景观配电设计中的安全性问题及措施

景观配电设计中的安全性问题及措施

申杰

（深圳市清华苑建筑设计有限公司）

摘要：环境景观配电设计与建筑内部配电设计相比有许多不同点，在环境配电设计过程中经常会碰到特殊危险环境的配电设计，不同的环境下，配电方式及用电设备的选择都会有差异。本文一方面从环境配电设计中常遇到的几类问题出发，分析和总结了在环境配电设计中需要特别注意的地方，提出若干对策；另一方面通过建立简单数学模型对各种主要接地系统在环境配电设计中的应用进行了比较，得出在环境景观的配电设计中，采用TT系统加不与电源端接地干线相连的PE干线是较理想的接地系统。

关键词：环境配电设计特殊环境接地型式

1 引言

随着城市建设进程推进，园林景观建设在优化城市形象、改善居住品质方面扮演着越来越重要的角色。开放性是各类园林景观一个非常重要的共同属性，它意味着室外园林往往是一个公众聚会、休闲、活动的空间，这使得园林景观中的电气设备非常容易被人群直接或间接触碰到，因此，对于园林的配电设计，安全性就成为重中之重。然而，当前国内景观配电设计中的安全性并未得到足够的重视，景观专业公司通常因为缺少专业的电气设计工程师而将此部分设计工作外包给水平参差不齐的设计师完成，进而造成此部分电气设计安全隐忧很多。本文从园林景观配电的安全性出发，总结了在相关配电设计中需要重点注意的地方，以及应当采取的措施，供园林景观配电设计者参考，以保证园林景观配电系统安全、可靠的服务大众。

景观配电设计主要包括水景用电设施配电、室外灯具配电及安全接地系统几部分。

2 水景用电设施配电设计

在进行水景用电设施配电设计时，我们通常参照规范关于喷水池的设计要求进行。《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）（后文简称《民规》）中12.9.4条第3款关于喷水池配电要求如下：喷水池的0、1区的供电回路的保护，可采用下列任一种方式：

1）对于允许人进入的喷水池，应采用安全特低电压供电，交流电压不应大于12V；不允许人进入的喷水池，可采用交流电压不大于50V的安全特低电压

供电；

2）由隔离变压器供电；

3）由剩余电流动作保护器保护的线路供电，其额定动作电流不应大于30mA。

下面将水景用电设施主要分为水景泵和水景灯二者进行分别讨论。

2.1水景泵的供电

关于采用管道泵还是潜水泵。

对于园林景观中的水泵，为了营造喷泉、涌泉和瀑布等众多特殊视觉效果，水专业往往会选用大量大功率的水泵，这些大功率设备无法采用特低电压供电，因此市面上几乎所有此类设备均采用单相交流220V或三相交流380V电源，其中交流380V电压的水泵使用得更加广泛，对于水专业设计师而言选择面更广。需要注意的是，对于380V供电电压，《民规》虽然并未禁止在0、1区中使用，但《工业与民用配电设计手册》（后文简称《手册》）第十五章有关喷水池配电设计的小节中没有任何关于在水池0、1区内使用三相交流380V用电设备的内容，而只论述了在0、1区如何采用以220V电压及其他安全电压供电的用电设备。对此，笔者作如下理解：当供电电压超过220V而达到380V时，宜将用电设备安装在0、1区以外，也就是说，当必须将用电设备安装在0、1区时，则其额定电压不宜超过交流220V，这也间接决定了其功率不能过大。因此，对于水景用水泵的选择，电气设计师宜按下列原则向水专业提出建议：

1）对于小流量、小扬程的小功率水泵，可选择交流220V潜水泵，其供电回路设剩余电流保护装置。

2）对于大流量、大扬程的大功率水泵，不宜选择三相交流380V的潜水泵，而宜采用同样指标的管道泵。与潜水泵完全浸入水中安装相比，管道泵完全在水体外的安全环境（干燥的泵房或泵坑内）安装，并通过管道与水体相连，设备所有带电部分均与水体可靠分离。对于人员密集场所市政景观中的大型喷泉水池，极易有人不慎误入，在当前以人为本的指导思想下，对这类喷泉水池的用电设计，更应尽量弃潜水泵不用，而采用管道泵在泵房内安装的形式。

3）对于潜水泵供电回路的剩余电流保护详后文讨论。

2.2 水景灯的供电

这里主要讨论水下安装的水景灯的供电。

水底灯与水底泵相比功率要小得多，常常在50W~100W以内，对于此类小功率水底灯具，按照《民规》12.9.4条第3款执行即可满足要求。在目前设计中的具体作法是：在喷水池附近（0、1区以外）设一个小型隔离变压器，将交流220V电压转换成交流12V电压，或再增设必要的整流电路转换成直流12V电压，供灯具用电。

根据需要还可采用交流50V供较大功率的水底灯具用电，根据工程经验，交流50V电压已经可以满足绝大部分水底灯具照明要求。因此，一般不建议采用交直流220V电压的水底灯具，若确有必要采用时，必须以剩余电流动作保护器保护该供电回路，关于其额定动作电流值设置详后文讨论。

关于水底灯具的设计，还需要注意下面几个问题。

1）根据《手册》第930页关于接线盒的应用的论述，水底灯接线时，电缆在水底不应有接头及接线盒（即使已采用了安全特低电压供电）。因此，在设计中应该注意，采用单根电缆供单只灯具用电的方式，避免一根电缆上串联多个水底灯的情况；

2）当采用安全特低电压供水底灯用电时，由于供电电压低，用电设备供电电流通常较大，如：

同样是50W的电阻性光源灯具，采用220V电压供电时，其电流值为：I = 0.23A；而采用12V电压供电时，其电流值则为：I = 4.2A；

由此造成的设备用电点的电压降也较大，当从同一降压变压器低压侧出线供多个灯具用电时，由于灯具的安装地点远近不同，会造成较远的灯具在低电压状态工作，光通量下降。对于这种情况，须通过加大远距离灯具的供电导线的截面，降低该线路的电阻来解决。

3）当采用安全特低电压供电时，降压变压器由于高压侧电压为220V，根据规范，装有此降压变压器的配电及控制箱必须安装在1区以外（即距喷水池边不小于2.0米）。

2.3 0、1区内供电回路剩余电流保护装置