工業電氣設計涉及冶金、注塑，化工環保，醫藥食品，市政，非標機械等領域；為加快我們工業大國轉變工業強國，提高產能，節能降排，環保零排放，全面深化設計，文明安全施工用電。工業電氣顯得非常重要，非常迫切，因此本文結合工業電氣設計和施工中出現的一些電氣問題，現給出一些幾點意見，歡迎大家批評指正。
1、設計原則
①必須準守國家和行業有關標準。
②滿足使用功能并留有一定裕量。化工電氣設計應該以化工廠使用功能，工藝要求，合同為依據，按照配套設備的位置，耗電量，安全等級，防爆等級等決定電路布置。最終系統應按設計要求全面投運，首尾銜接問題連續運行并正點到達。
③操作簡單，方便，后期維護費用少。
④節約效能。電氣設計前途通過綜合工藝要求，做出設計方案，綜合考慮選擇最優方案，既要滿足設計又能節約電能。如大功率電機啟動運行則要考慮啟動電流對電網的影響，一般的需要星三角啟動，軟啟動器或加變頻器。
⑤公用工程用電的設計。公用工程包括通風與空調，消防用水，照明(應急照明)，臨時用電等，輔助于工業工程生產的工程。與各相關專業做好溝通工作，及時落實電氣設計任務要求。
2、化工企業電氣設計中的問題
①電氣設計必須按照相關規范進行設計。
a、用電負荷的計算，用電負荷包括參與生產各個電氣(電氣，閥門，儀表)負荷和公用工程用電負荷。一般的一個生產車間用電設計負荷電流在4000A/380V。重要主控設備需按兩路市電供應，一用一備；重要PLC柜體增加UPS裝置(Uninterruptible Power System不間斷電源)
b、柜內ABC相線絕緣層分別為黃，綠，紅，保護接地絕緣層為黃綠雙色，中性線絕緣層為淡藍色；
c、電流互感器二次測無開路，電壓互感器二次測無短路現象
d、變頻器，PLC等電氣元件安裝在潔凈無塵環境的配電柜內，室內溫度宜為10-40℃，且安裝排風散熱扇。有條件的需加裝空調。
e、臨時用電應編寫臨時用電施工方案。不得亂拉電線。臨時用電工程專用的電源中性點直接接地的220V/380V三相四線制低壓電力系統，必須負荷下列規定：采用三級配電系統，采用TN-S接零保護系統，采用二級漏電保護系統。
②外部開關量信號宜轉變為直流24V信號，防止產生觸電事故。
③設定參數，依據圖紙和現場對應的實物和產品說明書設定參數，
a、變頻器的參數的電機參數需要結合現場電機的銘牌(額定電壓，額定電流，額定轉速)來設定，啟停方式和頻率設定方式由設計圖紙確定。
b、各種工藝儀表的參數設定。例如:
◆超聲波液位計需要結合現場實際液位來標定;
◆渦輪流量計根據壓力，管徑等標定K系數；
◆明渠流量計要依據現場槽型和流量探頭安裝高度，最大測量值等設定參數;
◆電導表根據電導探頭精度來設定相應參數。
④化工廠用電分為工業電氣和建筑電氣。
a、建筑電氣一般為照明(包括應急照明)和插座(包括空調插座)，防雷，視頻監控等，用電負荷小，用電等級為220VAC居多，辦公室內為暗埋箱體為PZ30，一般辦公樓設計容量380V,600A;
b、工業電氣一般為電機，閥門，工藝儀表等，電壓等級為10KVAC，380VAC，220VAC,DC24V,其中以220VAC居多，高壓10KV柜型有KYN28-12,低壓柜柜型有GGD,MNS,GCK,XL-21等，用電量大,一般一個車間設計容量380VAC，5000A。
⑤電氣線管的輻射方式問題。
a、場地允許，電纜過多時優先選擇地溝埋設方式；地溝溝底設置坡度5%，每隔20-30米，設置一集水井。
b、線纜多時采用橋架輻射，則考慮電氣橋架在氣體管道和熱力管道下方及液體管道的上方，當不能滿足時，應采取防水，隔熱措施；線少時則采用導管敷設，金屬導管一般采用螺紋連接，連接處兩端熔焊焊接保護聯結導體。
⑥生產設備沒有接地或接地不可靠
藥廠藥粉提取生產轉移計量包裝存儲過程中粉塵流動摩擦易產生靜電，為易燃易爆車間，柜體為防爆柜體，對接地要求更高。
例藥廠潔凈區管道的法蘭連接處需跨接地線，地線一般為4mm2銅線；鋼鐵企業則要求電機，閥門底線與配電鍍鋅導管做好接地，管道法蘭處則不用接地連接。儲罐，反應釜等靜設備一般采用鍍鋅扁鐵搭接焊接。
電源重復接地、防雷接地、弱電接地共用接地極，要求接地電阻R≤4歐,若不符要求須做人工接地極。
⑦配電室防火設計不當
未對配電室進行防火設計，降低了配電室的安全防火性。此外，配電室防火設計指出：配電室必須設置足夠數量的門，但實際工程中并沒有做到，比如設計規范要求配電室必須設計兩道門，實際只設計了一道門；要求防火泥對電氣空洞封堵用，沒有設置等等。
⑧車間宜預留設備檢修電源，檢修電源采用5孔和3孔工業插座，方便后期設備維修。
3、電氣設計和施工中的問題分析及解決措施
①專業知識不足
化工企業的電氣設計涉及到多個專業的知識，因此設計單位或者參與電氣設計施工人員必須具備多個專業的知識，設計人員必須學好電氣設計相關規范，同時提升自己的職業素養。
措施：多掌握一些相關專業的知識儲備例如：自控PLC編寫，工藝PID圖。儀表安裝位置與測量誤差的關系。
②電氣設計缺乏項目現場經驗
現實電氣設計或電氣工程師往往有扎實的理論知識，制圖能力很強，實際現場能力卻較弱，因此項目電氣設計不但要有扎實的理論，還要有豐富的項目現場能力。
措施：走出去，多看看現場一切從實際出發；走回來，完善設計和施工總結經驗。
③化工企業電氣設計需要團隊合作
工程設計需要豐富的現場經驗做基礎，設計人員只具備理論知識是無法成功完成設計的。因為電氣設計需要的知識面廣，需要工程設計實際經驗多，各設計人員分工合作，使電氣設計團隊一個有機體。
④成立設計班組
統籌協調工藝流程，做電氣設計任務節點表。一般前期做好與甲方溝通，設計電氣總平面圖，抓重點；后期對每一個子分項，車間展開設計，抓細節。
⑤可借鑒的國外或國內同行先進的寶貴經驗
例如：合理使用專業軟件，用專用的計算機軟件進行電纜統計、敷設電纜走向等提高了電氣設計效率；將設計零部件建立電氣元器件庫(目前常用軟件的CAD,EPLN，Matlbla),自控專業有博圖，Wincc,Intouch,組態王等。
⑥施工隊專業性強，但看不懂圖紙
措施：施工前做好依據圖紙，和設計人員圖紙會審；設計人員向現場施工班組長進行施工設計交底和安全交底，施工班組長向現場施工人員進行設計交底；項目部進行施工組織設計，制定項目進度計劃表；超過一定規模的危大工程需要組織專家會審。保質保量完成任務。
⑦施工電氣人員素質要求
電氣施工是特殊工種，必須通過國家有關部門考試，考試合格，持證上崗。
4、結束語
筆者結合多年化工廠設計并多年項目經驗，闡述了電氣設計遇到的各種問題，總結了一些經驗，提高了自己設計水平和單位的設計施工水平。歡迎大家指正。
5、電氣設計參考規范
《供配電系統設計規范》GB 50052-2009
《低壓配電設計規范》GB50054-2011
《通用用電設備配電設計規范》GB50055-2011
《國家二級建造師機電工程管理與實務》2020
作者：高武(電氣工程師，國家二級機電建造師。11年工業電氣設計經驗，研究方向工業電氣設計和智能機器人，已發表多篇專業文章)、李曉辰(電氣工程師，8年設備維修經驗，4年電氣與工業機器人項目導入經驗)
