淺析臨時用電設計易見、且易忽視的問題

臨電設計與在建項目聯系緊密、不可分割。因為 建筑施工項目類別、規模、工期不同，其施工現場特點、設備使用、實際用電負荷自然不同。如果臨電設計不能在設計前期針對前述進行有效策劃，方案的指導性缺乏也就自然不過了。因此要取得高質量的臨電設計使之具有合理性、針對性，就必須在設計時重視前期策劃，這也是臨電設計必需邁出的堅實的第一步。

  臨電設計在前期準備時，應針對建筑施工項目類別、規模、工期、施工現場特點、設備使用、實際用電負荷等特點進行相關數據、資料搜集，并對實際實施過程中有可能出現較大變化進行一定的初步分析，形成一定的書面形式資料，以備臨電設計人員參考。特別是一些邀請其它行業的專業電氣設計人員進行臨電設計的項目部，該項工作尤其重要。

臨電設計人員在取得設計前面資料后，應結合上述資料對施工現場進行詳細勘測。勘測時設計人員一方面要重點觀察、了解現場及鄰近外電線路尤其是高壓線路的分布情況；另一方面還要熟悉現場、四周各種地下外網分布，了解甲方低壓電源的位置。一般情況設計人員都能做到前面幾項，但臨電設計僅憑對前面這幾項情況的掌握是遠遠

二、過載保護不嚴謹、短路保護欠匹配。

 現行的臨電方案都能做到 “三級配電、兩級漏電保護”，特別是對總箱、末級專用開關箱兩級的漏電保護。各臨電設計均能滿足規范要求，尤其是末級開關箱中的末級漏電開關的漏電動作電流整定值均設計為30毫安，漏電動作時間設計為0.1秒，結合保護接零、保護接地、局部等電位這些措施，基本解決了一般環境的臨時用電防間接觸電事故的難題，也使得近幾年的觸電事故得到了一定的控制；此外，《施工現場臨時用電安全技術規范》（JGJ46—2005）8.2.11中規定，總配電箱中漏電保護器的額定動作電流應大于30mA,額定漏電動作時間應大于0.1s，但其額定漏電動作電流與額定 動作時間的乘積不應大于30mA·s。這一規定也使設計人員在總箱RCD選擇中一般較為謹慎地選擇額定漏電動作時間小于0.2s、 額定漏電動作電流選擇小于150mA的漏電開關。這也就同時解決了電弧性接地短路火災事故的防范。道理很簡單，500mA以上的電弧能量才能引燃起火，而根據臨電規范設置的漏電開關的動作靈敏度完全可以滿足要求，因電弧性接地短路引起的火災事故防范也就迎刃而解。

1. 過載保護電器的整定值與被保護線路的匹配缺乏一定安全裕度

這種現象主要體現在一些臨電方案在針對那些承載長期連續負荷

的線路—臨電工程主要是照明回路—進行過載保護設計時，過載保護電器的整定值與被保護線路的匹配缺乏一定安全裕度。

《施工現場臨時用電安全技術規范》（JGJ46—2005）7.1.18中規定，采用熔斷器或斷路器做過載保護時，絕緣導線長期連續負荷允許載流量不應小于熔斷器熔體額定電流或斷路器長延時過電流脫扣器脫扣電流整定值的1.25倍。該規定雖然針對的是架空線路，也同樣

I_B≤ I_n≤I_Z              (4.3.4—1)

 I₂≤1.45 I_Z               (4.3.4—2) 

式中I_B －線路計算負荷電流(A)；

    I_n －熔斷器熔體額定電流或斷路器額定電流或整定電流(A)；

I_Z －導體允許持續電流(A)；

I₂ －保證保護點器可靠動作的電流(A)。

當保護點器為低壓斷路器時，I₂為約定時間內的約定動作電流；當為熔斷器時，I₂為約定時間內的約定熔斷電流。

注：按公式（34.3.4－1）、式（34.3.4－2）效驗過負荷保護電器的保護特性，當采用符合《低壓斷路器》（JB1284－85）的低壓斷路器時，延時脫扣器整定電流（In）與導體允許持續載流量（IZ）的比值不大于1。

《低壓配電設計規范》(GB50054—1995)只是對一般周期性負荷情況下的過載保護匹配的規定。對于有可能發生長時間持續過載的回路情況就不能適用。因為回路不允許長時間過載，即使是少量的過載也不允許。所以IEC標準規定式(4.3.4—2)不使用于經常發生長時間持續少量過負荷的回路，對于此種回路導體截面應酌量放大。這就產生 了如下疑問：對于有可能長時間持續過載的回路在進行過載保護匹配時，應如何酌量放大導體允許持續電流I_Z ？如果依據《施工現場臨時用電安全技術規范》（JGJ46—2005）7.1.18中的，絕緣導線長期連續負荷允許載流量不應小于熔斷器熔體額定電流或斷路器長延時過電流脫扣器脫扣電流整定值的1.25倍的規定，進行過載保護匹配是否就能滿足要求？下面結合表1（配電用熔體的約定時間和約定電流）、表2（配電用短路器過電流脫扣器各級用時通電時的反時限斷開動作特性）、圖1（過載保護電器與被保護回路導體的特性配合）來分析過載保護的匹配特性。

表1   配電用熔體的約定時間和約定電流

注：  按熔斷器分標準規定。

表2  配電用短路器過電流脫扣器各級用時

通電時的反時限斷開動作特性

圖1   過載保護電器與被保護回路導體的特性配合

圖1為以圖形表示的式（4.3.4－1）和式（4.3.4－2）中過載防護電器與被保護回路導體的特性配合。

以圖1中I₁為不大的過載電流時，在一定的時間內過載防護電器    保證不動作（即熔斷器不熔斷、斷路器不脫扣）的負荷電流；I_Z為過載時在一定時間內保證過載防護電器能動作的約定電流。

從圖1可知，當負荷電流達到I_n時過載防護電器是不動作的，因為I_n并非動作電流，它只是可長期通過防護電器而不會使電器的特性變劣的電流。當負荷電流大于回路載流量I_Z不多時防護電器也不動作，因為回路允許短時間少量的過載。一般電氣回路的負荷電流不是恒定不變的，而是呈周期性地變化的。短時間少量的過載時不會對回路產生不良影響。在電氣裝置設計中允許回路短時少量過載可減小回路截面，取得經濟上的效益，但應注意這只是對一般周期性變化負荷而言。

過載防護的電器產品標準中規定，為驗證某一防護電器對某一回

我們再對表1和表2進行對比，可看出在規定的約定時間內，斷路器的約定脫扣電流與斷路器額定電流的比值為1.3倍，而熔體的約定熔斷電流與熔體的額定電流的比值為1.6倍。假設線路的截面積相同，斷路器與熔體的額定電流取值也相同，流過它們的過負荷電流為斷路器和熔體的的額定電流1.6倍，從表1與表2的對比可看出，斷路器的脫扣時間要比熔體的熔斷時間要短，即在前述條件下，選擇斷路器,安全裕度要比熔體大。相當于使用斷路器時，圖1中的代表I₁、I₂的兩條線向左移動。

以上雖然對前面提出的兩個問題還不能給出明確答案，但可以知道，就安全裕度而言，相同條件下，斷路器過載保護要比熔體更大。如果選擇使用斷路器的同時，又嚴格遵守《施工現場臨時用電安全技術規范》（JGJ46—2005）7.1.18中絕緣導線長期連續負荷允許載流量不應小于熔斷器熔體額定電流或斷路器長延時過電流脫扣器脫扣電流整定值的1.25倍的規定，圖1中限值與整定電流的比值將達到

2. 缺乏線路短路保護設計和校驗，短路保護設計不嚴謹。

在平時的例行檢查中，經常會發現一些臨電方案缺乏短路保護設計和校驗，設計短路保護不嚴謹，出現保護死角。這種臨電設計期間的先天不足，將直接影響到臨電工程的安全，為日后的臨電工程埋下安全隱患。 

從原理來講，電氣回路的短路是絕緣損壞后的過電流。其形式可分為短路點阻抗可忽視不計的金屬性短路和短路點阻抗大的電弧性短路（后者可以通過漏電保護器來防止）。當回路發生短路時，就會引起各種電氣危害和災害。因此短路防護應在短路電流對回路和其連

為避免電器短路引起的災害，短路保護設計還應注意下列條件，以做好電氣匹配、校驗工作。

（1）  短路防護電器的遮斷容量不應小于它安裝位置處的預期短路電流，但在下述情況下可以裝用較小遮斷容量的防護電器。

    此較小遮斷容量的防護電器前的上級防護電器具有足夠的遮斷容量，來切斷該預期短路電流，且這兩級防護電器的特性能適當配合，即當用上級防護電氣切斷該短路電流時，下級防護電器和它保護的回路應能承受通過的短路電流而不致損壞。例如在遮斷容量不夠的斷路器上級裝用有足夠遮斷容量的特性能配合的熔斷器。

（2）  被保護回路內任意點發生短路時，防護電器都應在被保護回路的導體溫度上升到允許限值前的時間內切斷電源。此時間可依下式計算

                       t =（K·S/I）²              (2-1)

式中t－短路電流通過的時間，s；

S－導體的截面，mm²;

I－短路電流有效值（方均根值），A;

K－計算系數，他決定于導體和絕緣的材質，以及導體通過短路電流時的起始溫度和最終溫度。

  不同材料和線心的K值見表3。

表3           不同材料和線心的K值

需注意式（2-1）只適用于t不大于5s和不小于0.1s的情況，這是因為短路產生的熱量在5s內尚不及逸散，超過5s后熱量開始逸散，式（2-1）不再適用。而當t小于0.1s時短路電流小紅大幅值的非周期分量的發熱將起顯著作用的緣故。當t小于0.1s時導體的K2S2應大于短路電流的非周期分量I2t值，即

                K2S2﹥I²t           （2-2）

此I2t值應由制造商提供。

    當采用63A及以下的熔斷器來保護截面不小于1.5mm²的銅芯電纜或絕緣電線時，式（2-2）的要求總是能滿足的。

電氣效驗是臨電設計中最為繁瑣的，設計人員應當耐心、細致、嚴謹地做好這項工作，使臨電設計能在技術上把好質量關。