工业建筑的电气设计.docx

电气装置安装工程电气照明装置施工及验收规范GB50259—96
电气装置安装工程1KV及以下配线工程施工及验收规范GB50258—96
建筑工程质量检验评定标准GBJ301—88
电气装置安装工程起重机电气装置施工及验收规范GB50256—96
电气装置安装工程电力变流设备施工及验收规范GB50255—96
电气装置安装工程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范GB50257—96
电气装置安装工程低压电器施工及验收规范GB50254—96

浅议工业建筑的电气设计
浅议工业建筑的电气设计
摘 要：根据对工业建筑电气设计中遇到的一系列问题的思考，结合现行相关规范和标准图集，简要谈一下作者在工业建筑电气设计方面的一些看法。
关键词：照度 负荷等级 设备安装 设备选择 应急照明 动力负荷 防雷接地
1 前言
工业建筑的电气设计与民用建筑不同，工业建筑一般单层层高较高，单间面积大，动力负荷多，会接触到高压气体放电灯照明、明敷设线路、动力设备配电、电动机控制原理等等方面的设计。设计前首先要对设计对象有深入的了解，比如对该工业建筑的建筑分类、建筑规模、室外消防水量、工艺流程等等一系列问题要有个清楚的认识，这些问题清楚后才会知道怎么设计才能满足规范和工艺方面的要求。
2 相关的部分重要规范
电气设计以安全为主，而消防安全又是重中之重。一般工业建筑的消防电气设计应该严格遵循《建筑设计防火规范》GB50016-2006的各项要求。在《建筑设计防火规范》第1.0.2条和第1.0.3条的适用范围里有明确，一般工业建筑的电气消防设计要做什么、做多少，大部分依据的就是这本规范。当然当我们遇到一些无法明确的问题时还得征询当地消防部门的意见，各地区的消防部门对规范的理解、看法不太相同，因此要求也可能不相同。这里还得提到一本规范《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92，这本规范适用于在生产、加工、处理、转运或贮存过程中出现或可能出现爆炸和火灾危险环境的新建、扩建和改建工程的电力设计，但也有不适用的范围，大家可以细看一下规范的第1.0.2条的规定。
上述两本规范只是工业建筑消防电气设计中比较常用的两本规范。并不是说只要依据这两本规范就可以进行工业建筑的消防电气设计了，比如还有《人民防空工程设计防火规范》GB50098-98等等。工业建筑电气设计包含方方面面，涉及到的电气规范条文非常多，非常广，大家平时要多收集多看多记。另外注意，看规范时，千万不要仅仅局限于电气章节，一方面除了要注意规范规定的使用范围外，还要适当留意其它专业的内容，有时其它专业内容或规范中也有和电气有关的规定，比如《自动喷水灭火系统设计规范》的第11章对电气专业设计就作出了要求。
设计中火灾危险性分类以及室外消防水量可以向建筑和给排水专业索取，这是我们必须事先明确的两个重要指标。火灾危险性分类可以让我们确定在这个工程电气设备的防护等级，知道有没有电气方面的特殊要求，线路要做哪些特别处理，要安装哪些消防方面的设备等等；室外消防水量可以让我们知道这个工程消防用电设备按几级负荷供电，要不要设置柴油发电机或者其它备用电源等等。根据《建筑设计防火规范》第11.1.1条并结合给排水专业提供的建筑室外消防水量，我们就可以确定建筑消防用电设备的负荷等级了。《建筑设计防火规范》要求消防设备配电要采用专用的供电回路，当发生火灾切断生产、生活用电时，应能保证消防用电。这里我们还要留意《建筑设计防火规范》的第11.1.5条要求，对于无备用电源要求的配电系统，个人认为可以采用在建筑物第一级配电系统的母线段（尽量为不同母线段）配出双回路专用线路进行末端互投。
3 照明
1）灯具选择：工业厂房的照明可采用荧光灯光带（槽式灯）或气体放电灯具，一般是普通照明结合局部照明。有些厂房工艺设备上有专门的局部照明，我们设计时只要考虑普通照明就可以了。工艺设备用电属动力用电，另外单独引入电源并预留。在工业厂房中，照明灯具的悬挂高度在4米左右时，可以选择荧光灯，悬挂高度在5米左右及以上时，一般选择适用的高压气体放电灯。
工业建筑灯具安装状态按建筑层高划分一般划分为高顶棚、中顶棚、低顶棚三类。高顶棚类安装高度一般10米以上，采用250～1000W的高压气体放电灯，狭形房间要求高照度时灯具为狭照型配光，对于面积大的宽型房间灯具用中照型配光；中顶棚类安装高度一般5～10米，采用小功率高压气体放电灯，灯具为中照型配光；低顶棚类安装高度一般小于5米，这时主要采用荧光灯或白炽灯。高压气体放电灯主要有高压钠灯、金属卤化物灯、高压汞灯。高压钠灯光效高，金属卤化物灯显色性好，高压汞灯显色性差。光效高的灯具一般用于室外场地，显色性好的灯具一般用于显色性要求高的场所。
2）照度计算与节能：照明设计必然涉及到照度计算问题，我们首先要通过照明空间的照度要求计算出所需的灯具数量。照度计算主要分为利用系数法、逐点计算法和单位容量估算法（这种方法不适用于施工图阶段），在很多设计手册中都有详细讲解，内容较繁锁，大家可以看看相应的电气和照明设计手册。关于照度要求大家可以查找《建筑照明设计标准》GB50034-2004，里面说得很明确。要提醒大家，在确定灯具数量时要特别注意其中的节能要求，就是功率密度值的限制，这是强制性条例不能违反的。
照明的节能效果与灯具及灯源的选择密切相关，就拿荧光灯灯管的选择举个例，荧光灯28W 的T5灯管的光通量相当于36W 的T8标准型荧光灯管的光通量，而36W 的T8三基色荧光灯管的光通量接近36W 的T8标准型荧光灯管的光通量的1.4倍，因此我们在照明设计中采用荧光灯作为照明灯具时，可以通过选择荧光灯管类型而达到降低功率密度值的目的，这就是一种节能方式，同样道理我们可以用在其它灯具的选择上。根据《建筑照明设计标准》的第3.3.5条和第7.2.10条规定，照明灯具都应该采取节能措施（也就是单灯的无功功率补偿），功率因数一般不会低于0.9。
3）回路设定：首先对于不同用途灯具我们划分为不同回路，其次单个回路功率上的限制以及配电距离、控制区域、灯具位置等也是划分回路的依据。
在《建筑照明设计标准》中的第7.2.7规定每一照明单相分支回路的电流不宜超过16A，所接光源数不宜超过25个；连接建筑组合灯具时，回路电流不宜超过25 A，光源数不宜超过60个；连接高强度气体放电灯的单相分支回路的电流不应超过30A。请大家注意这一条与《民用建筑电气设计规范》的第11.8.11条的区别，民规中相应的第一句话说的是灯具数不超过25个，照明标准中说的是所接光源数不宜超过25个，也就是说单盏的双管荧光灯具按民规一回路可以接25盏，按新照明标准只能减半了。同样民规第11.8.11条还规定了回路插座数量不宜超过10个。但如果插座是接计算机等正常泄漏电流大的负荷，同一单相回路插座数量最多不宜超过5个为妥。
4）应急照明：应急照明包括疏散照明、安全照明、备用照明。关于疏散照明的设置要求《建筑设计防火规范》第十一章的第11.3节已经讲得很明确。备用照明是用于确保正常活动继续进行的照明，它的设置要看工业厂房生产工艺上有没有这方面的要求。疏散照明分为疏散应急照明，用来确保疏散照度，以及疏散指示标志（分为灯光疏散指示标志和蓄光疏散指示标志），用来指示疏散方向，灯光疏散指示标志需要电源，蓄光疏散指示标志是利用蓄光自发光材料的蓄光发光功能无需电源。疏散照明一般设置在内部环境复杂或者建筑内部人员对该建筑内部环境不是很了解的建筑疏散走道或疏散线路上，用来在事故时引导人员疏散用。
关于疏散指示标志的设置我们首先要清楚疏散走道或疏散线路是完全不同的两个概念，疏散线路的范畴应该比疏散走道广。大面积厂房内部或大面积人员密集的公共场所（比如商场内部）的疏散是通过疏散线路完成的，而疏散走道应该是和其它场所采用防火分隔措施分隔开的较为独立的空间场所。《建筑设计防火规范》的第11.3.4条对工业建筑的疏散走道的灯光疏散指示标志的设置有作出要求（注意是灯光疏散指示标志），而第11.3.5条对人员密集的公共场所的疏散走道或疏散线路的灯光疏散指示标志和蓄光疏散指示标志的设置作出要求。因此个人认为工业建筑疏散指示标志的设置场所应该是针对疏散走道而非更广义的疏散线路。目前很多工业建筑的设计中厂房内部大开间的疏散线路都设置灯光疏散指示标志，但个人认为应该酌情而定，中小规模的工厂内部工人经常在这个环境工作，对内部环境已经较为熟悉，在疏散时只要有一定照度，很容易找到出口，不一定要设置疏散指示灯，因此在一般情况下对于内部并不复杂的工业厂房只要设置一些在事故断电时能保证安全的照明就可以了，以避免内部工艺设备造成的人员危险，至于消防用的应急照明《建筑设计防火规范》只针对疏散走道有所规定。但要注意安全出口灯还是要设置的，这点条文有规定。对于内部环境较为复杂的大型车间内部，疏散线路还是设置疏散指示标志为妥。
大开间车间内部安全照明灯具尽量设置在内部疏散线路附近，作为电源故障时确保人员安全用，高度不高可以考虑吸顶安装，高大空间场所可以安装在1.8～2.2米左右的墙面或柱面上。墙面或柱面上的安全照明灯我们也可以预留专用电源插座。疏散指示标志的安装高度《建筑设计防火规范》的第11.3.4条有规定。灯具用于消防应急照明时在《建筑设计防火规范》中只要求应急时间不少于30分钟，现在一般应急照明灯具应急时间都能达到90分钟。要提醒大家注意《建筑设计防火规范》的第11.3.4条和11.3.6条有要求消防应急指示标志和灯具必须符合《消防安全标志》GB13495和《消防应急灯具》GB17945的有关规定，这一条我们最好写到设计总说明中，主要是为了杜绝施工单位为了省钱采用普通灯具配应急电池的做法。应急照明的照度要求《建筑照明设计标准》的第5.4.2条有明确规定。
如果应急照明设备总容量不大，我们也可以考虑在照明箱处直接采用应急电源EPS作为整体集中备用电源，这样维护方便，但采用EPS备用电源成本相对较高，特别是大面积备用情况。要注意EPS不像柴油发电机那样能提供持续备用电源，断电时间长时，EPS电能会耗尽，再充电时间也长，有可能出现断电时，EPS电源投入运行并耗尽，这时出现消防状态时就无法保障消防设备的用电了。有些地方消防部门也不允许采用EPS作为除火灾应急照明外消防设备的备用电源，这时EPS就相当于将单盏应急灯具配带的电池集中起来一样。EPS电源的选择可以参见相应产品技术资料，里面会说得很清楚，这里就不多说。
5）照明灯接地：照明灯具根据防触电保护方式可分为四类：0类，保护依赖基本绝缘（在易触及的部分及外壳和带电体的绝缘），使用在安全程度高的场合且灯具安装维护方便，如空气干燥、尘埃少、木地板等条件下的吊灯、吸顶灯；Ⅰ类，除基本绝缘外，易触及的部分及外壳有接地装置，一旦基本绝缘失效，不致有危险，用于金属外壳灯具，如投光灯、路灯、庭院灯等，提高安全程度；Ⅱ类，除基本绝缘外，还有补充绝缘，做成双重绝缘或加强绝缘，提高安全性，绝缘性好，安全程度高，适用于环境差、人经常触摸的灯具，如台灯、手提灯等；Ⅲ类，采用特低安全电压（交流有效值<50V），且灯内不会产生高于此值的电压，灯具安全程度最高，用于恶劣环境，如机床工作灯，儿童用灯。
0类灯是一种没有安全保护，无双层绝缘等保护形式的灯具，只要电线一漏线，基本保护就破损，容易产生危险。国外已经不生产零类灯具，我国零类灯也具将逐步退出市场，室内照明设计应该考虑使用I类灯具的可能性。根据《建筑照明设计标准》中第7.2.12条规定，当采用Ⅰ类灯具时，灯具的外露可导电部分应可靠接地，因此所有照明配电回路都要考虑PE线的敷设到位。
4 火灾报警系统的设置
关于丙类厂房设不设置火灾报警控制系统的问题，在设计领域目前存在争议，究竟是依据《建筑设计防火规范》来判定设不设置，还是依据《火灾自动报警系统设计规范》来判定设不设置。按常理《建筑设计防火规范》是用来明确要不要设置火灾报警控制系统，而《火灾自动报警系统设计规范》是用来明确如何设置火灾报警控制系统的，但是在《火灾自动报警系统设计规范》的条文说明3.1节中又强调《火灾自动报警系统设计规范》和《建筑设计防火规范》是相互协调、充实互补的关系，这自然造成设计人员在规范理解上的一些争议。
新版《建筑设计防火规范》第11.4节对火灾报警控制系统设置部位的要求与旧版规范相比较已经做了细化，对个别类别丙类厂房要不要设置火灾报警控制系统已经进行了明确，如果只从《建筑设计防火规范》上看除条文规定之外的丙类厂房可以不设置火灾报警控制系统。但是在《火灾自动报警系统设计规范》的3.1.1条中却很明确把工业建筑中丙类生产厂房列为二级保护对象（注意用的字眼是“宜”，且附录D也是仅作为建议性要求），因此消防部门在图纸送审时常常会依据这条规定要求设置火灾报警控制系统。
丙类厂房种类很多，大家可以看看《建筑设计防火规范》第3.1节中生产的火灾危险性分类举例。建筑平时对一些标准厂房或者工艺未明确的厂房常常归类为丙类厂房，这类厂房究竟设不设置火灾报警控制系统，应该依据最终的工艺以及厂房内堆放物品的类型定，我们可以在设计说明中先给予明确：火灾报警控制系统待工艺确定后再考虑是否设置。如果设置，对小面积二级保护对象可以采用区域报警系统，报警主机设置在有人值班的值班室或管理室就可以了，大面积的厂房可以视情况采用集中报警系统，这时要设置专用消防控制室。
5 线路敷设
工业建筑单层层高较高，有些是钢结构，厂房内电气线路以明敷设为主。线路较少的直接穿钢管明敷设，线路集中且多的地方可以采用金属线槽、金属桥架或在电缆沟内敷设。金属线槽主要用来敷设电线，金属桥架主要用来敷设电线电缆。要注意采用金属线槽或金属桥架敷设线路千万别忘了金属线槽或金属桥架及其支架都必须接地，且金属线槽桥架接地点不能少于两处，每隔一定距离还要考虑重复接地。金属线槽或金属桥架中敷设电线电缆的数量在相应规范中有明确条文。比如规定线槽内电线的总截面不超过线槽内截面的40%；桥架内电力电缆总截面不超过桥架内截面的40%，控制电缆为50%等等。
一般工业厂房中，照明线路可以考虑采用金属线槽方式走到厂房顶棚下灯具吊点高度左右转成穿钢管（或直接线槽）敷设到灯具位置。在灯具处钢管与电气设备、器具间的电线保护管宜采用金属软管或可挠金属电线保护管，但金属软管的长度不宜大于２ｍ。对于回路功能、设备种类、电压及负荷等级等等均类似的设备的配电回路我们可以考虑两个及两个以上回路的共管敷设，动力及照明电源进线可以引自厂区变配电房，如果照明负荷不大也可以直接引自厂房内的动力电源总箱。注意由变配电房直接引入的电源线路如果截面太小（如照明负荷）要进行短路时动热稳定的校验。电源进线电缆可采用交联电缆（YJV）直埋地敷设。一般室外直埋地敷设电缆我们都选铠装（YJV22），铠装电缆能承受机械外力作用。YJV22电缆在工艺制作和材料上与VV22电缆不同，同规格载流量比VV22电缆大很多，大家可以看看国家标准图集《建筑电气常用数据》04DX101-1。室外进线电缆穿的是水煤气管保护，穿水煤气管的规范依据可以见《低压配电设计规范》GB50054-95的第5.2.8条。
有些工业建筑内有建筑顶棚，比如有洁净或卫生要求的厂房。《低压配电设计规范》的第5.2.7条规定，在建筑物的顶棚内，必须采用金属管、金属线槽布线。这条存在争议已经很久了，争议的焦点就是阻燃或难燃的塑料管以及塑料线槽在顶棚内能不能使用的问题，个人认为应该是可以的，但规范毕竟是规范，目前还有效，不能违反。关于线路敷设还存在个问题，就是《低压配电设计规范》的第5.2.8条规定的钢管壁厚不小于1.5mm，大家可能用过KBG扣接钢管，它不需要跨焊的，施工时方便，但是它的壁厚就小于1.5mm，尽管厂方提供各类实验证明，但是规范规定无法更改，而且暗敷设时有出现过灌浆现象，因此建议不要在暗敷设时以及消防等比较重要的线路上使用，用在普通照明的明敷设线路上还是可以考虑的。关于配线还要注意，导线规格的选择除了与保护开关以及回路计算电流密切相关外还与照明线路允许的电压降有关。《建筑照明设计标准》的第7.1.3条对灯具的端电压做出了规定，因此对于较长的线路，我们要校验线路末端的电压降，特别是采用安全特低电压供电的线路。线路电压降的校验可以参见《工业与民用配电设计手册》（第三版）的相关内容。
6 设备选择与安装
工业的特殊场所如多尘场所采用密闭式防尘设备，潮湿场所采用防潮设备，有腐蚀性气体场所采用防腐设备，火灾危险场所采用防燃设备，有爆炸危险场所采用防爆设备。
厂房灯具由于数量多而且都是大面积同时开启关闭，因此大开间厂房内灯具的操作控制主要采用集中控制方式，在管理间或值班室照明箱处统一操作。少许小开间场所可以采用翘板开关就地控制。对于没有值班室的厂房，我们可以将照明配电箱安装在厂房入口附近墙面上（方便操作），这时要注意厂房内部环境对照明配电箱的要求。
照明配电箱上大开间厂房照明灯具回路的通断我们采用转换开关或控制按钮。有些人会问为什么不直接在微断上操作？这有两方面的原因，一方面断路器是不频繁操作电器，经常带负荷通断会降低断路器触头的使用寿命，容易损坏；另一方面直接采用断路器的翘板操作，事必影响配电箱、柜的防护等级，这在设备防护等级要求高的场所使用就不合理了。比如有些较潮湿的环境，灯具的防护等级就要求不得低于IP54，当然配电箱也一样，能直接操作断路器翘板的箱体的防护等级是肯定达不到要求的。因此对于工业建筑中需要直接在配电箱、柜处统一操作照明回路的控制情况，建议采用安装在箱、柜面上的控制按钮（通过接触器控制）或转换开关等电器操作。
注意灯具墙面翘板开关的额定电流不管是几联的（指面板上翘板个数）一般为10A，而一个普通照明回路允许电流不超过16A就行，因此我们在绘制照明平面时要特别注意一个开关的控制灯数，开关控制的灯具线路电流不要超过开关额定值，最好一个开关的负荷电流控制在6 A左右，这样开关也不易过热。
小开间（如管理间）墙壁照明暗装翘板开关底距地面1.2～1.4米，距门框水平距离150～200毫米；小开间暗装用插座底距地面不低于0.3 米，如果在车间内布置，考虑到产品材料的堆放或清洗地面等因素，安装高度1.5米左右比较妥当；照明、动力配电箱为了便于操作，可以考虑安装在值班室内或专用配电间，安装高度底距地面1.2～1.5米或垫高10公分落地明装。
7 动力负荷
车间厂房内插座可以由工艺考虑是否装设，电源可以由动力配电提供。普通用途的单相插座，负荷不大情况下可以和照明系统一起考虑，由照明配电箱配出回路。一般情况下可以暂时不考虑安装到位，因为车间内环境目前还不明确，可以先在照明箱或动力配电箱内预留配电回路。
工业建筑的动力设备的设置与工艺结合紧密，动力设备的控制箱、柜、盘一般与设备配套供应，因此很多情况下我们只需考虑供给电源就可以了。工业建筑动力线路可以采用直接埋地、电缆沟和桥架的敷设方式。动力负荷大小及设备布置情况、设备控制要求一般由工艺提供，也可以由甲方给出预留电源容量，如果实在没有，可以用单位面积法估算动力负荷大小。对于不知道具体工艺设备的情况，可以按每平方米20W～80W预估。动力负荷估计不会太大的取低值，动力负荷可能很大或者有可能有空调负荷的厂房可取高值，标准厂房可取中间值，这要结合厂房的用途来确定预留量。
8 配电系统
配电系统中的负荷计算和开关设备选择涉及的方面很多，大家可以参见《工业与民用配电设计手册》（第三版）的相关内容。先避开手册上种类繁多的正规计算公式，这里谈一下通俗的设备选择方式，简单地说就是，微型断路器整定过载保护电流>1.25回路计算电流，塑壳开关（额定电流125A以上）整定过载保护电流>1.1回路计算电流，回路上其它设备额定电流（包括线路载流量）>断路器整定过载保护电流。当然设备选择还涉及到开关的短延时脱扣电流和瞬时脱扣电流的整定，这里不多说了，大家自己深入去了解。
我们整定照明用微断过载电流时还要注意车间厂房照明我们常用高压气体放电灯，如金卤灯，金卤灯从开启到正常工作的启动阶段，有1～2分钟电流会上升到正常工作电流的2倍，因此我们确定微断的整定电流时要避开这个电流值。
当配电负荷为电动机我们还要考虑断路器能躲过电动机短时的启动电流。如果采用微断，要选用电动机保护型的而非普通配电型的。
一般靠近变配电所的箱体以及单体建筑总箱的进线总开关选用塑壳开关，不要采用微断，因为有可能短路冲击电流较大。三相断路器一般选用三极开关（只同时通断L1～3相），这样可以避免断零故障烧毁设备。四极开关（同时通断L1～3相和N线）一般使用在有漏电保护附件时和双电源互投时，可以参见《全国民用建筑工程设计技术措施电气》的4.5.3的17条。
系统图中我们分配相序时尽量三相保持平衡，最大相负荷不宜超过三相负荷平均值的115%，最小相负荷不宜小于三相负荷平均值的85%。照明设备的负荷功率统计时，除了灯具灯源本身的功率外，我们还要考虑气体放电灯整流器的功率损耗（在功率密度计算中也不要忘了），其中荧光灯具整流器的功率损耗为灯源功率的20%，其它类灯具整流器的功率损耗为灯源功率的8%左右。另外注意设计时每个配电箱体要留占总回路20%的预留回路。
9 动力设备的控制
前面说过动力设计常常只要配电到工艺设备的控制箱、柜、盘，这时它们的控制方式和原理可以不考虑。这里也不多说。对于少部分要考虑控制的动力设备的控制方式和原理图大家可以参考标准图集《常用电机控制电路图》D303-2～3合订本。
注意动力控制回路中一个接触器一般只有两常开和两常闭触点，如果需要的常开常闭触点多于接触器自带的，可以采用增加中间继电器的方式增加触点。我们选用中间继电器时也要根据常开常闭的需要量进行选用。另外，主回路断路保护器件（断路器）的额定电流不超过20A时，控制回路可不装设断路保护（FU熔断器）。
动力设备以电动机为主，我们谈到动力控制，就必然涉及到电动机的启动方式。电动机的启动方式分全压启动和降压启动，是否采用降压启动与电动机启动时对电网造成的影响有关系。一般要求，电动机启动对电网造成的电压降，经常启动的电动机要求不大于10%；偶尔启动的电动机不超过15%。在保证生产机械所要求的起动转矩而又不至于影响其它用电设备的正常工作时，可允许为20%或更大些。有明确写明多大功率允许直接全压启动的只有《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92的第10.2.1.5条，公用电网限制11Kw及以下，住宅小区15Kw及以下，这本规范目前正在修订。工业建筑没有明确功率多少以下才允许直接启动，只是有电压降要求，在电压降允许范围内你可以全压启动。一般全压启动电动机容量不大于变压器容量的30%为妥。
10 防雷
预计雷击次数大于或等于0.06次/a的一般性工业建筑划归为三类防雷建筑，爆炸危险环境的建筑物根据具体情况划归一、二类防雷建筑，具体划分可见《建筑物防雷设计规范》GB50057-94的第二章节。关于避雷带规格、网格大小、引下线间距、规格做法等等在GB50057-94里也有详细的要求，而且绘制方法与民用建筑防雷类似，这里就不多说。如果还不明白，可以看看标准图集《防雷与接地安装》合订本D501-1～4的具体的施工做法。
注意屋面的金属构件（特别是突出屋面的设备）必须与避雷带可靠联结。屋面电气设备还应根据建筑物的重要性采取相应的防止雷电波侵入的措施，并应符合下列规定：1）无金属外壳或保护网罩的用电设备宜处在接闪器的保护范围内,不宜布置在避雷网之外,并不宜高出避雷网。2）从配电盘引出的线路宜穿钢管。钢管的一端宜与配电盘外壳相连；另一端宜与用电设备外壳、保护罩相连,并宜就近与屋顶防雷装置相连。当钢管因连接设备而中间断开时宜设跨接线。3）在配电盘内,宜在开关的电源侧与外壳之间装设过电压保护器。另外，防雷规范上要求避雷带圆钢直径不应小于8mm，我们一般采用直径为12的圆钢，主要考虑预留点余量，减少露天腐蚀对圆钢截面的影响。
我们这里再讲一下防雷比较特殊的例子，就拿前面提到的钢结构厂房为例。钢结构厂房屋面采用彩钢板或其它形式的钢板，我们如果在上面做明装的避雷带没办法做支架支撑，即使做了，支点处有可能造成屋面的渗漏。因此我们可以考虑直接用金属屋面作接闪器。《建筑物防雷设计规范》的第4.1.4条有专门对金属屋面作接闪器的情况提出要求：第一类防雷建筑除外；金属板之间如果有搭接，搭接长度不应小于100mm；金属板下无易燃物，厚度不小于0.5mm；金属板下有易燃物，其厚度，铁板不应小于4mm，铜板不应小于5mm，铝板不应小于7mm；金属板无绝缘被覆层等。钢结构厂房柱子如果为钢柱，我们可以直接利用它作防雷引下线，如果是混凝土柱，我们可以利用柱内直径不小于16的对角两根主筋（如果对角主筋直径不到16，但不小于12，可以采用四根主筋）作防雷引下线，防雷引下线上与金属屋面，下与接地体作电气联结。并在部分防雷引下线距地0.5米处焊出测试卡子，用于测试接地电阻。
11 接地
1）接地方式：一般建筑常用的接地方式是TN-C-S和TN-S系统。如果变配电所在本栋建筑内部则采用TN-S接地方式，也就是PE线和N线自变压器后严格分开。TN-C-S接地方式是在变配电所室外独立设置或者变配电所建在其它栋楼里时采用的一种电源引入的接地方式。就是说电源引入时是TN-C系统，三根火线加一根PEN线（这里PEN线是绝对不允许断开的），引入建筑后在总开关前PEN线重复接地后严格分开为PE线和N线，之后配线时PE线和N线不得混接，也就是说进入建筑后接地方式转为TN-S系统，就是三根火线加一根PE线和一根N线。
2）接地体：建筑物的接地装置一般分为两类，一种是人工接地体，另外一种是自然接地体（可利用建筑物基础内的钢筋）。一般情况我们尽量利用基础内钢筋网作接地体，但要注意，作为接地体的基础内钢筋网必须在室外地面以下距地面不小于0.5m，钢筋规格是通过需要钢筋表面积总和进行换算的，这在《建筑物防雷设计规范》中有具体计算公式。
关于接地电阻的要求各类规范内都有明确，共用接地体的情况下一般考虑各系统要求的接地电阻的最小值。电气设备保安接地电阻不大于10欧，防雷系统冲击接地电阻不大于10欧，变压器中性点接地电阻不大于4欧，弱电系统（非设备外壳）接地电阻不大于1欧，电梯精密控制系统接地电阻不大于1欧。因此建筑物内各系统共用接地体时，如果有变配电房总接地电阻不大于4欧，如果有电梯总接地电阻不大于1欧，如果有弱电机房（要考虑弱电系统接地）总接地电阻不大于1欧。
A、人工接地：我们一般在无法利用自然接地体作接地极或者自然接地体电阻值不满足要求时才采用人工接地体的。人工接地体中水平接地体采用-40X4热镀锌（冷镀锌防腐效果不好）扁钢；垂直接地体采用L50X50X5热镀锌角钢，垂直接地体长2.5米，为降低相邻接地体的屏蔽作用，间距大于5米；这里我们不考虑人工接地体距建筑入口和人行道的距离，因此室外人工接地体埋深均要距地面1米以下，如果因受现场条件限制达不到深度要求，应按《建筑物防雷设计规范》第4.3.5条的其它办法进行处理。
B、基础接地：利用基础内钢筋做接地体的接地平面的画法很简单，只要在结构提供的基础平面上示意焊接网格。做法为：将室外埋深不小于0.5米的基础梁底或承台的主筋（直径不小于16，两根以上）焊成接地网（注意网格不宜大于18m），并将接地网经过的桩内钢筋与接地网焊接作为全楼的接地系统，并在与防雷引下线对应室外埋深大于0.5米处由被利用作为引下线的钢筋上焊出一根40X4热镀锌扁钢伸向室外（刷沥青两道），距外墙皮距离大于1米（超出建筑散水坡）。如测试电阻达不到要求，要从此处外引人工接地体。
3）接地干线：我们在设计接地平面时要考虑各类接地引上干线的预留。比如与防雷引下线的联结线的引上，设备房、变配电房接地端子盒、箱的接地干线引上，设备房金属桥架线槽的重复接地干线的引上（可在桥架线槽安装高度的适当位置设置接地端子盒），电梯井道接地干线的引上，电梯机房控制系统接地干线的引上，变压器中性点接地干线的引上，发电机中性点接地干线的引上等等。
有些车间内电气设备较多且复杂，我们可以考虑在建筑内四周墙面设置接地干线，为车间内的金属构件（工艺设备，工艺管道等）提供接地条件。接地干线做法可以参考图集《接地装置安装》03D501-4/P29，P41（《防雷与接地安装》合订本中有）的相关部分。接地干线（可采用-40X4镀锌扁钢或其它导电材质）沿墙明敷设，在经过门处转为暗敷设，其它位置埋地敷设或者在电缆沟内明敷设。
4）等电位联结：建筑总等电位端子箱（MEB），一般设置在配电总箱附近，安装高度距地面0.5米，其规格和建筑等电位作法可以看看<<等电位联结安装>>图集02D501-2的相关部分。如果建筑面积和规模较大，我们可以在建筑四角相应位置或建筑适当处多设置几个MEB总等电位端子箱。建筑内的设备金属外壳、设备基础钢构件以及其它金属构件均要通过MEB或直接与接地体可靠联结。进出建筑物的金属管线及铠装电缆金属外皮在出入建筑物处须和接地系统联结。
12 结束语
本文主要谈谈一般性工业建筑强电部分设计的个人观点（其它特殊场所，如爆炸火灾危险性场所要结合相应规范进行设计）。工业建筑弱电部分系统较为简单，原理与民用建筑设计同，设计量也不大。比如电话系统工业建筑使用量就小，只要明确需要的终端数量绘图就很简单了；火灾报警部分由于房间功能单一，设置也不复杂，特别是小型的工业建筑。因此本文就不对工业建筑的弱电设计作深入探讨。
由于水平有限，难免有错误和不妥当之处，大家要多看现行规范和标准图集，一切以现行规范和标准图集为准。工业建筑设计的关键要抓住工业建筑的特点，掌握工业建筑与民用建筑的不同之处，了解工业建筑工艺上的要求。本文中提到的规范、标准图集和手册，均是我们设计时常用的和必备的，或者是注册电气工程师专业考试的指定用书，希望大家能及时购买到，以方便对本文的理解和日常工作中使用。
参考文献：

电线电缆选用的一般原则
2007-11-18 10:45
一、电线电缆选用的一般原则
　　在选用电线电缆时，一般要注意电线电缆型号、规格 (导体截面)的选择。
　　⒈ 电线电缆型号的选择
　　选用电线电缆时，要考虑用途，敷设条件及安全性；例如，
　　根据用途的不同，可选用电力电缆、架空绝缘电缆、控制电缆等；
　　根据敷设条件的不同，可选用一般塑料绝缘电缆、钢带铠装电缆、钢丝铠装电缆、防腐电缆等；
　　根据安全性要求，可选用不延燃电缆、阻燃电缆、无卤阻燃电缆、耐火电缆等。
　　⒉ 电线电缆规格的选择
　　确定电线电缆的使用规格 (导体截面)时，一般应考虑发热，电压损失，经济电流密度，机械强度等选择条件。
　　根据经验，低压动力线因其负荷电流较大，故一般先按发热条件选择截面，然后验算其电压损失和机械强度；低压照明线因其对电压水平要求较高，可先按允许电压损失条件选择截面，再验算发热条件和机械强度；对高压线路，则先按经济电流密度选择截面，然后验算其发热条件和允许电压损失；而高压架空线路，还应验算其机械强度。若用户没有经验，则应征询有关专业单位或人士的意见。一般电线电缆规格的选用参见下表：
电线电缆规格选用参考表
导体截面
mm 2
铜芯聚氯乙烯绝缘电缆
环境温度 25℃架空敷设
227 IEC 01(BV)
铜芯聚氯乙烯绝缘电力电缆
环境温度 25℃直埋敷设
VV22-0.6/1 (3+1)
钢芯铝绞线
环境温度 30℃架空敷设
LGJ
允许载流量 A
容量 kW
允许载流量 A
容量 kW
允许载流量 A
容量 kW
1.0
17
10

1.5
21
12

2.5
28
16

4
37
21
38
21

6
48
27
47
27

10
65
36
65
36

16
91
59
84
47
97
54
25
120
67
110
61
124
69
35
147
82
130
75
150
84
50
187
105
155
89
195
109
70
230
129
195
109
242
135
95
282
158
230
125
295
165
120
324
181
260
143
335
187
150
371
208
300
161
393
220
185
423
237
335
187
450
252
240

390
220
540
302
300

435
243
630
352
　　说明： 1.同一规格铝芯导线载流量约为铜芯的0.7倍，选用铝芯导线可比铜芯导线大一个规格，交联聚乙烯绝缘可选用小一档规格，耐火电线电缆则应选较大规格。
　　2.本表计算容量是以三相380V、Cosφ＝0.85为基准，若单相220V、Cosφ＝0.85，容量则应×1/3。
　　3.当环境温度较高或采用明敷方式等，其安全载流量都会下降，此时应选用较大规格；当用于頻繁起动电机时，应选用大2～3个规格。
　　4.本表聚氯乙烯绝缘电线按单根架空敷设方式计算，若为穿管或多根敷设，则应选用大2～3个规格。
　　5 以上数据仅供参考，最终设计和确定电缆的型号和规格应参照有关专业资料或电工手册。
　　二、电线电缆的使用特性
　　产品使用特性详见具体产品目录。
　　三、电线电缆的运输和保管
　　⒈ 运输中严禁从高处扔下电缆或装有电缆的电缆盘，特别是在较低温度时 (一般为5℃左右及以下),扔、摔电缆将有可能导致绝缘、护套开裂。
　　⒉ 尽可能避免在露天以裸露方式存放电缆，电缆盘不允许平放。
　　⒊ 吊装包装件时，严禁几盘同时吊装。在车辆、船舶等运输工具上，电缆盘要用合适方法加以固定，防止互相碰撞或翻倒，以防止机械损伤电缆。
　　⒋ 电缆严禁与酸、碱及矿物油类接触 ,要与这些有腐蚀性的物质隔离存放.贮存电缆的库房内不得有破坏绝缘及腐蚀金属的有害气体存在。
　　⒌ 电缆在保管期间，应定期滚动 (夏季3个月一次，其他季节可酌情延期)。滚动时，将向下存放盘边滚翻朝上，以免底面受潮腐烂。存放时要经常注意电缆封头是否完好无损。
　　⒍ 电缆贮存期限以产品出厂期为限，一般不宜超过一年半，最长不超过二年。
　　四、电线电缆的安装与施工
　　电线电缆敷设安装的设计和施工应按 GB 50217-94《电力工程电缆设计规范》等有关规定进行，并采用必要的电缆附件(终端和接头)。供电系统运行质量、安全性和可靠性不仅与电线电缆本身质量有关，还与电缆附件和线路的施工质量有关。
　　通过对线路故障统计分析，由于施工、安装和接续等因素造成的故障往往要比电线电缆本体缺陷造成的故障可能性大得多。因此要正确地选用电线电缆及配套附件，除按规范要求进行设计和施工外，还应注意如下几个方面的问题：
　　⒈ 电缆敷设安装应由有资格的专业单位或专业人员进行，不符合有关规范规定要求的施工和安装，有可能导致电缆系统不能正常运行。
　　⒉ 人力敷设电缆时，应统一指挥控制节奏，每隔 1.5～3米有一人肩扛电缆，边放边拉，慢慢施放。
　　⒊ 机械施放电缆时，一般采用专用电缆敷设机并配备必要牵引工具，牵引力大小适当、控制均匀，以免损坏电缆。
　　⒋ 施放电缆前，要检查电缆外观及封头是否完好无损，施放时注意电缆盘的旋转方向，不要压扁或刮伤电缆外护套，在冬季低温时切勿以摔打方式来校直电缆，以免绝缘、护套开裂。
　　⒌ 敷设时电缆的弯曲半径要大于规定值。在电缆敷设安装前、后用 1000V兆欧表测量电缆各导体之间绝缘电阻是否正常，并根据电缆型号规格、长度及环境温度