新版《民规》JGJ16-2008疑难问题解析 何谓专用？何谓末端切换？1-11（1.2万字）

1.1 如何正确选用应急电源装置EPS？

【解析】 应急电源装置EPS（Emergency Power System）是由电力变流器（整流器、逆变器）、储能装置（蓄电池）和转换开关（电子式或机械式）等组合而成的一种电源设备。这种电源设备在交流输入电源正常时，交流输入电源通过转换开关直接输出。交流输入电源同时通过充电器对蓄电池组进行充电。发生中断（如电力中断、电压不符合供电要求），EPS装置利用蓄电池组的储能放电经过逆变器变换并且经过转换开关切换至应急状态向负荷供电。

新版《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008（以下简称新版《民规》）6.2.2对EPS应急电源装置在建筑物应急照明系统中的应用作了如下规定：

1 EPS装置应按负荷性质、负荷容量及备用供电时间等要求选择。 2 EPS装置可分为交流制式及直流制式。电感性和混合性的照明负荷宜选用交流制式；纯阻性及交、直流共用的照明负荷宜选用直流制式。

3 EPS的额定输出功率不应小于所连接的应急照明负荷总容量得1.3倍。 4 EPS得蓄电池初装容量应保证备用时间不小于90min。 5 EPS 装置的切换时间应满足下列要求： 1）用作安全照明电源装置时，不应大于0.25s； 2）用作疏散照明电源装置时，不应大于5s；

3）用作备用照明电源装置时，不应大于5s；金融、商业交易场所不应大于1.5s。

正确理解上述规定、合理选用EPS装置，应把握以下要点： EPS的系统主电路分为常规配电型和直流应急型两种形式。

常规配电型——当所供电的应急用电负荷均为单相设备（如应急灯、消防设备等），且总安装功率≤10kW时，可采用单相输入、单相输出的EPS；若总安装功率＞10kW时，则采用三相输入、单相输出的EPS。当应急负荷中既有单相负荷、又有三相负荷时，应选用三相输入、三相输出的EPS。每一套EPS装置均应包含一组完善的蓄能电源和配电保护装置。

直流应急型——当应急用电负荷全部为交直流电源通用的用电设备（指白炽灯、卤钨灯和配用电子镇流器的荧光灯）时，采用直流应急输出的主电路结构。

由于EPS对负荷冲击十分敏感，且逆变器过载能力较低，所以EPS容量的合

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理选配很重要。通常，EPS的额定输出功率可按下式计算：

Se?K?P/cos?

式中 Se——额定输出功率（kVA）；

P ?——应急照明负荷总容量（kW）； K——冲击系数；

cos?——应急照明负荷功率因数。

设计时要合理选定式中的冲击系数K：当所负载均无明显启动冲击的小功率设备时，取K=1.3；当所供负荷中的单台最大冲击负荷值接近于总计算负荷值的1/3时，取K=1.5。

需要说明的是，EPS装置内的自动切换开关ATSE应使主供市电电源、蓄电池应急输出电源的相导体与中性导体同时切换，即切换三相电源时应采用四极开关，切换单相电源时应采用双极开关，以防止市电电网的中性导体通过EPS接地系统再次接地。EPS 装置的切换时间一般不超过0.2s，故可满足应急照明（含安全照明、疏散照明、备用照明）对切换时间的要求。

有必要指出：设计人要注意区分EPS装置与不间断电源装置UPS不同的性能特点及应用场所。

民用建筑中，UPS装置适用于电容性和电阻性负荷，主要用于实时性电子数据处理系统的计算机设备的电源保障。当用电负荷允许中断时间为毫秒级时，只能采用UPS装置；UPS的工作制，宜按连续工作制考虑。

对电子计算机供电时，UPS装置的额定输出功率应大于计算机各设备额定功率总和的1.2倍，对其他用电设备供电时，其额定输出功率应为最大计算负荷的1.3倍；

UPS装置的储能时间（蓄电池放电时间）取决于蓄电池组容量。当与快速自动启动的备用发电机配合使用时，其储能时间应按不少于10min设计；当与手动启动的备用发电机配合使用或无备用发电机时，其工作时间应按不少于1h或按工艺设置安全停车时间考虑。

1.2 哪些场合必须采用四极开关4P？

【解析】 新版《民规》7.5.3明确，三相四线制系统中四极开关的选用，应符合下列规定：

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1 保证电源转换的功能性开关电器应作用于所有带点导体，且不得使这些电源并联；

2 TN-C-S、TN-S系统中的电源转换开关，应采用切断相导体和中性导体的四极开关；

3 正常供电电源与备用发电机之间，其电源转换开关应采用四极开关； 4 TT系统的电源进线开关应采用四极开关； 5 IT系统中当有中性导体时应采用四极开关。

设计时要注意，TN-C-S、TN-S系统中的电源转换开关，应采用同时切断相导体、中性导体的四极开关4P。这是因为在电源转换时切断中性导体，可避免中性导体产生分流，这种分流会使线路上的电流矢量和不为零，以致在线路周围产生电磁场和电磁干扰。采用四极开关可保证中性导体电流只会流经相应的电源开关的中性导体，防止中性导体产生分流，以免在线路周围产生电磁场及电磁干扰。

要强调说明的是，正常供电电源与备用发电机之间，其电源转换开关应用四极开关4P，应断开所有的带电导体。TT系统的电源进线开关应采用四极开关4P，以避免电源侧故障时，危险电位沿中性导体引入负载侧。另，漏电开关应断开所有的带电导体（包括中性线）。

1.3 自动转换开关电器ATSE的设计要点有哪些？

【解析】 新版《民规》7.5.4指出， 自动转换开关电器（ATSE）的选用，主要应符合下列规定：

1 当采用PC级自动转换开关电器时，应能耐受回路的预期短路电流，且ATSE的额定电流不应小于回路计算电流的125%；

2 当采用CB级ATSE为消防负荷供电时，应采用仅具有短路保护的断路器组成的ATSE。其保护选择性应与上下级保护电器相配合；

3 所选用的ATSE宜具有检修隔离功能；当ATSE本体没有检修隔离功能时，设计上应采取隔离措施；

4 ATSE的切换时间应与供配电系统继电保护时间相配合，并应避免连续切断；

5 ATSE为大容量电动机负荷供电时，应适当调整转换时间，在先断后合的

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转换过程中保证安全可靠切换。

其理解要点及执行重点如下：

ATSE用于两路电源间自动转换，为重要负荷供电可靠性至关重要。该产品分为PC级（由负荷开关组成）和CB级（由断路器组成），其特性具有“自投自复”功能。ATSE的转换时间取决自身构造，PC级的转换时间一般为100ms，CB级一般为1~3s。

在选择PC级自动转换开关电器时，其额定容量不应小于回路计算电流的125%，以保证自动转换开关电器有一定的余量。由于PC级ATSE自身不具有过流保护功能，所以其触头必须能耐受回路的预期短路电流，保证在ATSE上级的短路器切断故障前触头不熔焊，并能正确进行切换。

当采用CB级ATSE为消防负荷供电时，应采用仅具有断路保护的断路器组成的ATSE，防止因过负荷脱扣，造成消防设备断电。其选择性保护应与上、下级保护电器相配合，防止越级脱扣而造成更大范围的停电。

采用ATSE作双电源转换时，从安全着想，要求具有检修隔离功能，此处检修隔离指的是ATSE配出回路的检修应需隔离。

当设计的供配电系统具有自动重合闸功能，或虽无自动重合闸功能但上一级变电所具有此功能时，工作电源突然断电，ATSE不应立即投到备用电源侧，应有一段躲开自动重合闸时间的延时，避免刚切换到备用电源侧，又自复至工作电源，这种连续切换是比较危险的。

由于大容量电动机负荷具有高感抗，分合闸时电弧很大。特别是由备用电源侧自复至工作电源时，两个电源同时带电，如果转移过程没有延时，则有弧光短路的危险。如果在先断后合的转换过程中加50～100ms的延时躲过同时产生弧光的时间，则可保证可靠切换。

1.4 剩余电流动作保护RCD的设置应符合什么要求？

【解析】 根据新版《民规》7.7.10，下列设备的配电线路应设置剩余电流动作保护：

1）手持式及移动式用电设备； 2）室外工作场所的用电设备；

3）环境特别恶劣或潮湿场所的用电设备；

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4）家用电器回路或插座回路； 5）由TT系统供电的用电设备；

6）医疗电气设备，急救和手术用电设备的配电线路的剩余电流动作保护宜作用于报警。

RCD的动作电流宜符合下列规定：

在用作直接接触防护的附加保护或间接接触防护时，剩余动作电流不应超过30mA；电气布线系统中接地故障电流的额定剩余电流动作值不应超过500mA。

PE导体严禁穿过RCD中电流互感器的磁回路。多级装设的RCD，其时限和剩余电流动作值应有选择性配合。

当装设剩余电流动作保护器时，应能将其所保护的回路所有带电导体断开。 RCD形式的选择应符合下列要求：

1）用于电子信息设备，医疗电电气设备的剩余电流动作保护器应采用电磁式；

2）用于一般电气设备或家庭用电器回路的剩余电流动作保护器宜采用电磁式或电子式。

本条规范的理解难点及要点：多级装设剩余电流动作保护器时，在动作时限

I（?t）和额定剩余电流动作值（?n）应有选择性配合。选择性配合应符合以下两个条件：

I?n(RCD1)?2I?n(RCD2)

?t(RCD1)??t(RCD2)??t(CB2)

式中

——上一级RCD额定剩余动作电流；

I(RCD2) ?n——下一级RCD额定剩余动作电流； ?t(RCD1)——上一级RCD动作时间； ?t(RCD2)——下一级RCD动作时间；

?t(CB2) ——下一级低压断路器动作时间（必须包括保护电器的固有分断时间）。

为满足条件，有必要知道CB2?RCD2组合的全部分断时间，进行现场的实际测试或者RCD生产厂商提供选择性配合原则。如施耐德公司对RCD的选择性配合提出了两个条件：

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I?n(RCD1)

I?n(RCD1)?2I?n(RCD2)

RCD1的延时设置?RCD2的延时设置 + 1级

1.5 预制分支电缆的特点及其选型要点是什么？

【解析】 根据新版《民规》8.8，预制分支电缆布线用于高层、多层及大型公共建筑室内低压树干式配电系统；预制分支电缆应根据使用场所的环境特征及功能要求选型，在敷设环境和安装条件允许时，宜选用单芯预制分支电缆。

预制分支电缆是在20世纪80年代末期，由国外引进技术而生产的一种新型电缆，可按用户需求的规格和分支距离由制造厂采用全过程机械化制作分支接头。因其具有载流量大；耐酸、碱腐蚀能力强；气密性、防水性能好；安装方便、快捷；故障率低、运行可靠等优点，已被广泛应用在高层、多层及大型公共建筑中，作为室内低压树干式配电系统主干线及分支电缆。

预制分支电缆的选型要点如下：

1 一般场所或一般负荷，选用VV型聚氯乙烯护套预制分支电缆； 2 使用环境平均温度大于35℃或负荷较大时，选用YJV型或YJY型交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套或聚烯茎护套预制分支电缆；

3 设计应根据对线路的阻燃、低卤或耐火等功能要求，选用相应的ZR阻燃、DW低卤或NH耐火型电缆；

4 选择主干电缆截面和分支电缆截面应留有约30%的余量，并满足电压降的要求。

有必要说明，设计时一般选用单芯预制分支电缆为好，这是因为： 1 单芯电缆载流量大，同型号同截面的预制分支电缆，在空气中明敷时，单芯电缆的载流量是多芯电缆的1.4倍；

2 单芯电缆的主电缆截面大，可达1000mm，作为干线电缆可有充足的余量选择；

3 多芯电缆的分支接头需特殊制作，制造工艺较复杂，在价格及可靠性上不如单芯电缆。

1.6 矿物绝缘电缆的特性及其适用场所是什么？

【解析】 新版《民规》8.9指出，矿物绝缘（MI）电缆布线用于民用建筑中高温或有耐火要求的场所；应根据电缆敷设环境，确定电缆最高使用温度，合

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2理选择相应的电缆载流量，确定电缆规格；应根据线路实际长度及电缆交货长度，合理确定矿物绝缘电缆规格，避免中间接头。

矿物绝缘电缆是将高电导率的铜导体嵌置在内有紧密压实的氧化镁绝缘材料的无缝钢管中，构成铜芯铜护套矿物绝缘电缆，也称氧化镁防火电缆（MI电缆）。由于构成该电缆的材料全部是无机材料，因此它的某些特性具有优于其他任何类型电缆，其中耐火、耐高温、不老化和载流量大，是它区别于其他所有电缆的主要性能。用于在民用建筑中高温或有耐火要求的场所，或用于对安全条件要求较高的重要部门和要害部位。

在不同的线芯最高使用温度下，相同截面的矿物绝缘电缆可具有不同的载流量。使用温度愈高，载流量愈大。因此，在选择电缆载流量、确定电缆截面规格时，应根据环境温度、性质、电缆用途，先要合理确定线芯最高使用温度。

常规线路：按最高使用温度不超过70℃，适用于电缆沿墙、支架、梯架上明敷设；线路与其他塑料电缆共同敷设同一桥架、竖井、电缆沟、电缆隧道及如果电缆护套温度过高，易引起人员伤害或设备损坏的场所。

经济线路：按最高使用温度105℃，适用于单独敷设在电缆桥架、电缆沟、穿管等人员无法触及的场合。

特殊线路：按最高使用温度为150～250℃之间，适用于埋地敷设且线路两端的连接不影响设备运行的线路及长期环境温度高于70℃的场所。

矿物绝缘电缆中间接头是线路运行耐火性能的薄弱环节，应设法避免。由于受原材料的限制，矿物绝缘电缆，特别是大截面单芯电缆其成品交货长度都较短。为避免中间接头，应根据制造厂规定的电缆或成品交货长度、敷设线路长度合理选择电缆规格。

当根据线路计算电流、线芯最高使用温度给定的电缆载流量确定的电缆，其交货长度小于线路实际敷设长度时，可采用小截面的、成品交货长度较长的电缆双拼连接，或将多芯电缆改选为单芯电缆，此时其成品交货长度较长，以满足线路实际敷设长度，避免中间接头。

1.7 如何应用控制与保护开关CPS及软启动装置？

【解析】 根据新版《民规》9.2.6，电动机主回路宜采用组合式保护电器。控制与保护开关电器（CPS）用于频繁操作及不频繁操作的电动机回路。其他类

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型的组合式保护电器用于小容量的电动机回路；

民用建筑中，大功率的水泵、风机宜采用软启动装置，软启动装置可按下列要求设置：

1）电动机由软启动装置启动后，宜将软启动装置短接，并由旁路接触器接通电动机主回路；

2）每台电动机宜分别装设软启动装置，当符合下列条件之一时，数台电动机可共用一套软启动装置：

——共用一套短路保护电器和控制电器的电动机组；

——对具有“使用/备用”的电动机组，软启动装置仅用于启动电动机时。 电动机主回路中可采用电动机综合保护器。电动机综合保护器应具有过负荷保护、断相保护、缺相保护、温度保护、三相不平衡保护等功能。

组合式保护电器是多功能的电动机保护产品，组合式保护电器分为三类：一类是CPS，该代号为Control and Protective Switching Device的缩写，我国于1998年制定了相应的国家标准，标准代号为GB 14048.9-1998。CPS对电动机保护而言是革命性的，它成功地解决了过去一直没有解决好的电动机保护配合问题。产品型号包括CPS、KB0等系列，其额定电流为0.2～100A，即控制功率不超过45kW的电动机。

第二类为集隔离电器、短路保护电器、过负荷保护电器于一体；第三类包括隔离电器、短路保护电器功能。这两类组合式保护电器可以与同厂的某些接触器插接安装，非常方便。与独立的电动机保护、控制器件相比，组合式保护电器的体积小、可靠性高。

大功率的水泵、风机宜采用软启动装置。那么，多大功率的电机需设置软启动装置呢？这通常与供电变压器的容量有关，变压器的容量越大，软启动的电机功率也越大。笔者有如下的经验公式：

I电源总容量Sebcos?(kW)1??st?[3?]In4电机容量Pn(kW)当电动机启动电流倍数?满足时，允许直接启动，否则需采取降压启动措施。即当电机功率

Pn?Sebcos?4??3时，可直

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接启动，否则应采用降压启动（软启动或Y-△、自耦降压启动等）。笔者强调，设计时应优先采用全压直接启动，只有当电机功率大于以上经验公式值时，才考虑降压启动。

1.8 低压交流电动机应符合哪些节能要求？

【解析】 新版《民规》9.2.7 明确，低压交流电动机应符合下列节能要求： 1 电动机宜采用高效能电动机，其能效宜符合现行国家标准《中小型三相异步电动机能效限定值及节能评价值》GB18613节能评价值的规定。

2 当机械工作在不同工况时，在满足工艺要求的情况下，电动机宜采用调速装置，并符合下列规定：

1）当笼型电动机只有2～3个工况时，宜采用变极对数调速；当工况多于3个时，宜采用变频调速；

2）绕线转子电动机的调速应符合本规范第9.2.2条的规定； 3）调速装置应符合国家电磁兼容相关标准的规定。

3 当控制电器能满足控制要求时，长时间通电的控制电器宜采用节电型产品。

对此作如下说明：电动机类负荷占民用建筑总负荷的比例较大，故其节能意义重大。根据《中小型三相异步电动机能效限定值及节能评价值》GB 18613-2002，电动机能效限定值是指在标准规定测试条件下，所允许电动机效率最低的保证值，电动机能效限定值是强制性的，必须满足。

而电动机节能评价值是在标准规定测试条件下，节能电动机效率应达到的最低保证值。节能评价值是推荐性的，电动机节能评价值比能效限定值要高。当电动机满足节能评价值的要求，就可认为电动机是高效能型的。目前，我国新型YX2系列电动机为高效能电动机，其效率比Y系列平均提高3%，而总损耗降低20%～30%。

通过调节电动机的转速，不仅可以满足调节流量或风量的要求，而且还能达到节能的效果。因为流量与转速的1次方成正比，而功率与转速的3次方成正比，

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所以，根据需求（流量、风量等）对电动机调速，节能效果十分明显，例如转速下降1/2，用电功率下降至1/8=12.5%。

当工艺只有2～3个工况时，笼型异步电动机采用变极对数调速，其有较多优点：效率高、控制电路简单，易维修，价格低，与定子调压或电磁转差离合器配合可得到效率的平滑调速。民用建筑中双速风机应用比较多，平时排风用于低速，火灾时排烟工作于高速。

当工况较多时，调速变得频繁，采用变频调速比较合适。变频调速无附加转差损耗，效率高，调速范围宽，尤其适合于较长时间处于低负载运行、或起停运行较频繁的场合，达到节电和保护电机的目的。民用建筑中采用变频调速的负荷很多，最典型的有电梯、水泵等。

1.9 选用浪涌保护器SPD时应注意什么问题？

【解析】 新版《民规》11.9.4指出，低压配电系统及电子信息系统信号传输线路在穿过各方雷区界面处，宜采用浪涌保护器（SPD）保护，并应符合下列规定：

1 当上级浪涌保护器为开关型SPD，次级SPD采用限压型SPD时，两者之间的线路长度应大于10m。当上级与次级浪涌保护器均采用限压型SPD时，两者之间的线路长度应大于5m。除采用能量自动控制型组合SPD外，当上级与次级浪涌保护器之间的线路长度不能满足要求时，应加装退耦装置。

2 浪涌保护器必须能承受预期通过的雷电流。

3 220/380V三相系统中的浪涌保护器的设置，应与接地形式及连接方式一

U致，且其最大持续运行电压c应符合下列规定：

U1）TT系统中浪涌保护器安装在剩余电流保护器的负荷侧时，c不应小于UU1.550；当浪涌保护器安装在剩余电流保护器的电源侧时，c不应小于

U1.150；

UU2）TN系统中，c不应小于1.150；

U3）IT系统中，c不应小于1.15U（U为线间电压）。 U0是低压系统相导体对中性导体的标称电压，在220/380V三相系统中，

U0=220V。

4 配电线路用SPD应根据工程的防护等级和安装位置对SPD的标称导通电

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内；

（2）由末端配电箱配出引至相应设备，宜采用放射式供电。对于作用相同、性质相同且容量较小的消防设备，可视为一组设备并采用一个分支回路供电。每个分支回路所供设备不宜超过 5 台，总计容量不宜超过10kW。

这也满足JGJ 16-2008：13.9.8“消防用电设备配电系统的分支线路，不应跨越防火分区，分支干线不宜跨越防火分区”。

3、对屋顶正压送风机、增压泵等，可采用一组消防双电源供电，其最末一级电源互投配电箱、设备控制箱，可设在屋顶消防电梯机房（或强电竖井）内。

理由是JGJ 16-2008：13.9.10 “公共建筑屋顶层，除消防电梯外的其他消防设备，可采用一组消防双电源供电，末端应设自动切换配电箱，由配电箱引至相应设备控制箱，应采用放射式。”

4、对点多面广的应急照明，当消防用电负荷为一级或二级时，其电源自动互投箱、最末一级配电箱应设在所在防火分区内；

当采用集中蓄电池或灯具内附电池组时，最末一级应急照明配电箱应设在所在层、所在防火分区内；

楼梯间的应急照明，电源自动互投箱可设在消防控制室或中间层，每层或最多不超过4层设置应急照明配电箱。

消防工作场所、重要设备技术用房、避难层等场所需设置备用照明；疏散走道、楼梯间、前室、大面积公共场所、人员密集场所等需设置疏散照明。但备用照明和疏散照明，应由应急照明配电箱的不同分支回路供电。

这是根据JGJ 16-2008：13.9.12 应急照明电源应符合下列规定： （1）当建筑物消防用电负荷等级为一级，且采用交流电源供电时，宜由主电源和应急电源提供双电源，并以树干式或放射式供电。应按防火分区设置末端双电源自动切换应急照明配电箱，提供该分区内的备用照明和疏散照明电源。

当采用集中蓄电池或灯具内附电池组时，宜由双电源中的应急电源提供专用回路采用树干式供电，并按防火分区设置应急照明配电箱。

（2）当消防用电负荷为二级并采用交流电源供电时，宜采用双回线路树干

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式供电，并按防火分区设置自动切换应急照明配电箱。当采用集中蓄电池或灯具内附电池组时，可由单回路树干式供电，并按防火分区设置应急照明配电箱。

（3）高层建筑楼梯间的应急照明，宜由应急电源提供专用回路，采用树干式供电。宜根据工程具体情况，设置应急照明配电箱。

（4） 备用照明和疏散照明，不应由同一分支回路供电，严禁在应急照明电源输出回路中连接插座。

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