项目在实施过程中发生的费用暂时按项目计列。项目经费在评审委员会对项目进行评审时一并讨论确定。项目金为项目批准经费减去实耗成本,实耗成本指项目的直接耗用成本(不含人员的工资、“七金”)。项目金待项目完成、结题评审、项目所有材料完成归档后(评审结束一个月内)结算,由项目负责人负责分配到项目组每个成员。对于项目组中途取消的项目,其所发生的直接耗用成本即为该项目经费。
1.5奖励
评审时,评审委员会对所有项目根据创新性、应用性、效益性、推广性几个方面进行打分,评出优秀科技进步一、二、三等奖,并颁发奖金。科技进步奖每年评审一次,凡获院科学技术进步一、二等奖的成果可以推荐向院外申报更高级别的奖项。
1.6考核
科技项目纳入综合业绩考核,安全技术部每年对各部门科技项目的完成情况进行考核。对因主观因素未按期完成的,严格按照《全面考核管理办法》,扣部门考核分。
1.7保密
对于有创新、有突破的技术,及时确认是否申请专利或作为非专利技术、商业秘密进行管理。对于确认需要保护的技术及时申报专利、作为技术秘密保护的申请行业专利技术。为鼓励员工开展个人创新和知识产权创作活动,专利、专有技术的成果完成人均获得相应荣誉和奖励。
2科技项目管理经验
近几年,该院科技工作取得了显著成绩,实现了专利、软件著作权、专有技术多方面零的突破。思考近年来科技管理工作,取得的经验有:
(1)院领导高度重视科技创新工作,科技管理机构、机制健全,管理制度完善;配置有经验的科技专责管理人员。领导班子高度重视科技创新工作,各项管理工作规范有序,科技组织和管理机构、机制健全,配置有经验的科技专责管理人员。不断加强制度建设,强化管理,出台了《全面考核管理办法》、《目标管理办法》、《经营业绩考核管理办法》、《专利及专有技术管理办法》、《科标业及科技论文管理规定》等一系列较完善的管理制度。
(2)科技工作有目标、有计划、有考核、有落实、有措施,科技管理规范、扎实有效;滚动制定科技中长期发展规划,每年年初制定科技工作目标、指标和科技计划、完成措施,指标分解到部门,研发项目实行项目经理负责制,责任落实到人。对科研项目与生产任务同等重视,同步安排。在众多立项的项目中,选拔一些有深度、有影响的项目作为院管重点项目,在项目进行过程中,每月按项目进展计划检查实施情况,并在月度例会上公布,纳入综合业绩考核,确保按计划完成。
(3)科技交流和技术合作为科技创新铺路搭桥。近两年,随着我院科技管理力度加大,我们不定期邀请西安通大专利有限责任公司专利专家来我院指导专利申请、著作权等有关知识产权申报方面的工作。使科技人员的知识产权保护意识明显加强,申报技巧和能力有了很大提高。
(4)加大科技创新奖励力度,调动了科技人员创新的工作热情近几年,我院修编了《专利及专有技术管理办法》、《科标业及科技论文管理规定》,加大了科技创新奖励力度,进一步调动了科技人员创新的工作热情。
3存在问题
虽然我院在勘测设计、科技创新方面虽然取得了一些成绩,但与全国其他电力设计院相比,还存在较大差距。主要表现在:一是创新与综合能力不强,项目起点和研究平台低,缺少核心技术,在业务中起关键作用的专利很少;二是虽有大量工程技术人员,但研究型创新人才少,尤其缺乏专家型、大师级的复合型领军人才;三是科技创新动力不足,设计人员重生产、轻科技,没有形成生产、科研两条腿走路的有效机制。
4设想及建议