賈玉龍

(河北九易莊宸科技股份有限公司，石家莊 050000)

0 引言

隨著建筑業(yè)市場的迅速發(fā)展，各種民用建筑內(nèi)配套建設了大量防空地下室。GB 50038-2005《人民防空地下室設計規(guī)范》(以下簡稱“《人防設計規(guī)范》”)、05SFD10《<人民防空地下室設計規(guī)范>圖示》、07FD01《防空地下室電氣設計示例》等，都對規(guī)范指導人防地下室的設計施工發(fā)揮了重要作用。筆者謹對防空地下室出入口照明回路設計存在的一些問題談些個人理解，不足之處希望同行批評指正。

1 案例分析

根據(jù)《人防設計規(guī)范》第7.5.16條，從防護區(qū)內(nèi)引到非防護區(qū)的照明電源回路，當防護區(qū)內(nèi)和非防護區(qū)燈具共用一路電源回路時，應在防護密閉門內(nèi)側、臨戰(zhàn)封堵處內(nèi)側設置短路保護裝置，或?qū)Ψ欠雷o區(qū)的燈具設置單獨回路配電。當防護區(qū)內(nèi)和非防護區(qū)燈具共用一路電源回路時，根據(jù)05SFD10《<人民防空地下室設計規(guī)范>圖示》、07FD01《防空地下室電氣設計示例》，在人防密閉門內(nèi)側、臨戰(zhàn)封堵處內(nèi)側加裝熔斷器或斷路器；在工程實踐中，不少設計師采用在防護密閉門內(nèi)側設置熔絲盒的做法，如圖1所示。此做法看似滿足了規(guī)范的條文要求，實則并未貫徹落實規(guī)范的本義。

1.1 接地故障電流計算

假設人防外靠近人防內(nèi)K點(圖2)發(fā)生接地故障，K點接地故障電流計算公式見式(1)。

(1)

式中，U0為相對地標稱電壓，V；電源側阻抗系數(shù)取值0.8～1.0；S為相導體截面積，mm2；K1為電纜電抗校正系數(shù)；K2為多根相導體并聯(lián)使用的校正系數(shù)；ρ為20℃時的導體電阻率，Ω·mm2/m；L為電纜長度，m；m為材料相同的每相導體總截面積(Sn)與PE導體截面積(SPE)之比。

圖1 防護密閉門內(nèi)側設置熔絲盒做法示意圖

公式(1)可以等效公式(2)。

Ik= (0.8～1.0)U/[1.5ρ(1+m1)L1/S1k11k21]+

[1.5ρ(1+m2)L2/S2k12k22]+

[1.5ρ(1+m3)L3/S3k13k23]

(2)

式中，S1、S2、S3分別為L1、L2、L3段導體的相導體截面積，此處取值分別為150mm2、16mm2、2.5mm2；m1、m2、m3分別為L1、L2、L3段導體相應參數(shù)，此處取值分別為150/70、1、1；k11、k21、k12、k22、k13、k23分別為L1、L2、L3段導體相應參數(shù)，k21、k22、k23取值均為1，k11、k12、k13取值分別為0.96(S=150 mm2時對應取值)、1、1。

因短路點遠離配電變壓器，故阻抗校正系數(shù)取0.95，U0=220V，ρ=1/54(Ω·mm2/m)。則：Ik=0.95×220/[(60.63+104.17+1 111.11)×10-3]A=164A。

圖2 人防外靠近人防內(nèi)接地故障電流計算示意圖

1.2 保護選擇性分析

上級配電箱回路采用C10A/1P微型斷路器，保護動作靈敏系數(shù)Krel=164A/(10A×10)≈1.6，滿足規(guī)范要求。分別選取SH201-C10A型微型斷路器和OFAF_H gG 6A型熔斷器，其特性曲線見圖3～4。

圖3 某公司微型斷路器C型脫扣曲線

圖4 某OFAF_H gG型熔斷器時間-電流特性曲線

由圖3～4可知，當Ik=164A時，斷路器和熔斷器的動作時間均<0.01s，上下級之間沒有選擇性。

《人防設計規(guī)范》7.5.16條文解釋：當非防護區(qū)與防護區(qū)內(nèi)照明燈具合用同一回路時，非防護區(qū)的照明燈具、線路戰(zhàn)時一旦被破壞，發(fā)生短路會影響到防護區(qū)內(nèi)的照明回路。若上下級設置的短路保護裝置沒有選擇性，則失去了在防護密閉門內(nèi)側設置短路保護裝置的意義。

若下級熔斷器改為斷路器，斷路器長延時整定電流為6A，不難看出，人防外靠近人防內(nèi)處發(fā)生單相接地故障時，上下級之間仍不具有選擇性。

1.3 其他短路保護裝置組合方案探討

1.3.1 上級熔斷器+下級斷路器

此時要求熔斷器的時間-電流特性曲線上對應于預期短路電流值的熔斷時間比斷路器瞬時脫扣器的動作時間快0.1s以上，才能滿足選擇性要求。由圖4可知，預期電流(Prospective current)為164A，對應弧前時間(Pre-arcing time)≥0.1s時，熔斷器的Ir至少為25A，而此時，熔斷器下級2.5mm2導線的保護，顯然不滿足GB 50054-2011《低壓配電設計規(guī)范》式6.3.6-1：Ic≤IN≤IZ的要求。而加大導線截面至6mm2，顯然又不經(jīng)濟。此短路保護裝置組合方案不推薦用在小截面回路中。

1.3.2 上級熔斷器+下級熔斷器的方式

熔斷器之間的選擇性在GB 13539.1-2015《低壓熔斷器 第1部分：基本要求》中已有規(guī)定。標準規(guī)定了當弧前時間≥0.1s時，熔斷體的過電流選擇特性用“弧前時間-電流”特性校驗；當弧前時間<0.1s時，其過電流選擇性則以I2t特性校驗。當上級熔斷器的弧前I2tmin值>下級熔斷體的熔斷I2tmax值時，可認為在弧前時間>0.01s時，上下級熔斷體間的選擇性可得到保證。標準規(guī)定額定電流16A及以上的串聯(lián)熔斷體的過電流選擇比為1.6∶1，即在一定條件下，上級熔斷體電流不小于下級熔斷體電流的1.6倍，就能實現(xiàn)有選擇性熔斷。

圖5 弧前和熔斷I2t特性曲線

由圖4知，Ik=164A時，10A熔斷器弧前時間≥0.01s；圖5為某公司gG熔斷器弧前(Pre-arcing)I2t和熔斷(operating)I2t特性，可查得，I2tmin(In=25A)>I2tmax(In=10A)，即需采用上級25A下級10A的配合方案才能滿足選擇性要求。上級采用25A熔斷器時，導線截面仍不免加大。

1.3.3 上級帶選擇性的斷路器(SMCB)+下級非選擇性斷路器

選擇性的斷路器(SMCB)符合GB 24350-2009《家用及類似場所用帶選擇性的過電流保護斷路器》的要求。相關原理可參見文獻[2]11.3.5節(jié)。圖6是某公司提供的S750 DR型SMCB的脫扣曲線。

結合S750 DR型SMCB產(chǎn)品樣冊，上級采用S750 DR 16A的SMCB,下級配合S201 10A型微斷,即可滿足選擇性要求。根據(jù)另一家公司產(chǎn)品樣冊，上級選用FTB1-100/E20/1P，下級選一般C10A微型斷路器即可滿足短路保護選擇性要求，但FTB1-100/E20/1P保護的下級導線應加大至4mm2。

2 建議做法

通過以上分析，筆者總結，防護區(qū)外照明回路配電正確的做法是：對非防護區(qū)的燈具設置單獨回路供電，或防護區(qū)內(nèi)和非防護區(qū)燈具共用一個電源回路，兼顧經(jīng)濟性，采用1.3.3所述配置方案。

圖6 S750 DR型帶選擇性過電流保護斷路器脫扣曲線(16-25A)

3 結束語