钢结构生产厂房电气设计

发表时间：2017-01-18T11:23:15.237Z 来源：《基层建设》2016年32期 作者： 吕章建

[导读] 摘要：文章结合钢管束、装配式钢筋桁架楼承板生产厂房的电气设计实例，针对此类厂房电气设计相关要点进行分析，主要从动力配电、照明系统、防雷接地及火灾自动报警系统等方面进行论述，提出设计思路。 浙江汉林建筑设计有限公司 310003

摘要：文章结合钢管束、装配式钢筋桁架楼承板生产厂房的电气设计实例，针对此类厂房电气设计相关要点进行分析，主要从动力配电、照明系统、防雷接地及火灾自动报警系统等方面进行论述，提出设计思路。 关键词：钢管束、装配式钢筋桁架楼承板；工业厂房；电气设计 一、工程概况：

本工程位于 福建省三明市。本厂房为单层钢结构排架结构建筑，用于生产建筑钢构件，设有下料、焊接、表面涂装及成品存放等工段。厂房建筑面积约30121 m²，高度13.1米，长度约247米，宽度约120米，柱网基本为24X9米；为钢结构配件压制、焊接、上漆等主要功能用房，配变电所、空压机修及临时办公等辅助用房；屋顶为镀锌金属板配采光板；属于丁类厂房(局部为丙类)。耐火等级二级。本厂房主要生产钢管束、装配式钢筋桁架楼承板、钢梁、钢柱等。主要工艺设备为：逆变气保焊机、直流焊机、起重机(行车、半门吊)及其它专业设备等。厂房内含一间配变电所，两个涂漆区。涂漆区内有可燃性气体释放（主要为 苯、二甲苯）。 二、负荷分类及容量

本工程的用电负荷等级：涂漆区内的排风机、送风机为一级负荷，其余用电均为三级负荷（室外消防用水量25L／s）。 根据工艺设备及其他各专业的提资，本厂房的用电负荷统计如下： 一级负荷总安装容量：39.5kW；总计算容量：39.5kW；

三级负荷总安装容量约：5189.7kW；总计算容量约：2854.4kW； 三、供电电源及配变电所

本工程采用一路 10kV电源引至厂房配变电所。

考虑供电距离，本工程厂房内靠近用电负荷中心设置一座10/0.4kV配变电所，供本厂房用电。本次设计配变电所拟设置2台SCB11-2000kVA配电变压器作为第一期用电，预留一台SCB11-1250kVA配电变压器作为远期用电。变压器接线组别采用(D，yn11)。 配变电所至最远的配电柜距离约为220m，满足规范要求。在每个涂漆区设置一台EPS，作为一级负荷的第二电源。

高压为单母线运行方式；低压为单母线分段运行，联络开关采用手动投切。当其中一台变压器故障时，切断部分非保证负荷，以重要用电负荷的正常工作。低压主进开关与联络开关之间设电气联锁和机械联锁，任何情况下只能合其中的两个开关。本工程根据供电部门要求高压设总表，采用高压计量。 四、配电系统

本工程低压配电电压为380/220V，三相四线制；接地形式采用TN-S系统，即整个系统的中性线(N)与保护线(PE)是分开的。 配变电所至末端的配电柜，采用放射式配电。 建筑物顶棚内一律采用金属管或金属线槽布线。

地面以下室外及涂漆区线路的保护管用SC(镀锌钢管)；其它区域线路的保护管用MT(电线管)，管壁厚度不得小于1.5mm。 五、配电设备的选择及安装

配电设备的选择，要保证配电系统和用电设备正常、可靠工作，故障时迅速切断电源。保证人身及设备安全，箱体选型按要求选定。 常用低压配电设备安装详见国标图集《常用低压配电设备安装》04D702-1。 落地安装的配电柜采用10#槽钢基础，距地150mm。

挂墙式动力配电箱等的安装高度为底边距地+1.5m；同一地点安装的墙挂式箱体底边高度宜统一。对成排布置的落地式箱体高度，颜色均应一致。

钢柱上安装的配电箱采用抱箍安装的做法, 避免现场焊接对钢结构的不利影响。

对于暗装箱体，土建施工时从箱顶至楼板或梁顶间预埋MT20保护管(1回路1根)作出线用，并在管顶做暗装出线盒。

结合工艺及甲方提供的条件，根据《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB 50058-2014要求，涂漆区内存在可燃性气体（甲苯，二甲苯），属爆炸性气体环境，按2区设防。涂漆区内的所有电气设备，均采用防爆型。

涂漆区内电气设备保护级别(EPL)可为Ga、Gb或Gc。此区域内所采用的电气设备及材料防爆标志不低于ExdIIAT1的级别和组别。且必须满足与产品相关的国家或行业标准。

防爆电气安装做法见国标图集《爆炸和火灾危险环境下电气线路和电气设备安装》94D401-3。 六、照明灯具的选型及安装

厂房内采用金属卤化物灯，灯具的安装高度以在行车顶上400mm左右为宜。照明配电箱引出线路采用穿电线管沿钢板及屋架檩条明敷设，灯具采用吊杆用螺栓固定在钢檩条上。

本工程各区域的照度严格参照《建筑照明设计标准》（GB50034-2013）执行。

根据《消防法》中第七十三条和《人员密集场所消防安全管理》，本厂房不属于“人员密集的厂房内的生产场所”厂房，故不设置应急照明。

七、电缆导线的选择与敷设

10kV进线电缆室外部分采用电缆穿墙引入，采用镀锌钢管保护，室内部分在电缆沟敷设。10kV进线电缆其型号及规格由电力设计部门确定。

0.4kV出线（动力及照明干线）电缆采用铜芯YJV-0.6/1KV电缆，在电缆沟及电缆桥架内敷设；配电箱至设备配线为BV-450/750V型铜芯导线或YJV型电力电缆。

电缆导线出入桥架时需穿管保护。桥架内电缆水平敷设时，电缆的首、尾两端及转弯和每隔5-10m处应固定。电缆桥架应做接地保

护，不得作PE线用。电缆桥架内敷设-25X4镀锌扁钢作接地干线用。 电缆桥架安装详国标图集《电缆桥架安装》04D701-2。

钢管明配线安装详国标图集《钢管明配线安装》03D301-3，施工时应尽量避免将穿线钢管敷设在热力管道上方或液体管道正下方，相互间距要符合规范要求。

室内埋地的电气线路采用穿钢管(SC)保护暗敷设，埋深为200mm。

涂漆区内电气线路的安装应符合《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB 50058-2014第5.4条的规定。 引入/引出建筑物的电缆线路应采取密闭防水处理，以防雨水倒灌，淹及电气设备和配变电所。 八、电能质量

本工程中250kW及以上的用电设备，且功率因数低于0．8，离配变电所距离超过150m，采用无功功率就地补偿。 谐波电流主要是由非线性负载或用电设备产生，不同设备产生的谐波电流次数和含量各不相同。

由于谐波电流本身的测力与计算比较复杂，而且在设计时往往难以搜集到足够的电气设备使用时的谐波数据，根据下列公式对谐波电流进行估算：

式中：K1—变压器的负载率，常规设计时一般取0.7~0.8;

THDi—为电流总谐波畸变率，不同建筑的取值不通过，本工业厂房取20%； ST—变压器额定容量（kVA）；

Us—变压器低压测额定电压（kV）。

本工程中含大量电焊机，谐波含量较高。本工程拟采用在低压母排处设置消谐无功补偿装置，同时在低压配电柜处设置有源滤波器，以集中方式抑制谐波。消谐式无功补偿容量按变压器容量的30%~40%选用，有源滤波抑制2~50次谐波，以此提供功率因数，提升电能质量。

因谐波电流需采用专门设备进行测量，故实际运行中由专业厂家根据实际检测值，完善无功补偿、谐波治理方案。 九、抗震措施

本厂房抗震设防烈度为 6度。设备安装和线路敷设需满足《建筑机电工程抗震设计规范》 ( GB 50981-2014 )第7节的要求。 十、电气消防系统

本工程不设置火灾自动报警系统，在消火栓箱处设置消火栓启泵按钮直接引至消防泵控制箱（柜），启动消防泵。 本工程在厂区的配变电所设置气体灭火控制系统；

在涂漆区可能散发可燃气体，设置可燃气体报警系统。可燃气体探测器的型号根据工艺及甲方提供的现场泄漏释放源选定。可燃气体报警集中控制器设置在值班室，可燃气体报警区域控制器设置在保护区域外墙处；一旦发生气体泄漏，且泄漏浓度达到报警设定值，可燃气体报警控制器自动发出声光报警提醒值班人员，并启动保护区域的火灾声光警报器和排风机，以免事故发生。 结语

钢结构厂房因建筑简易，构件在工厂提前预制，施工周期短等优异特点受到广泛欢迎，而作为生产钢构件的厂房，更是当前形势下的重中之重。在设计中充分考虑钢结构及钢结构生产设备的特点，确保电气设计的合理性，才能保障电气设备的可靠运行。 参考文献

[1] 中华人民共和国建设部，JGJ 16-2008，民用建筑电气设计规范，北京，中国建筑工业出版社，2013

[2]任元会，中国航空工业规划设计研究院，工业与民用配电设计手册（第三版），北京，中国电力出版社，2005