小康住宅的電氣設(shè)計技術(shù)

季竹珍

摘要：作為人類生存基本需求之一的住宅，已逐步從安居型向小康型發(fā)展，實施文明居住。為此，對小康住宅的電氣設(shè)計提出了新的思路?，F(xiàn)代化的文明居住區(qū)對過去沒有實施，或者實施甚微的電氣安全及住宅信息化、智能化提出了更高要求。因此，建筑電氣設(shè)計內(nèi)容必須更新、發(fā)展。隨著社會的進步、經(jīng)濟的高速發(fā)展，我們的生活方式發(fā)生了很大變化，對居住也有新的理念和要求。

關(guān)鍵詞：小康住宅 電器設(shè)計 安全

1 安全

生活水平的提高、生活方式的變化及家庭形式多樣化，使得人們對安全保障的要求愈來愈烈。這種高度安全性的要求主要體現(xiàn)在防盜、防犯方面，這是最為直觀的安全，也最為人們所重視及關(guān)注。然而，不為多數(shù)人知曉的電氣安全更是與人們的生命財產(chǎn)密切相關(guān)的。

1.1 防人身電擊技術(shù) 在自動切斷供電的保護措施中，采用TN或TT接地制式對低壓配電系統(tǒng)的安全起到了一定的作用，同時也存在許多不足和缺陷。漏電保護電器（RCD）作為實用的防電擊措施之一，已為廣大電氣設(shè)計者、管理者及使用者所接受，并付諸實踐。RCD的應(yīng)用大幅度地提高了安全用電水平，成為防觸電事故的有效措施之一，然而，RCD在使用中也存在局限性。例如：RCD無法對因種種原因引起PE線(PEN線)電位升高進行檢測。因為RCD所檢測的僅只L1、L2、L3相線及N線導體中是否有剩余電流，而無法檢測出具有保護功能PE線是否帶剩余電流。RCD的這種不足是可以通過等電位聯(lián)結(jié)保護措施來彌補的。1996年6月1日開始實施的國際《低壓配電設(shè)計規(guī)范》GB50054－95的第四章第四節(jié)明確規(guī)定，采用接地故障保護時，應(yīng)實施總等電位聯(lián)結(jié)。按規(guī)范規(guī)定，當采用低壓斷路器、熔斷等保護電器實施自動切斷供電時，應(yīng)在建筑物內(nèi)實施總等電位聯(lián)結(jié)。等電位聯(lián)結(jié)的目的不在于縮短保護電器的動作時間，而是降低接觸電壓值，某些情況下有可能將接觸電壓降到安全值以下。在正常條件下，安全電壓值為50V。等電位聯(lián)結(jié)有總等電位聯(lián)結(jié)（又稱主等電位聯(lián)結(jié)）和局部等電位聯(lián)結(jié)（又稱輔助等電位聯(lián)結(jié)）。

1.2 接地故障雖也表現(xiàn)為短路形式，但它在短路電流值、故障后果和保護措施上與相間短路均不相同。帶電導體產(chǎn)、發(fā)生短路時，由于短路電流大，可令保護電器設(shè)備自動切斷供電，防止電氣火災(zāi)的發(fā)生。而接地故障卻因短路電流小，特別是電弧性接地故障，無法令保護電器設(shè)備動作，它不僅能導致人身電擊，也能引起電氣火災(zāi)。通常電弧性接地故障起火的危險性及發(fā)生的幾率大于一般的相間短路。能引燃起火的電弧電流在500mA以上，IECTC64認為RCD是防范電氣火災(zāi)的措施之一，但保護裝置的IΔn<500mA。在設(shè)計中，我們將防電氣火災(zāi)的RCD保護設(shè)備設(shè)在進線處。在選擇RCD的IΔn時，未選用其上限值，最佳的保護作用是IΔn<300mA。其動作時間為0.25S（據(jù)廠家提供的資料，跳閘時間誤差為±20％，即t=0.25s時，跳閘區(qū)間為0.3～0.2s）。當電源總箱供電范圍內(nèi)任一處發(fā)生能引燃起火的接地故障時，進線處的RCD都能及時切斷電源的，從而避免電氣火災(zāi)的發(fā)生。這里需要注意的是：干線上和支線上的RCD之IΔn配合。一般來說，漏電開關(guān)的額定漏電不動作電流IΔn0為額定漏電動作電流IΔn的50％。多個分支線的額定漏電不動作電流之和ΣIΔn0如果大于干線上RCD的50％IΔn，就會使干線上的RCD誤動作。據(jù)有關(guān)資料介紹，在一些發(fā)達國家，要求建筑物電源總進線上設(shè)置IΔn≤500mA的RCD，否則，當?shù)氐墓╇姽静挥韫╇姟?/p>

1.3 電涌防護技術(shù) 為了保護建筑物免遭雷電襲擊，設(shè)計了由避雷帶（針、網(wǎng)）、引下線和接地裝置組成的外部防雷系統(tǒng)。然而，雷電電涌可通過室外線路入侵建筑物內(nèi)的設(shè)備，造成毀壞。同時建筑物內(nèi)部投切過電壓亦可造成設(shè)備的損傷，這些都是外部防雷系統(tǒng)無法保護的。

1.4 電氣檢修安全技術(shù) 住宅小區(qū)的低壓配電系統(tǒng)，不論采用TN或TT制式，其PEN線或N線由于通過負荷電流、不平衡電流、三次諧波電流等等，令其帶電位，對地呈現(xiàn)電壓。正常工作時，這種電壓視情況為幾伏乃至十余伏。當然，不可能大過或等于安全電壓50V。如果正常工作時的PEN線或N線的對地電壓等于或大于50V，那么設(shè)備端子電壓則等于或小于120V，這種電壓不能令設(shè)備正常運轉(zhuǎn)的ΔUPEN≥50V時設(shè)備不能工作然而，例如變配電所因某種原因發(fā)生故障，令PEN線或N線電位升高，此時，其對地電壓大于安全電壓，甚至高達百余伏，這種電壓對設(shè)備及人體是十分危險的，并且會傳至建筑物的進戶處。

1.5 保安技術(shù) 對多層住宅而言，安全系統(tǒng)是進戶處設(shè)置一道常鎖的大門，住戶只有使用鑰匙方可進出。來訪者則要通過設(shè)置在大門上的對講盤和住戶取得聯(lián)系，方可進入。對于高層住宅，是在入口的門廳處設(shè)置常鎖大門，住戶與來訪者的進入程序同多層住宅，但增加了住戶與高層管理人員間的對講。

2 安全可靠的配電系統(tǒng)

住宅小區(qū)的面積通常是幾萬平方米至十幾萬平方米，區(qū)內(nèi)常設(shè)置一個或幾個小區(qū)用低壓變配電所（室）。為節(jié)約面積，常將小區(qū)的低壓變配電所設(shè)在住宅的首層、架空層或地下層，由于低壓配電系統(tǒng)的工作接地與保護接地無法做到電氣上分離且互不影響，所以低壓變配電系統(tǒng)只能設(shè)計為TN－S式。不選擇TN－C－S式的原因是因為PEN線中的工作電流會令PEN帶電位，對地呈現(xiàn)電壓，不利于安全，還有可能對一些敏感的家用電器產(chǎn)生干擾。

2.1 小區(qū)各建筑物采用TT系統(tǒng)時，從低壓配電所引出的線路為L1、L2、L3及N線四芯電纜，其配電線路接地故障保護動作特性是：RAIa≤50V式中RA——外露可導電部分的接地電阻和PE線電阻（Ω）Ia——保證保護電器切斷電路的動作電流（A）RA的值易為用戶掌握，因而能較易地確定Ia的值。以往較少采用TT系統(tǒng)的原因是多方面的，其中一個原因是在用電負荷趨大時，要滿足RAIa≤50V，則RA應(yīng)很低，而實際工程又很難滿足低接地電阻的要求。自從優(yōu)質(zhì)的漏電保護設(shè)備問世后，這一難題得到解決，例如，在進戶箱設(shè)置IΔn=300mA的漏電斷路器作為過流保護和防電氣火災(zāi)的電源開關(guān)，此時Ia=0.3A，則RA=50/0.3=166.7Ω，這種接地電阻的要求是極易滿足的。值得一提的是，小區(qū)內(nèi)的小高層、高層建筑日漸增多，按消防規(guī)范要求，其內(nèi)應(yīng)設(shè)置加壓風機、消防電梯等消防設(shè)備，此時仍選用漏電斷路器是不合適的，應(yīng)改設(shè)斷路器及漏電繼電器的組合。當發(fā)生接地故障時，引至小區(qū)監(jiān)控中心的漏電繼電器輸出接點動作，發(fā)生故障報警，但不會令電源開關(guān)跳閘。

2.2 小區(qū)內(nèi)也有設(shè)計TN（TN－S或TN－C－S）配電系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的配電線路發(fā)生接地故障時，應(yīng)滿足：ZsIa≤V0 式中Zs——接地故障回路的阻抗（Ω）Ia——保證保護電器在規(guī)定的時間內(nèi)自動切斷故障回路的電流(A)V0——相線對地電壓（V）由于Zs較難確定，因此也難以正確整定Ia。

3 合理的配電系統(tǒng)

按深圳供電局推薦，新開發(fā)小區(qū)一般住宅的安裝容量為6kW/戶，住戶進戶開關(guān)選32A或40A，其進戶線截面不小于6mm2銅芯絕緣線，通常設(shè)計為BV－3×10mm²。室內(nèi)的配線不小于2.5mm²。電度表選用與微機抄表系統(tǒng)接口的寬負荷表10（40）A。在電子時代的今日，很難估計會出現(xiàn)什么新的家用電器產(chǎn)品，特別是廚房用電設(shè)備。為適應(yīng)這種難以預(yù)料的發(fā)展，除了在廚房設(shè)置較以往多一些的插座外，其供電回路的容量也適當放大，可視住宅面積大小，其配電線路選為：BV－3×4mm²。對于面積較大的高級住宅，其安裝容量按家用電器的設(shè)置累計而成，通常大于10kW。單身公寓面積雖小，但“五臟俱全”，其用電量約為3～4kW/戶。在生活水平日漸提高的今日，提高用電可靠性、縮小停電范圍也應(yīng)給予足夠的重視。在有些設(shè)計中，應(yīng)給予廚房用電一個專用回路，其上設(shè)置IΔn=30mA的漏電斷路器；客廳、餐廳及臥室用插座則由另一回路供電，其上亦設(shè)IΔn=30mA的漏電斷路器；照明、空調(diào)用回路不設(shè)置RCD，原因是它們可視為固定安裝設(shè)備（不含插頭、床頭燈等，）不會像電吹風、電熨斗這些時常要拔出插入的設(shè)備，使人們有發(fā)生間接接觸觸電事故的可能。如果照明、空調(diào)配電線路發(fā)生漏電，當漏電電流達到300mA時，則電流總開關(guān)跳閘，防止電氣火災(zāi)發(fā)生的可能。

參考文獻:

[1]低壓配電設(shè)計規(guī)范.BG50054－95.

[2]凌智敏.漏電開關(guān)及其應(yīng)用.北京：水利電力出版社.