某金屬工裝制造廠房電氣設(shè)計(jì)概述

張新穎

(中國(guó)航空規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院有限公司，北京100120)

1 項(xiàng)目概況

本工程為某金屬工裝制造廠房，建筑由主廠房及輔助用房組成。建筑占地面積29 554m2，總建筑面積33 206m2。建筑主體外圍軸線尺寸為160.0m×191.45m，建筑總高度為16.60m。主廠房為B區(qū)普通設(shè)備加工區(qū)及E區(qū)數(shù)控加工檢測(cè)區(qū)兩部分，鋼筋混凝土柱、鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，跨度36m，柱距12m，網(wǎng)架下弦高10.0m、12.0m。生產(chǎn)輔助用房A區(qū)為三層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，柱網(wǎng)10m×8m，層高分別為4.8m、4.2m、4.2m；C、D 區(qū)為單層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，柱網(wǎng)為12m×8m，層高分別為7.5m、9.5m。本工程生產(chǎn)的火災(zāi)危險(xiǎn)性分類為戊類，耐火等級(jí)為二級(jí)。建筑物抗震設(shè)防烈度為6度，主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限為50年。

2 電氣設(shè)計(jì)分析

2.1 負(fù)荷分級(jí)

根據(jù)GB 50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(2018年版)及本項(xiàng)目的實(shí)際情況，負(fù)荷等級(jí)分級(jí)為:消防負(fù)荷、計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、保安監(jiān)控設(shè)備等用電為二級(jí)負(fù)荷；其他動(dòng)力及照明負(fù)荷等用電為三級(jí)負(fù)荷。

2.2 供電電源

本廠房采用來(lái)自市政電網(wǎng)的10kV雙電源，要求當(dāng)任一路電源進(jìn)線故障時(shí)，另一路電源不應(yīng)同時(shí)受到損害，每路均能承擔(dān)全部二級(jí)負(fù)荷的供電要求。

2.3 變壓器容量計(jì)算

根據(jù)本廠房的規(guī)模和特點(diǎn)，在廠房附樓內(nèi)南北兩側(cè)各設(shè)一座變電站(1＃、2＃)；因廠房?jī)?nèi)有大量預(yù)留設(shè)備，在廠房變電站內(nèi)做了總體預(yù)留。1＃安裝1 250kVA SCB11型干式變壓器 2臺(tái)，2＃安裝1 600kVA SCB11型干式變壓器2臺(tái)，4臺(tái)變壓器的負(fù)荷率均在80%左右。

2.4 危險(xiǎn)區(qū)域電氣設(shè)備選擇

按照險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)GB 50058-2014《爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》(以下簡(jiǎn)稱“《危規(guī)》”)要求，本項(xiàng)目?jī)?nèi)將零件清洗間、電火花加工間、設(shè)備清洗間、非標(biāo)設(shè)備試驗(yàn)間、氧氣瓶間、乙炔氣瓶間等劃為爆炸性氣體危險(xiǎn)區(qū)域2區(qū)，主要危險(xiǎn)介質(zhì)為汽油、煤油等，區(qū)域內(nèi)防爆電氣設(shè)備防護(hù)組別不應(yīng)低于IIA級(jí)T3組。爆炸危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)電氣設(shè)備防護(hù)組別的確定和安裝應(yīng)符合《危規(guī)》的有關(guān)規(guī)定。爆炸危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的所有配電設(shè)施、燈具均采用隔爆型產(chǎn)品并實(shí)施總等電位聯(lián)結(jié)，所有金屬管道、設(shè)備金屬外殼、供電地井靜電接地端子等均與等電位聯(lián)結(jié)系統(tǒng)連接。

2.5 電力配電系統(tǒng)

低壓配電分為動(dòng)力、照明、空調(diào)以及消防負(fù)荷等，電壓等級(jí)為220/380V，采用TN-S接地型式。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)可由消防值班室將非消防用電分區(qū)切除。低壓配電系統(tǒng)采用放射式與樹(shù)干式相結(jié)合，二級(jí)負(fù)荷采用直接引自變電站的雙路電源末端互投供電。廠房?jī)?nèi)根據(jù)工藝區(qū)劃設(shè)置動(dòng)力中心配電柜，向分散設(shè)置的設(shè)備放射供電。為集中放置的大型工藝設(shè)備等大功率設(shè)備采用密集母線為其配電。配電干線均采用電纜橋架敷設(shè)。電纜橋架內(nèi)普通動(dòng)力照明線路采用阻燃型銅芯交聯(lián)電纜，消防及應(yīng)急照明線路主干線采用礦物絕緣電纜，支線采用耐火阻燃型銅芯交聯(lián)電纜。

2.6 照明設(shè)計(jì)

一般照明的照度參照GB 50034-2013《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中的照度要求選取，功率密度值不超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值。附樓內(nèi)，有吊頂?shù)姆块g均采用嵌入式燈具；材料存放間、入口間、空調(diào)機(jī)房、強(qiáng)/弱電間采用密閉式燈具，吸頂安裝；危險(xiǎn)品間為防爆房間，燈具及開(kāi)關(guān)采用隔爆型。所有燈具采用低諧波電子鎮(zhèn)流器，功率因數(shù)≥0.9。燈具金屬外殼均應(yīng)接地。廠房大廳采用大功率高懸掛金屬鹵化物工廠燈，工廠燈裝設(shè)防碎片墜落裝置。大功率工廠燈采用節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器帶無(wú)功補(bǔ)償電容器，功率因數(shù)≥0.9。浴室等潮濕場(chǎng)所以及室外區(qū)域采用密閉型燈具，外殼防護(hù)等級(jí)IP55。廠房大廳及主要通道、樓梯間、出入口、二層走廊等處設(shè)置應(yīng)急照明。應(yīng)急照明燈具在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，由消防值班室強(qiáng)制接通。所有照明燈具均帶PE線。典型房間照明照度及功率密度見(jiàn)表1。

照度及功率密度表表1

2.7 防雷系統(tǒng)

經(jīng)計(jì)算，本廠房年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)為0.446，本廠房按二類防雷等級(jí)設(shè)置防雷措施。

附樓和主廠房屋面采用直徑為10mm圓鋼做避雷網(wǎng)格，網(wǎng)格尺寸不大于10m×10m或12m×8m。主廠房及附樓指定外墻柱子內(nèi)選定兩根φ16以上主筋，通長(zhǎng)焊接連通作為雷電流引下線；機(jī)庫(kù)大廳利用柱內(nèi)主鋼筋作為雷電流引下線。突出屋面的所有金屬構(gòu)件等都應(yīng)與避雷帶可靠連接。屋面用電設(shè)備的配電鋼管，一端與用電設(shè)備外殼、保護(hù)罩相連，另一端與配電箱外殼相連，并就近與屋頂防雷裝置相連。

2.8 接地及等電位聯(lián)結(jié)系統(tǒng)

本工程防雷接地、工作接地及保護(hù)接地應(yīng)共用接地體，且實(shí)現(xiàn)接地電阻≤1Ω。如實(shí)測(cè)不能滿足要求，需要增加人工接地極。設(shè)置總等電位聯(lián)結(jié)端子箱，將建筑物金屬構(gòu)件等、電纜的金屬外皮等進(jìn)行聯(lián)結(jié)。

2.9 弱電系統(tǒng)

弱電系統(tǒng)的內(nèi)容主要包含火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防控制系統(tǒng)、考勤系統(tǒng)、信息顯示及控制系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、電話系統(tǒng)、信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、電子信息系統(tǒng)過(guò)電壓保護(hù)、電子會(huì)議系統(tǒng)等。

本工程各辦公區(qū)的走廊、辦公室、休息室、變電站與其他設(shè)備用房等處設(shè)置智能型感煙探測(cè)器；在零件清洗間、電火花加工間、設(shè)備清洗間、非標(biāo)設(shè)備試驗(yàn)間、乙炔氣瓶間設(shè)置可燃?xì)怏w探測(cè)器；在各個(gè)防爆房間設(shè)置本安型感煙探測(cè)器。在主廠設(shè)置反射板式紅外感煙探測(cè)器。在建筑適當(dāng)位置設(shè)手動(dòng)報(bào)警按鈕，每個(gè)報(bào)警區(qū)域內(nèi)均勻設(shè)置聲光報(bào)警器，在設(shè)備用房?jī)?nèi)設(shè)置聲光報(bào)警器，建筑內(nèi)最不利點(diǎn)聲壓級(jí)應(yīng)＞60dB；在環(huán)境噪聲≥60dB的場(chǎng)所，其聲壓級(jí)比背景噪聲高15dB。在樓梯間各層出口設(shè)置火警聲光報(bào)警器。系統(tǒng)總線應(yīng)設(shè)置總線短路隔離器，系統(tǒng)總線穿越防火分區(qū)時(shí)，在穿越處應(yīng)設(shè)置總線短路隔離器。

另外，根據(jù)GB 50116-2013《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》12.4.6規(guī)定，電氣線路應(yīng)設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器，照明線路設(shè)置電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)器(具有探測(cè)故障電弧功能)，電氣設(shè)計(jì)人員應(yīng)注意這兩項(xiàng)規(guī)定。本工程在低壓配電屏出線回路上設(shè)置剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測(cè)報(bào)警器，將漏電信息通過(guò)總線上傳至裝于消防值班室的剩余電流火災(zāi)監(jiān)控報(bào)警設(shè)備。系統(tǒng)進(jìn)行探測(cè)電纜溫度信號(hào)及漏電電流信號(hào)，發(fā)出聲光信號(hào)報(bào)警信號(hào)，準(zhǔn)確監(jiān)視故障點(diǎn)的變化，報(bào)出故障線路的地址。

3 結(jié)束語(yǔ)

在金屬工裝制造廠房類型的電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中，在確定完負(fù)荷等級(jí)的前提下，進(jìn)行供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，做好變壓器容量的選擇及設(shè)備容量的計(jì)算工作，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意低壓配電系統(tǒng)的故障保護(hù)、降低故障電壓，故障發(fā)生時(shí)應(yīng)及時(shí)切除故障回路，保護(hù)人的安全。本文以筆者實(shí)踐項(xiàng)目為例對(duì)金屬工裝制造廠房項(xiàng)目電氣設(shè)計(jì)的特點(diǎn)進(jìn)行介紹，希望對(duì)同行業(yè)電氣設(shè)計(jì)從業(yè)人員提供一些參考，不足之處敬請(qǐng)賜教。