目前,高層民用建筑愈來(lái)愈多,而高層建筑都設(shè)有電梯。對(duì)于電梯井道照明,規(guī)范有明確要求,民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范(JGJ16-2008)第9.4.5條規(guī)定:電梯井道內(nèi)應(yīng)設(shè)置照明,且照度不應(yīng)小于50lx,并應(yīng)符合下列要求:①應(yīng)在距井道最高點(diǎn)和最低點(diǎn)0.5米以內(nèi)各裝一盞燈,中間每隔不超過(guò)7m的距離應(yīng)裝設(shè)一盞燈,并應(yīng)分別在機(jī)房和底坑設(shè)置控制開(kāi)關(guān);②橋頂及井道照明電源易為36V;當(dāng)必須裝采用220V時(shí),應(yīng)裝設(shè)剩余電流動(dòng)作保護(hù)器等。
對(duì)于高層建筑的電梯井道照明配電線路,一般人認(rèn)為按計(jì)算電流來(lái)選擇開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線就行了,這樣做對(duì)于不是很高的建筑來(lái)說(shuō),一般也沒(méi)有什么問(wèn)題,但是,對(duì)于30層或更高層的建筑來(lái)說(shuō),僅考慮線路的過(guò)負(fù)荷保護(hù)是不夠的,還應(yīng)考慮燈具特性、線路的短路保護(hù)、電壓損失等。
某32層住宅樓,層高3米。地下室設(shè)有配電間,公共用電由室外兩個(gè)箱變(容量630KVA,箱變內(nèi)帶3m長(zhǎng)銅母線3(80x80)+1x(63x6.3)),分別引一路380/220V電源,至地下室的配電柜,兩路均采用ZRYJV22-4x150mm2電纜,線路m1長(zhǎng)50m。
經(jīng)配電柜分配后分別引至風(fēng)機(jī)、應(yīng)急照明等。對(duì)于應(yīng)急照明線路采用樹(shù)干式+放射式供電,兩根干線采用NHYJV電纜,規(guī)格為4x35+1x16mm2,線路m2長(zhǎng)100m,每四層設(shè)一個(gè)應(yīng)急雙電源切換箱,屋頂機(jī)房照明單獨(dú)設(shè)一雙電源切換箱,采用干線T接與供電干線連接。
屋頂機(jī)房雙電源切換箱回路包括電梯井道照明、機(jī)房照明、機(jī)房插座、電梯井道插座、航空障礙燈等回路,其中電梯井道照明回路采用220/36V(容量500VA)變壓器供電,在距井道最高點(diǎn)和最低點(diǎn)0.5米以內(nèi)各裝一盞燈,中間奇數(shù)層設(shè)置,共18只,照明燈采用飛利浦緊湊型節(jié)能燈,功率13W,光通量900,補(bǔ)償后功率因數(shù)0.9,照明配電采用兩根BV10mm2導(dǎo)線,線路m3長(zhǎng)96m。
電梯井道照明配電線路的保護(hù)應(yīng)具有過(guò)負(fù)荷保護(hù),短路保護(hù),并且應(yīng)避開(kāi)燈具的啟動(dòng)電流。
本工程線路最末端發(fā)生短路時(shí),該回路中,有高壓系統(tǒng)、10/0.4kV變壓器、低壓母線、低壓電纜m1、低壓電纜m2,220/36V變壓器、低壓導(dǎo)線m3等七種阻抗元件。依照《工業(yè)與建筑配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三版155~159頁(yè)表4-22~25中數(shù)據(jù),可以計(jì)算出各元件的單相L-N回路的阻抗,進(jìn)而計(jì)算出短路電流。經(jīng)計(jì)算,短路電流為,Id=105.2A。
電梯井道照明配電線路的保護(hù),應(yīng)滿足如下要求:
1)照明用低壓斷路器長(zhǎng)延時(shí)脫扣器整定電流應(yīng)大于線路的計(jì)算電流。、
2)照明用低壓斷路器瞬時(shí)過(guò)電流脫扣器整定電流應(yīng)大于線路的計(jì)算電流的4~7倍。
3)為了保證斷路器靈敏性,斷路器瞬時(shí)過(guò)電流脫扣器整定電流應(yīng)小于線路末端最小短路電流的1/1.3倍。
就本工程而言(18套燈具),回路計(jì)算電流IB為IB=P/Ucosφ=18x13/(36x0.9)=7.2A。故Izd1≥1.1·7.2=7.9A,初取I zd1=16A;斷路器瞬時(shí)過(guò)電流脫扣器整定電流的計(jì)算公式為:I d/1.3≥I zd3≥Kzd3·IB,即:105.2/1.3≥I zd3≥6·7.2,即80.92≥I zd3≥43.2。
選用具有B特性曲線的TCL微型斷路器,短路跳閘動(dòng)作電流3~5In,最小動(dòng)作電流Izd3=3x16=48>43.2,滿足要求,最大動(dòng)作電流I zd3=5x16=80<81.31,滿足要求。
如果燈具的功率因數(shù)較低,比如0.8,則線路的計(jì)算電流為IB=8.1A,I zd3=48<8.1x6=48.6,無(wú)論怎么調(diào)整,微型斷路器都很難避開(kāi)燈具啟動(dòng)電流的六倍。
如果選用一般的C型斷路器,動(dòng)作電流為5~10 In,最大動(dòng)作電流I zd3=10x16=180>81.31,不滿足要求。即使降低斷路器額定電流為10A,則I zd3=10x10=100>81.31,仍然不滿足要求。
如果燈具干線配電選用兩根BV6mm2導(dǎo)線,則回路電阻將會(huì)變大60%以上,由于短路電流會(huì)減小很多,則短路器動(dòng)作電流將不能既保證靈敏性,又能躲過(guò)燈具啟動(dòng)電流。
以上討論是針對(duì)微型斷路器而言,如果選用塑殼斷路器,由于瞬動(dòng)倍數(shù)可以調(diào)整,當(dāng)然就容易多了,但是此處用塑殼斷路器顯然是浪費(fèi)。
對(duì)于遠(yuǎn)距離的供電線路,由于電阻較大,單相短路電流較小,必須充分重視短路器靈敏度的校驗(yàn)。采用低壓斷路器時(shí),線路短路靈敏度與線路短路電流及斷路器的整定電流密切相關(guān),如果電纜截面積過(guò)小,開(kāi)關(guān)整定電流不合適,可能不足以使其動(dòng)作,起不到保護(hù)作用。
如果能夠加大導(dǎo)線截面積,將能夠有效減小導(dǎo)線電阻,加大短路電流,有利于短路保護(hù),并且能夠減小電壓損失。
(本文選編自《電氣技術(shù)》,原文標(biāo)題為“電梯井道照明線路開(kāi)關(guān)的選擇”,作者為胡忠魁、陳利恒等。)