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住宅户内常见电气安全隐患分析

2021-05-27谭阳勤

城市建筑空间 2021年4期
关键词:浴盆淋浴保护器

谭阳勤

(广东省建筑设计研究院有限公司,广东 广州 510010)

0 引言

在北上广深等一线城市,商品房一般以精装修形式交付,住宅内的电气管线设计及断路器选择均由正规设计单位完成,存在较少电气安全隐患。但在二三线城市仍存在大量商品房以毛坯房的形式交付,需业主对毛坯房进行二次装修设计,在缺少合格设计图纸和质检部门的监管下,再加上良莠不齐的电气施工人员,导致一系列电气安全隐患。

1 卫生间不设局部等电位联结

根据JGJ 242—2011《住宅建筑电气设计规范》(以下简称《住宅电气规范》)第10.2.1条规定,住宅建筑应做等电位联结,装有淋浴或浴盆的卫生间应做局部等电位联结。毛坯房的局部等电位联结端子一般设置在卫生间洗手盆下部,部分二次装修电气施工人员不了解卫生间的局部等电位端子箱的作用,不进行局部等电位施工,从而导致一定的安全隐患。

假设住宅配电设计中,楼层电井已做接地保护,且L线与PE线等截面,如图1所示,卫生间用电设备发生电击故障且不设置局部等电位联结时,用电设备预期接触电压:

图1 卫生间电击故障时预期电压分析

Uf=Id(R1+R2+R3)

式中,Uf为预期接触电压,V;Id为故障电流,A;R1,R2,R3为用电设备到楼层电井各段PE线上的电阻,MΩ。

当设置等电位联结时,浴室内的楼板钢筋网和浴室内的金属设备外壳有效联结,此时的预期接触电压Uf=IdR1。

显然设置局部等电位联结后预期接触电压要小很多,根据《工业与民用供配电设计手册》(第4版)(以下简称《配四》)表9.4-23或其他电线样本,可估算住宅每一段PE线的电阻,2.5mm2铜芯导线按8.36MΩ/m估算,10mm2铜芯导线按2.04 MΩ/m估算,假设L1=2m,L2=15m,L3=20m,则相应每段的电阻R1=16.72MΩ,R2=125.4MΩ,R3=40.8MΩ。

卫生间不设置局部等电位联结,住宅按单相配电,电压220V,L线和PE线等截面的情况下,卫生间电击故障时,用电设备预期接触电压Uf按110V考虑,则设置等电位联结后的预期接触电压可以计算得:

式中,Uf2为设置等电位联结后的预期接触电压,V;Uf1为未设置等电位联结的预期接触电压,V。

预期接触电压10V属于安全特低电压,一般环境中触摸不会发生电击事故,但在淋浴场所,人体的阻抗降低,流过人体的电流是否达到心室纤维性颤动阈可根据GB/T 13870.1—2008《电流对人和家畜的效应第1部分:通用部分》进行分析。

由此可见,设置局部等电位后,在卫生间发生电击时安全性高很多,局部等电位联结应包括卫生间内金属给水排水管、金属浴盆、金属洗脸盆、金属采暖管、金属散热器、卫生间电源插座的PE线及建筑物钢筋网。

当然,并非所有卫生间金属设备需要连接到局部等电位端子箱上,装有淋浴或浴盆卫生间的设施不需要进行等电位联结的有下列情况:①非金属物,如非金属浴盆、塑料管道等;②孤立金属物,如金属地漏、扶手、浴巾架、肥皂盒等;③非金属与金属物,如固定管道为非金属管道(不包括铝塑管),与此管道连接的金属软管、金属存水弯等。

2 户内配电系统问题

住宅户内二次装修电气施工时,户内的配电系统千奇百怪,与国家标准图集相差较大,以下列举一种二次装修中常见的户内配电系统图与国家标准图集上的配电系统的分析对比,如图2,3所示。

图2 二次装修常见住宅户内配电系统图

图3 参考《住宅小区建筑电气设计与施工》图集的住宅户内配电系统图

2.1 自恢复式过欠电压保护

图2中住宅户内配电箱缺少自恢复式过欠电压保护器。根据《住宅电气规范》第6.3.2条“每套住宅应设置自恢复式过欠电压保护电器。”低压配电系统TN-C-S、TN-S和TT接地形式,由于中性线发生故障导致低压配电系统电位偏移,电位偏移过大,不仅会烧毁单相用电设备而引起火灾,甚至会危及人身安全。过欠电压的发生不可预知,如果采用手动复位,对于户内无人或有老幼病残的住户既不方便也不安全,二次装修电气施工不设置过欠电压保护装置显然存在一定的安全隐患。

2.2 剩余电流动作保护器的设置

图2中入户配电箱仅进线总开关设置剩余电流动作保护器,而每个分回路未设置剩余电流动作保护器,图3是每个插座回路设置剩余电流保护电器。根据《住宅电气规范》第8.4.3条“家居配电箱应装设同时断开相线和中性线的电源进线开关电器,供电回路应装设短路和过负荷保护电器,连接手持式及移动式家用电器的电源插座回路应装设剩余电流动作保护器。”显然图3中每个插座回路装设剩余电流动作保护器更加符合规范设计要求。

2017年,学校教改项目管理系统完成设计并投入试用,进行首次校级教改项目在线申报,二级学院管理者通过系统进行在线审批,校级管理者通过系统将所有申报项目分配给评审专家进行盲评,提出评审意见并进行反馈。系统各项功能运行正常,基本实现预期的目标;但通过应用实践也发现一些问题,需要进一步完善。

从安全性上分析2种做法是否都满足要求,可根据常用电器正常泄漏电流参考值进行判断,如表1所示。

表1 常用电器正常泄漏电流

剩余电流动作保护电器产品标准规定:不动作泄漏电流值为1/2额定值。家用户内断路器剩余电流动作额定值为30mA,当正常泄漏电流值小于15mA时不会动作。图2的户内配电系统是否满足要求可通过简单计算得到。

假设一户家庭装有5台空调,2台电视机,10只荧光灯(客厅、卧室灯都按荧光灯考虑),其他上表中用电设备各1台,可得I△n=9.66A,加上台灯、手机充电等用电设备住户正常泄漏电流预估达12~13mA,小于15mA,正常情况下不会动作,用电设备发生故障漏电时泄漏电流超过15mA会发生动作,由此可见,图2和图3中两种情况的剩余电流动作保护器设置均能起到保护作用,但图2中设置剩余电流动作保护器会更加灵敏,也可能会误报,因为预估剩余电流与不动作泄漏电流的1/2额定值比较接近。图2剩余电流动作保护器设置还有一个缺点是:当住户内任意一回路发生漏电故障会导致整套房内全部跳闸断电,这样加大了排查故障点的难度,同时切断了照明用电,给住户维修及排查故障点带来不便。综上所述,图3的剩余电流动作保护器设置更合理。

2.3 断路器与导线匹配问题

住宅户内二次装修电气施工对断路器的选择比较随意,通过装修工地电工了解到:一般进线断路器选择50A/2P或63A/2P,馈线回路断路器选择C20A/1P+N,配电回路电线主干选择4.0mm2,插座末端线选择2.5mm2,照明分支干线选择2.5mm2或1.5mm2,以卧室或客厅为单位,1个卧室1个配电回路,照明、普通插座、空调插座混接。

入户配电箱进线断路器的选择没有太大的安全隐患,比楼层电井电表箱馈线断路器选择大或者小,只是发生故障时跳闸的地方不一样,没有太大的安全隐患,但入户配电箱馈线回路统一选择C20A/1P+N,而配电电线选择4.0mm2,2.5mm2,甚至1.5mm2混接却存在一定的安全隐患。

根据GB 50054—2011《低压配电设计规范》(以下简称《低规》)第6.3.3条:

IB≤In≤IZ

根据19DX 101-1《建筑电气常用数据》,参考BV绝缘电线敷设在隔热墙中导管内的持续载流量,环境温度以35℃为基准,可得4.0mm2电线载流量24A,2.5mm2电线载流量17A,1.5mm2电线载流量 13A,显然末端混接 2.5mm2和1.5mm2电线满足不了上式要求,即C20A/1P+N断路器对此起不到过负荷保护作用。故而,末端发生过负荷用电时有可能烧坏电线引起事故。

3 双控灯配电的问题

家庭中一灯双控或三控比较常见,比如卧室门口1个指甲开关,床头1个指甲开关,共同控制卧室的照明灯非常方便。合理且安全地设计一灯双控非常有必要,据了解到现实生活中一灯双控的接线归纳为以下2种,如图4,5所示。

图4 一灯双控安全接法

图5 一灯双控有安全隐患接法

图4是一灯双控正确且合理的接法,N线直接进入灯具,L线进入指甲开关,更换灯泡时,可通过指甲开关切断L线电源,而且长期使用过程中没有安全隐患。

图5虽然也能实现一灯双控的功能,但是L线和N线均进入指甲开关内,即使熄灭了灯泡,也不清楚L线是否进入灯具内,不清楚灯头内金属是否有电压,易发生电击事故。在后期使用过程中,如果指甲开关质量出现问题、指甲开关内部绝缘老化、零部件脱落等现象,由于L线和N线均进入指甲开关内,则有可能发生短路,引发安全事故。住宅二次装修过程中,部分电工认为图5接线法节省电线,而采用此接线法,留下安全隐患。

4 卫生间照明及插座设置

卫生间是潮湿场所且在淋浴时人体电阻比较低,发生电击事故时更危险,除卫生间需要设置局部等电位以外,照明及插座设置也有一定的要求。《住宅电气规范》第9.4.4条“卫生间等潮湿场所,宜采用防潮易清洗的灯具;卫生间的灯具位置不应安装在0,1区内及正上方。装有淋浴或浴盆卫生间的照明回路,宜装设剩余电流动作保护器,灯具、浴霸开关宜设置于卫生间门外。”

首先需明确卫生间的0,1区的划分,参考GB 51348—2019《民用建筑电气设计标准》(以下简称《民标》)附录C对浴盆和淋浴盆区域的划分。本文仅以浴盆和淋浴盆区域划分进行介绍,如图6所示。

图6 浴盆和淋浴盆区域的划分(单位:cm)

1)0区指浴盆或淋浴盆的内部;对于没有浴盆的淋浴,0区的高度为10cm。

2)1区由已固定的淋浴头或出水口的最高点对应的水平面或地面上方225cm的水平面中较高者与地面所限定区域;围绕浴盆或淋浴盆的周围垂直面所限定区域;对于没有浴盆或淋浴器,是从距离固定在墙壁或天花上的出水口中心点的120cm垂直面所限定区域。

3)2区由固定的淋浴头或出水口的最高点相对应的水平面或地面上方225cm的水平面中较高者与地面所限定区域;由1区边界线出的垂直面与相距该边界线60cm平行于该垂直面的界面两者之间所形成区域;对于没有浴盆或淋浴器,是没有2区的,但1区被扩大为距固定在墙上或天花上的出水口中心点的120cm垂直面。

卫生间照明及插座只有装设在2区才是安全的,住宅户内二次装修过程中,经常出现灯具、热水器插座、卫生间排风扇安装在1区,这就留下了安全隐患。

装有淋浴或浴盆的卫生间照明回路装设剩余电流动作保护器是为了保障人身安全。为卫生间照明回路单独装设剩余电流动作保护器安全可靠,但不够经济合理。此时,卫生间的照明可与卫生间的电源插座同回路,这样设计既安全又经济,缺点是发生故障时,照明没电,给居民行动带来不便。

5 结语

住宅户内电气安全与每个人息息相关,只有消除这些隐患,才能放心安全地生活。要消除这些安全隐患笔者认为可从2个方面着手:①二次装修市场电工专业知识参差不齐,需大力普及电气基本知识,提高行业专业水平;②住宅户内装修纳入勘察设计范围内,让拥有资质的单位进行设计、施工。

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