黄 珊

（兰州有色冶金设计研究院有限公司，甘肃 兰州 730000）

电气是市政工程的重要组成部分，市政工程的施工中必然使用电气设备，电气作业过程中的安全始终是施工管理的重点。由于近几十年的电气设备的更新换代、各种智能化设备的安装等因素，电气设计在市政工程中所占的比例也逐渐增加，在设计过程中面临的问题也逐渐凸显，文章针对市政电气工程设计中常见的问题探究相应的解决措施。

1 市政电气设计的主要问题

1.1 不同专业间缺乏良好的衔接

电气设计不仅是配电线路和电气设备的选择，还包括和土建、给排水专业的配合，然而有些设计单位不重视图纸的会签工作，在涉及多专业时配合不到位。例如，接地装置和避雷器属于电气专业，但是施工方式、敷设方式、连接位置等应该在土建图纸上清晰标注并附有详图，若土建和电气专业之间衔接不好容易导致不同工序和工种之间配合失调、重复施工的现象，将会给后期的施工和业主的交付使用造成很大的麻烦。

1.2 电气设计的操作性不强

电气设计由于业主的进度要求、设计人员的水平等因素，图纸中会出现计算不精确、标注不准确等问题。例如，有些电缆的路由设计仅依据图纸给出路径并没有进行实际的勘察，在电缆铺设的过程中会遇到商铺、管道等影响到施工。因此，需要在设计图纸之前将影响的因素充分考虑到位，避免后期图纸的变更。

1.3 设计未按照实际情况设计

电气设计规范是进行市政电气设计的强制性规范，但是在实际的设计过程中，由于设计人员的水平、工期、现场施工环境的特殊性等因素，未按照现场实际的施工条件设计，仅仅根据原有项目套用现成图纸的现象屡见不鲜，导致施工过程中面临具体的问题时很难从图纸中找到可靠的依据。

2 市政电气接地设计常见问题及解决措施

下面以电气设计中最常见的接地问题为例进行具体分析和探究。

2.1 防雷接地设计

由于不同类型的建筑物防雷标准差异较大，在设计过程中建筑物的参考资料较少，只能依据经验进行设计；对于特殊的建筑物如爆炸危险场所、化学药品存放场所等，未能按照实际的需求确定接地电阻值、接地体的数量继而增加发生生产事故的概率。防雷接地的电阻值的确定是防雷设计的重要内容，根据规范要求，电力变压器中性点的接地电阻应≤4Ω，重复接地电阻值≤10Ω。若变压器距配电箱的距离＞50m，需要将零线重复接地；接地装置的导体数量应≥2根，接地体的长度＞2.5m，接地线的埋深应＞0.6m。在设计过程中还应该考虑到屏蔽的作用、阻抗接地和等电位的连接等问题。

2.2 接地保护不到位

接地保护是人身和设备安全的重要保证，接地保护不到位会导致设备的金属外壳、配电装置等人身可能触及的地方带电，严重时会瘫痪整个供电系统。例如10kV线路发生接地故障可能会导致弧光接地，若无法及时熄灭会导致相间短路，造成大范围的停电，破坏供电系统的稳定性。在10kV配电系统的设计中，对于变电所和低压用户不在一个建筑物内的情况，应该依据规范设计2个接地装置，专用配电变压设备应该配有专门的接地网并且接地电阻值小于4Ω；对于建筑物外不具备等电位条件的电气装置应该将局部系统改为TT系统，以保证不发生人身触电事故。对于变电所和低压用户在同一个建筑物内的情况可以共用同一个接地装置。变压器应该装有4个接线柱并将零线和保护接地连在一起，根据规范要求做到分段接地。

2.3 TN系统配电线路问题

TN系统的配电线路根据中性导体N和保护导体PE的配置方式可以分为：TN-C、TN-C-S、TN-S系统，如图1～3所示。现在低压配电设计中广泛采用的是TN接地方式。对于不同的接地系统需要不同的接地故障保护方式。常见的问题是由于设计人员的能力有限采取过流保护时容易忽略低压配电线路保护灵敏度和最大保护距离的校验。

TN系统配电线路在采用过流保护的方式时，首先要对电缆末端的故障电流进行精确的计算，确保整条线路的安全性。若采用断路器进行电击防护，为了保证线路安全，不仅需要考虑到单相短路电流值和断路器动作特性曲线对应的灵敏度，还要求其灵敏度应该大于1.3。另外，为了保证接地装置的安全，应当选择低压断路器保护接地装置的可靠性并按时校验其灵敏度。

2.4 水处理厂接地

图1 TN-C系统

图2 TN-C-S系统

图3 TN-S系统

为了保证电气设备的安全，防止触电事故，水厂配电保护接地需要安装接地保护和接零保护，但两者不能同时使用。其中，接地保护是将水厂中配电设备地线和配电箱中的地线相连，可以达到将因发生漏电而带电的设备外壳可靠接地，保障人员安全。接零保护是将配电设备的地线和配电箱内的零线端相连接，将配电设备外壳接到中性点后，会由于零线的较大电流导致零线的接头有持续发热的情况发生。水处理厂的接地电阻直接关系到漏电设备的对地电压值，在接地体的设计中要充分利用自然接地体达到节约造价的目的。自然接地体无法满足规范要求的接地电阻值时应该加装人工接地装置，可以首选接地电阻较小、接地效果好的镀锌角钢作为接地装置材料。人工接地装置的埋设地点应该选择土壤含水量较高、密度较大的土壤，减小土壤电阻值对接地电阻值的影响程度。在施工结束后需要测量接地电阻值以确定是否达到规范要求，若达不到设计值，可以通过增加接地体数量、使用降阻剂等方式降低接地电阻。对于设有专用变压器的水厂，配电采用TN-S接地保护，接零保护采用三相五线制。

2.5 市政路灯系统的接地

市政路灯已成为城市甚至农村街道上必不可少的市政设施，目前大部分市政照明都采用TN-S系统和TT系统。TN-S系统正常运行时，专用保护线上没有电流，只是工作零线上有不平衡电流。虽然该系统不存在电击隐患，但是由于线路过长，一旦发生故障应立即切断故障线路。由于市政路灯系统一般没有等电位连接，为了保证路灯系统的安全，可以根据现场的实际情况采用TT接地方式。TT系统适用于接地保护很分散的地方，可以保证在路灯线路较长的情况下故障电流较小，不会因此导致大规模的线路故障。对于TN-S系统应用在供电线路过长、供电负荷不集中的情况下，供电线路末端出现故障时，短路电流无法及时地切断故障电流的情况。此时，必须校验配电回路保护电器的灵敏度。一般可以通过限制配电回路的长度或者増大配电回路的截面优化接地系统。具体措施为：根据《低压配电设计规范》第6.2.3的规定，发生接地故障时，为保护电器而切断故障电路的时间要＜5s。当确定了变压器的容量及系统的短路容量后，对于保护电器灵敏性的校验可进行简化，只需校验回路的长度和截面即可。如果选用断路器或者熔断器保护，当电缆长度与电缆截面符合其对应的选择性关系时，那么配电回路就符合接地故障保护灵敏性的规定条件。若选择熔断器保护，为保证接地故障灵敏性达到要求，应控制照明配电线路＜800m。另外，若使用熔断器可以满足保护的需求时为了对满足用电管理的需要，一般采用熔断器结合断路器的方式即熔断器用于保护接地故障和配电回路的末端短路，断路器实现配电回路的过载保护。

3 市政电气设计改进措施

3.1 做好设计前的论证和勘察

电气图纸在设计时要在满足规范的大前提下，充分勘察现场后，按照现场的实际情况做到设计图纸的合理性和可操作性，不能理想化地进行设计，不然会导致后续设计的反复变更和施工不规范。在电气设备和材料的选择上，应充分了解市场行情和设备的使用情况，保证设备的选择和使用符合国家规范和要求，明确设备和材料的型号和参数。

3.2 加强图纸会签工作

电气设计不仅涉及电气一个专业还会涉及土建和其他机电专业，设计阶段应该按照施工过程中可能出现的交叉情况，召集各个专业进行图纸的会签和讨论，根据各专业的实际情况调整和修改，减少施工过程中可能出现的冲突，提高工程质量。在施工过程中，对于施工方提出的问题和变更要充分论证，避免不按照规范施工的情况发生。

3.3 建立健全设计质量控制体系

完善、健全的设计质量控制体系是保证市政电气设计质量的关键，该体系应该包括设计全过程的每一个设计环节和设计人员，将整个工程的设计质量和设计人员的绩效和奖惩挂钩，增强设计人员的责任感，保证本专业和相关专业的设计质量。

3.4 加强和施工现场的联系

对于施工过程设计要有一个整体的把控，对于关键节点和关键部位的施工设计应在工程例会中提前强调，并进行设计交底，确保施工方严格按照图纸施工，不出现偏差和不必要的失误。

4 结束语

由于市政用电设备的种类和数量的增多，市政工程中的电气设计已成为一项复杂且涉及面较广的工作，设计人员在设计过程中以相关规范为主要依据的前提下，应充分考虑工程实际情况，制定操作性较强的设计方案，避免设计中常见的问题，提高项目整体的设计质量，提升市政项目的整体品质。