GB 55024—2022《建筑电气与智能化通用规范》问题探讨

王 均, 贾晓杰

(南京市市政设计研究院有限责任公司, 江苏 南京 210008)

0 引 言

工程设计规范(国家标准、行业标准)对工程图的设计人、审查人在设计、审查过程中具有重要的指导、规范作用。通常,规范(标准)的条文陈述简练严谨、条理明晰、前后一致,但极个别规范条文存有用词不当,甚至误导的情况。设计规范会影响到工程设计的各方面,施工图纸图审专家也在其中。对于一级负荷,国家标准GB 50052—2009明确了需要按双重电源供电[1],二级负荷需两回线路供电。但GB 51348—2019第3.2.11条[2]在二级负荷供电的相关条文中写有“双重电源”的内容,这是忽略了“双重电源”术语的定义所致。

GB 55024—2022《建筑电气与智能化通用规范》(以下简称《通用规范》)的内容为全文强制性条文,本文从设计人、图审人的视角,就规范条文的相关问题与同行探讨。

1 存在实施困难的条文

强制性的规范条文应必须严格执行,条文陈述应是明确的,不应有不确定或争议性的情况存在。在《通用规范》的前言中,“强制性工程建筑建筑规范具有强制性约束力,是保障人民生命财产安全、人身健康、工程安全……的控制性底线要求……建设活动全过程中必须严格执行,……”也做了说明。

《通用规范》条文的第4.6.5条,“当采用剩余电流动作保护电器作为电击防护附加防护措施时,应符合下列规定:

(1) 额定剩余电流动作值不应大于30 mA。

(2) 额定电流不超过32 A的下列回路应装设剩余电流动作保护电器:① 供一般人员使用的电源插座回路;② 室内移动电气设备;③ 人员可触及的室外电气设备。

(3) 剩余电流动作保护电器不应作为唯一的保护措施。

(4) 采用剩余电流动作保护电器时应装设保护接地导体(PE)。”

本条文开头设置了一个功能措施的应用场景,即用剩余电流动作保护电器作为电击防护的附加防护。接着提出应符合的规定,第1款提出器件的动作值具体参数要求,这无疑义。第3、4款属于剩余电流动作保护电器的通用要求,虽不属于本条文特定功能下的要求,但放在本条目下无疑义。第2款说明哪些供电回路需要装设剩余电流动作保护电器,属于器件应用范围,这样陈述是在电击防护措施的具体要求中嵌套了与措施相关器件的适用性要求。

从条文的逻辑关系看,采用剩余电流动作保护电器实现附加防护功能是作为前提条件的,有这个前提条件才有其后列出的1～4条款。但哪些情形下需要采取这一附加防护措施的功能呢?《通用规范》的本条文及前后条文没有相应说明,也没有见到规范的条文解释。这就需要设计人、图审人自行判断本条文所述防护措施的适用范围,如此本强制性条文就属于指导性条文了。

出于强制性的规范条文必须严格执行的考虑,设计人、图审人会发现如果不按逻辑关系解读条文,防护措施的适用场景可在条文的第2款中找到,对于必须严格执行的强制性条文,设计人、图审人只有倾向于选择本条文第2款的场景作为防护措施的适用范围。

按条文第2款的场景下实施附加防护措施时,装设额定剩余电流动作值不大于30 mA的剩余电流动作保护电器,在建筑电气范围内,现场的电气设备属于短距离终端回路的情况下是可行的。《通用规范》的对应条文解释中,列举出的情况也属于建筑电气的各种应用场景。

在《通用规范》的第1.0.2条中,说明了《通用规范》适用于市政工程电气与智能化系统。市政工程中的“人员可触及的室外电气设备”面广量大,比如给排水工程中室外安装的现场电气设备、道路照明工程安装的路灯等。以道路照明的路灯为例,如果路灯的供电回路设置额定剩余电流动作值不大于30 mA的剩余电流动作保护电器,为避免保护装置误动作,参照相关规范的设置要求[3],路灯供电线路的泄漏电流须不大于7.5 mA。依据电缆线路的泄漏电流值[4],经计算可得,当路灯的供电线路为10 mm2截面的聚乙烯电缆时,电缆埋地敷设可用长度约为300 m;当路灯的供电线路为10 mm2截面的聚氯乙烯电缆时,电缆埋地敷设可用长度约为134 m。路灯的供电线路为16 mm2、25 mm2截面的电缆时,参照电缆的埋地敷设每千米泄漏电流值,电缆埋地敷设可用长度与前述距离比较则更短。这与常规的路灯电缆敷设距离要求相差很远,显然不满足工程设计要求。在这种情况下,本条文难以实施。

现在的问题是,《通用规范》条文中未明确适用范围,即“采用剩余电流动作保护电器作为电击防护附加防护措施”在什么情况下需要采用。

电击防护的“附加防护”(Additional Protection)作为术语出现在2016年的IEC标准IEC 61140:2016中[5],国家标准GB/T 17045—2020《电击防护 装置和设备的通用部分》使用翻译法等同采用IEC 61140:2016标准[6]。

GB/T 17045—2020等同采用IEC 61140:2016,可以认为是IEC 61140:2016的中文版。

标准中相关条文内容并不多,条文明确了用电设备在包含有高风险的使用条件下,需要设置附加防护。哪些情况下需要设置附加防护,标准中没有列举出具体应用情形。附加防护是基本防护、故障防护之外的电击防护,包括采用剩余电流动作保护电器和辅助等电位联结的方式。

《通用规范》条文的第4.6.5条可以这样解读:条文第2款所列属于用电设备在使用中有高风险的情况,需要设置动作值不应大于30 mA的剩余电流动作保护电器作为附加防护。因附加防护不只包含采用剩余电流动作保护电器一种方式,所以本条文没有做完全限定,文本是以“当采用剩余电流动作保护电器……时”开头做了范围限定。强制性条文必须严格执行,至于设计人、图审人如何执行本条文,需要避轻就重。

市政工程中室外构筑物上安装有各工艺流程所需的用电设备,其供电回路是否需要实施电击防护的附加防护措施?参照IEC标准,评判时不应只依据设备所在的环境,还需依据使用设备的人员是否属于熟练技术人员、受过培训的人员或者一般人员的情况做区分。市政工程中的室外用电设备的运行、维护人员,属于技术熟练人员,这可列为考虑如何设置电击防护措施的一个前提条件。如果上述设备需要设置附加防护措施,采用IEC标准中的辅助等电位方式是否是一个可行的选择?目前市政工程中的通常做法是各单体构筑物上实施保护等电位联结,如此是否可认为已达到附加防护的效果?这些问题需要做探讨、研究以得出适用于工程设计的结论。

附带说明,IEC 61140标准也并非尽善尽美[7],IEC 61140标准中防护基本规则及防护措施分类从1992年、2001年至2016年的标准不断有较大调整。有研究者指出其防护措施的分类上存在一些问题,可以从安全可靠性的视角,按层次对防护措施的分类方法加以改进。

2 缺少范围限定的条文

《通用规范》第2.0.3条,“建筑物电气设备用房和智能化设备用房应符合下列规定:……地面或门槛应高出本层楼地面,其标高差值不应小于0.10 m,设在地下层时不应小于0.15 m……”

该条文的条文解释中列举了属于“建筑物电气设备用房和智能化设备用房”的名称,但有些未见列出的设备用房,是否属于该条文要求的范围内不够明确。比如,市政工程中的处理池池面上的设备间,因设备间室外的地面不封闭,并不存在室外不断积水返至室内致电气设备柜被水淹的可能。又如,市政工程给排水项目的药剂投加设备间,用电设备功率小,设备控制箱常采用挂墙安装或立柱安装的方式。设备间的地面抬高0.10 m或不抬高并不会影响到底边距地面1.2 m安装的设备控制箱会否被水淹。

并不是所有的设计人、图审人都能统一认识到条文的范围和实质要求,因对条文的理解不一,各种争论、解释由此而起。因该条文是强制性条文,设计人为避免违反强条,最终结果上述的类似设备用房地面也被抬高0.10 m或设置门槛,造成土建浪费、地面高差导致搬运设备不便等。

如果该条文的第2款增加几个字对设备用房做个范围的限定,比如“设有落地安装设备柜的……”也就清晰明了避免造成一些理解偏差了。

3 附有多余要求的条文

《通用规范》第7.3.3条,“辅助等电位的联结导体应与区域内的下列可导电部分相连接:① 人员能同时触及的固定电气设备的外露可导电部分和外界可导电部分;② 保护接地导体;③ 安装非安全特低电压供电的电动阀门的金属管道。”

对于条文的第1款中的“外界可导电部分”(extraneous-conductive-part)这一术语,IEC 61140:2016有其定义,摘抄如下:“3.7 extraneous-conductive-part conductive part not forming part of the electrical installation and liable to introduce an electric potential,generally the electric potential of a local earth”

在国家标准GB/T 17045—2020中也可以查到中文的术语定义:“外界可导电部分”不属于电气装置的组成部分的导电部分,属于易于传导电位的可导电部分,通常情况是带局部的地电位。

“外界可导电部分”包括各种导电的管道,不论管道安装有哪种供电电压的电动阀门,或任何不装电动阀门的金属管道,只要金属管道在人体可同时触及电气设备的范围内,在实施辅助等电位的联结时都属于需要做联结的可导电部分。

条文第3款把安装非安全特低电压供电的电动阀门的金属管道作为强制性条文,那么安装安全特低电压供电的电动阀门的金属管道或者不装电动阀门的金属管道就不需要做联结?这种推论是错误的,因为金属管道传导零电位时,与发生故障的电气设备的导电部分可能产生危险的电位差,人体同时接触金属管道、电气设备导电部分就会危及人身安全。

条文的第3款属于多余要求,其内容已包括在条文的第1款中,从概念分类上无须单独列出。条文中特别列出第3款会引发设计人、图审人在规范理解、规范实施上出现混乱。

4 其他问题

《通用规范》条文存在用词不规范的陈述,如第4.5.2条“安装在水下的灯具应选用防触电等级为Ⅲ类的灯具”。IEC标准中电气设备按防电击类别分为0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ四类,分类的顺序并不说明防电击性能的优劣[8]。电气设备有防电击类别的区分,无防触电等级一说。

《通用规范》条文缺少对名词术语的说明,如第7.1.2条出现防雷“专用引下线”一词,在其后的条文中也有这一术语,但未见术语说明。现行国家标准规范中,防雷“专用引下线”仅在GB 51348—2019规范中出现过,并未见术语定义。《通用规范》未列有专门的术语定义章节,如在规范的条文说明中有对应的术语定义或说明则较为严谨。

《通用规范》条文多处涉及剩余电流动作保护电器的应用,在条文“10.3维护”章节未见有考虑电子式剩余电流动作保护电器的工作寿命(现规范标注为6年)[3]到期后如何妥善处理的条文。《通用规范》条文的第7.3节,列出了建筑物内的等电位联结的要求,作为适用范围覆盖市政工程类的规范,缺少对市政工程中大量的构筑物的等电位联结的相关要求。

5 结 语

从设计人、图审人的视角,就《通用规范》中的电击防护的附加防护措施部分的条文做了分析探讨,指出其在市政工程类项目中存在的实施问题;另外,指出了《通用规范》中缺少范围限定、附有多余要求的条文可能导致理解规范、实施规范上的问题。需要说明的是,这些问题出于个人理解,用于同行探讨,以期《通用规范》得以完善。这些问题的存在或不存在,并不影响《通用规范》在工程设计、施工、维护中的重大指导作用。