游泳池的安全電氣設計

【摘要】本文通過對游泳池的區(qū)域劃分和用電要求、電氣線路設計、等電位安全技術(shù)三個方面對游泳池的電氣設計進行技術(shù)剖析，保證游泳池的用電安全。

【關鍵詞】游泳池的區(qū)域劃分；特低電壓；游泳池等電位技術(shù)

一、游泳池的區(qū)域劃分和用電要求

1.《民用建筑電氣設計規(guī)范》按電氣危險程度，將游泳池劃分為三個區(qū)域：

0區(qū)——水池的內(nèi)部區(qū)域；1區(qū)——距離水池邊緣2m的垂直平面，地面或預計有人占用的表面和地面或表面之上2.50m的水平 面。對于設有跳臺、跳板、起跳臺或滑槽的地方，該區(qū)的范圍包括跳臺、跳板、起跳臺周圍1.5m的垂直平面和預計有人占用的最高表面之上2.50m的水平面所限制的區(qū)域；2區(qū)——1區(qū)外界的垂直平面和距離該垂直平面1.5m的平行平面，地面或預計有人占用的表面和地面或表面之上2.50m的水平面；在0區(qū)內(nèi)只允許用標稱電壓不超過12V的安全超低壓供電，其安全電源應設在2區(qū)以外的地方，0區(qū)、1區(qū)內(nèi)嚴禁裝設開關設備及輔助設備，在2區(qū)內(nèi)設插座應由隔離變壓器供電或由安全超低電壓供電或用額定動作電流IA11≤30mA的漏電保護器保護；在0區(qū)、1區(qū)內(nèi)，不允許非本區(qū)的配電線路通過；也不允許在該區(qū)內(nèi)裝設接線盒。在0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)內(nèi)應作輔助等電位聯(lián)結(jié)；

2.燈具等電器應具備以下保護等級：

0區(qū)內(nèi)為IPX8級（能按制造廠規(guī)定的條件長期潛水）；1區(qū)內(nèi)為IPX4級（任何方向濺水無有害影響）；2區(qū)內(nèi)為IPX2級室內(nèi)游泳池（當外殼從正常位置傾斜15。以內(nèi)時，垂直滴水無有害影響）。

二、電氣設置與線路敷設

額定工作電壓，燈具的額定工作電壓是燈具用電參數(shù)指標之一，它直接決定了燈的使用環(huán)境，即實際工作電壓必須要與額定工作電壓一致。否則，不是因電壓過高而燒壞光源，就是因過低而不能達到光的照明效果。實際工作電壓的波動也直接影響著燈具的壽命和發(fā)光效果。工作電壓偏低5%時，發(fā)光效率損失15%。由于電源經(jīng)安全隔離變壓器降壓后電壓為12V，電壓越低，線路損耗和壓降越大，線路中的電壓降顯得尤為突出。解決壓降的主要方式有以下幾種：

1）合理設置變壓器的位置：變壓器的位置直接關系到水下燈的電纜長度及燈具的發(fā)光亮度，一般應盡量靠近水池邊，縮短電纜長度，減小電壓損耗。同時變壓器應安裝在2區(qū)外最靠近泳池的值班室內(nèi)；2）照明電源的負荷應盡量保持三相平衡：一般選用的隔離變壓器均為單相220V工作電壓，所以在變壓器接入電源時，應將數(shù)個變壓器的功率均勻地分布在三相上，避免因三相不平衡而帶來電氣故障；3）工作電壓要穩(wěn)定：上級電壓的波動值大于10%時，應考慮使用穩(wěn)壓設備；4）適當增大電纜截面；5）盡量選擇小容量，高光效的燈具，采用LED燈具是未來發(fā)展的趨勢；6）合理設置安全隔離變壓器的數(shù)量：燈具容量和間距都較大的時候，在滿足安全的條件下，可以按 區(qū)域多設置安全隔離變壓器，盡量減少低電壓的供電范圍。

三、游泳池的接地與等電位

1.接地的作用正常情況下，用電設備的金屬外殼是不會帶電的。然而由于導線絕緣破損，帶電導線線芯可能觸及用電設備外殼，從而在設備外殼上產(chǎn)生危險電壓。當人觸及設備的外露可導電部分（或直接觸及帶電體），則人所接觸的兩點（如手和腳）之間所呈現(xiàn)的電位差，稱為接觸電壓。當系統(tǒng)在進入建筑處進行了重復接地之后，由于重復接地電阻的分壓作用，系統(tǒng)進行了重復接地之后 接觸電壓值比未做重復接地時要小。

2.等電位聯(lián)結(jié)的作用等電位聯(lián)結(jié)的作用有兩個，一是降低接觸電壓，系統(tǒng)實施了等電位聯(lián)結(jié)后故障接觸電壓只取決于室內(nèi)部分PE線的壓降，從而保證了人身安全；二是限制由上級電源引入的高電壓，高壓側(cè)發(fā)生單相接地故障（變壓器高低壓側(cè)采用共同接地裝置）使PE線帶上危險高電壓，該電壓沿PE線從外部傳入游泳館內(nèi)，若進行了等電位聯(lián)結(jié)，則等電位聯(lián)結(jié)的可導電體之間不存在電位差，因此不會對人產(chǎn)生傷害。

3.輔助（局部）等電位聯(lián)結(jié)的作用，當建筑物內(nèi)配電線路較長且截面較小時，由于回路阻抗大，接地故障電流Id小，不能滿足保護裝置切斷時間要求，設置局部等電位聯(lián)結(jié)可降低接地故障回路阻抗，加大接地故障電流Id，縮短保護電器的動作時間，有效防止電擊發(fā)生。另外游泳池以外產(chǎn)生的危險電壓（例如泵房電機、電器漏電）沿金屬管道傳輸至池中時，盡管使用塑料管，故障電壓仍可能通過水、大地、建筑金屬構(gòu)件或其他想不到的途徑傳輸至池中，造成電擊事故。做人工接地雖能降低人體的接觸電壓，減小電擊危險的程度，但仍然不能安全、可靠地保護人身安全。只有實施輔助等電位聯(lián)結(jié)后，故障發(fā)生時，等電位聯(lián)結(jié)的范圍內(nèi)處于同一電位，人體的接觸電壓很小，可有效降低由于電位差而造成的電擊事故。

4.游泳池局部等電位與PE線的關系

游泳池0、1、2區(qū)內(nèi)電氣設備一般有兩種情況；一是該區(qū)域內(nèi)僅有12V超低壓供水下照明燈具，此時如果燈具直接與PE線聯(lián)，上級電源PE線可能帶有的故障電壓就會直接引入燈具外殼。這種情況下，應做成不接PE的局部等電位聯(lián)結(jié)。

《特殊燈具安裝》（03D702.3）第22頁注解中第四條：“（游泳池內(nèi)）每只燈具均應與隨電源線一同敷設的PE線可靠連接”。游泳池內(nèi)水下燈具只能由安全隔離變壓器以12V供電，變壓器二次側(cè)嚴禁接地，PE線只能從一次側(cè)來，同樣是引入了可能帶來危險電壓的PE線?！睹裼媒ㄖ姎庠O計規(guī)范》14.8.3.3規(guī)定：在0區(qū)內(nèi)，只允許用標稱電壓不超過12V的安全超低壓供電，其安全電源應設在2區(qū)以外的地方。《民用建筑電氣設計規(guī)范》14.8.3.2（5）規(guī)定了應納入輔助等電位聯(lián)結(jié)的部分：水下照明燈的電源及燈盒、爬梯、扶手、給水口、排水口及變壓器外殼等。

以上兩條產(chǎn)生了矛盾的地方，《民規(guī)》14.8.3.3中規(guī)定水下燈的安全隔離變壓器在2區(qū)以外，安全隔離變壓器的一、二次側(cè)絕緣，一次側(cè)PE線與外殼連接，安全隔離變壓器外殼納入輔助等電位聯(lián)結(jié)相當于引入PE線，當線路中的PE線因故斷開同時下級相線碰殼，PE線的危險電壓便直接引入泳池。

衛(wèi)生間局部等電位聯(lián)結(jié)也是如此。在衛(wèi)生間的接地故障保護設計中，衛(wèi)生間內(nèi)局部等電位聯(lián)結(jié)不得與衛(wèi)生間外的PE線相連，因PE線有可能因別處的故障而帶電位，反而引入別處的電位。如果衛(wèi)生間裝有電熱水器插座等用電設備，就已經(jīng)引入了PE線，局部等電位聯(lián)結(jié)則必須與該PE線相連。另外，游泳池旁一般情況下都會設置淋浴間，兩者都是相同危險級別的場所，如果淋浴問在泳池的1區(qū)或2區(qū)內(nèi)，淋浴間和泳池共同納入泳池的局部等電位聯(lián)結(jié)中，如果淋浴間不在泳池的1、2區(qū)內(nèi)，由于兩區(qū)域距離較近，地面潮濕并可能少量積水，所以將泳池附近的淋浴間納入泳池的局部等電位聯(lián)結(jié)是很必要的。

5.等電位與防雷接地的關系

一個已做等電位的局部空間內(nèi)最忌出現(xiàn)不同電位，因不大的電位差就可能引起電擊事故。地板鋼筋可以看作地板，防雷引下線路過游泳池時和鋼筋離得很緊，再加上雷電瞬間電壓高，容易產(chǎn)生放電，如果這時人在中間，那么雷電流直接穿過人體，所以要把鋼筋和引下線直接連在一起，局部環(huán)境（含樓體）內(nèi)形成均壓，以保護在此特殊環(huán)境下的人身安全。

參考文獻

[1]《建筑照明設計標準》GB50034-2004

[2]《建筑照明設計標準》GB50034-2004

[3]《燈具的一般要求與實驗》GB7000.1-2002

[4]《泳池和類似場所用燈具安全要求》GB7000.8-1997

[5]《隔離變壓器和安全隔離變壓器的技術(shù)要求》 GB13028-91