淺談城市住宅小區(qū)電氣設(shè)計的若干問題

路 江

隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的不斷深入，人民的生活水平愈來愈高。與人們生活密切相關(guān)的居民生活小區(qū)的建設(shè)如火如荼，建設(shè)的類別、形式、檔次變化越來越大。作好居民小區(qū)的供電設(shè)施，無疑是居民小區(qū)建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。用電需求的不斷變化為建筑電氣設(shè)計的長期適用性帶來了艱巨的考驗。筆者總結(jié)了現(xiàn)代城市住宅及小區(qū)電氣設(shè)計中應(yīng)注意的幾個問題，為業(yè)內(nèi)同行們提供參考。

1 城市住宅電氣設(shè)計中應(yīng)注意的幾個問題

1.1 合理確定用電負荷

目前我國城市居民住宅戶型多為兩室一廳、三室兩廳或四室兩廳，建筑面積在60m2～150m2左右，新建住宅普遍采用雙衛(wèi)生間。

如果每個家庭用電需要系數(shù)按 0.3～0.5計算，一般家庭的用電計算負荷應(yīng)在 4 kW～8 kW之間?？紤]到幾年內(nèi)住宅用電的增長并參考經(jīng)濟發(fā)達國家的住宅用電計算負荷標準，建議在進行住宅電氣設(shè)計時每戶的用電計算負荷取S較為合理。如此設(shè)計既能滿足用戶日益增長的用電需求，同時也提高了住宅電氣的安全水平，從而有效的減少了電氣火災(zāi)和其他電氣事故的發(fā)生。

1.2 回路的設(shè)計

住戶配電系統(tǒng)的設(shè)計，要遵循安全、適用、經(jīng)濟和有利發(fā)展的原則。住戶配電回路數(shù)量應(yīng)根據(jù)用電標準和為使用大功率家用電器而設(shè)置的專用插座回路的數(shù)量來決定。住宅內(nèi)除設(shè)有照明回路和一般插座回路外，還應(yīng)設(shè)置空調(diào)、廚房設(shè)備等專用插座回路。多分支回路使戶內(nèi)負荷電流分流，可減少線路溫升和諧波產(chǎn)生的危險，從而延長線路壽命和減少電氣火災(zāi)發(fā)生。

一般情況下，室內(nèi)配電回路應(yīng)不少于 8個。

1.3 插座的設(shè)計

目前由于住宅內(nèi)固定插座設(shè)置數(shù)量普遍較少，導(dǎo)致臨時插座被大量使用，使用臨時插座不僅給居民用電帶來一定的麻煩，而且還會產(chǎn)生很大的用電安全隱患。因此我們在進行室內(nèi)電氣設(shè)計時應(yīng)做到:臥室內(nèi)至少設(shè) 2組單相兩、三孔插座和 1組空調(diào)插座，為方便使用，空調(diào)插座可選用帶開關(guān)的三孔插座，布置在高位，面積較大的房間還應(yīng)再增加 1組～2組插座;客廳內(nèi)應(yīng)至少設(shè)4組單相兩、三孔插座和 1組空調(diào)插座，應(yīng)保證每面墻上都有插座，靠近電器集中布置的墻上應(yīng)不少于 2組，客廳面積較大時空調(diào)插座應(yīng)布置在低位，便于連接柜式空調(diào);衛(wèi)生間內(nèi)至少設(shè)供電熱水器和洗衣機使用的單相兩、三孔防濺插座 2組，插座距地面高度不小于 1.2m;廚房內(nèi)設(shè) 3組單相三孔防濺插座供排油煙機、微波爐、消毒柜等電器使用，排油煙機插座宜距地 1.5m，其他插座距地面高度在1.3m～1.5 m之間;餐廳內(nèi)至少設(shè)供冰箱及電飯鍋使用的 2組單相兩、三孔插座，電冰箱插座可選用帶熔斷器的型號。

1.4 弱電線路的設(shè)計

弱電系統(tǒng)包含電視、電話、寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)、減災(zāi)防盜報警等多個電氣系統(tǒng)。

目前固定電話通信和有線電視(或共用天線電視)系統(tǒng)在城市中已得到普及。城市家庭電視擁有量接近 100%，擁有兩臺以上電視的家庭占到家庭總數(shù)的 30%～40%。考慮未來發(fā)展趨勢，最好在餐廳和衛(wèi)生間內(nèi)也設(shè)置有線電視終端。已投入使用的圖文電視就是它的初級應(yīng)用，在新建住宅中對有線電視系統(tǒng)的敷設(shè)應(yīng)力求完善，以滿足日后其他應(yīng)用的需求。住宅中的有線電話系統(tǒng)不僅可以用作固定電話的接入端口，還可用作寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，滿足用戶進行多媒體及計算機數(shù)據(jù)通信的要求，其設(shè)置數(shù)量應(yīng)具有一定的超前性。家庭中包括衛(wèi)生間在內(nèi)的每一個房間均應(yīng)設(shè)置電話插座，除此以外每個房間還應(yīng)設(shè)置網(wǎng)線插座，在居民小區(qū)內(nèi)組成寬帶局域網(wǎng)，不僅方便小區(qū)的管理，還可為居民提供廣泛的數(shù)據(jù)、安全和實現(xiàn)遠程控制等服務(wù)。

以上僅僅是家庭弱電系統(tǒng)在當前的應(yīng)用情況，今后住宅發(fā)展的趨勢是實現(xiàn)住宅的智能化。智能控制板是住宅智能化的核心，它大致由三個部分組成:

1)通信網(wǎng)絡(luò)部分，包括電話、有線電視、計算機互聯(lián)網(wǎng)接口;

2)設(shè)備自動化部分，包括照明、空調(diào)監(jiān)控、電器設(shè)備監(jiān)控、家庭能耗(水、電、煤氣)數(shù)據(jù)抄送;

3)安全防范部分，包括火災(zāi)報警、煤氣泄漏、防盜報警、安全對講及緊急求救。智能化住宅在國外已得到了廣泛的應(yīng)用，今后我們在進行住宅弱電系統(tǒng)的設(shè)計時要參照智能化住宅布線要求，對住宅智能化的發(fā)展趨勢要有預(yù)見性，選擇電器設(shè)備時應(yīng)該適當?shù)某昂土粲幸欢ǖ纳壙臻g。

1.5 接地和用電安全設(shè)計

確保用電安全是建筑電氣設(shè)計的根本原則，用電安全主要體現(xiàn)在用戶的人身安全，建筑物的安全和用電設(shè)備及線路自身的安全三個方面，具體如下:

1)用戶人身安全。

為保證用電者的人身安全，供配電線路應(yīng)進行接地處理。TN-C-S系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)是目前普遍使用的接地方式。TN-C-S系統(tǒng)由兩個接地系統(tǒng)組成，第一部分是TN-C系統(tǒng)，第二部分為TN-S系統(tǒng)，分界面在N線與PE線的連接點，配電線路進戶之前采用TN-C系統(tǒng)，進戶處做重復(fù)接地，進戶后變成TN-S系統(tǒng)。該系統(tǒng)的特點是:中性線N與保護接地線PE線在進戶時共同接地后，不能再有任何電氣連接。該系統(tǒng)中中性線 N常會帶電，保護接地線PE線沒有電的來源，與PE線連接的設(shè)備外殼及金屬構(gòu)件在系統(tǒng)正常運行時，始終不會帶電。TN-S系統(tǒng)的特點是:中性線N與保護接地線PE線僅在變壓器中性點共同接地，兩線不再有任何電氣連接。中性線N是帶電的，而PE線不帶電，與PE線連接的設(shè)備外殼及金屬構(gòu)件在系統(tǒng)正常運行時，始終不會帶電。因此，這兩種接地系統(tǒng)應(yīng)為住宅電氣設(shè)計的首選。

2)防電氣火災(zāi)。

據(jù)統(tǒng)計，民用建筑火災(zāi)的原因大多數(shù)是由電氣方面引起的，除了短路、過負荷、接觸不良外，接地電弧也是引起電氣火災(zāi)的主要原因。因此，應(yīng)根據(jù)實際情況，在住宅樓或住宅樓每單元的電源進線處，裝設(shè)漏電動作電流為 300mA～500mA的漏電保護器，其延時動作應(yīng)小于 5 s，以保證上下級漏電保護器的動作選擇性，這樣不但能有效地防止因漏電引起的火災(zāi)，還可以作為下一級漏電保護器的后備保護。

3)防雷電波侵入和過電壓保護。

直擊雷或感應(yīng)雷沿輸電線、通信線、電視天線、金屬管道侵入住宅內(nèi)，發(fā)生閃擊而造成人身傷害或設(shè)備損壞事故的發(fā)生率很高，因此在設(shè)計時要充分做好防雷電波侵入的保護措施。根據(jù)引入住宅線路、管線的敷設(shè)方式和系統(tǒng)形式，按規(guī)范采取相應(yīng)的防雷接地措施，安裝合適的避雷器，過電壓保護器，電話保安器等電氣設(shè)備，同時，還要認真把好驗收關(guān)。為防止瞬時過電壓對家用電器造成損害，可在總配電箱或戶配電箱電源進線端裝設(shè)過電壓保護器。

2 新建小區(qū)供電方案優(yōu)化設(shè)計

新建住宅小區(qū)供電方案包括 10 kV電源進線配電變壓器配置及布點、低壓配電網(wǎng)設(shè)計三大部分。

2.1 10 kV電源進線方案優(yōu)化

住宅小區(qū)外部 10 kV供電線路應(yīng)根據(jù)當?shù)爻鞘幸?guī)劃或配網(wǎng)規(guī)劃選用電纜或架空方式供電;對住宅小區(qū)內(nèi)具有高層建筑電梯等一級負荷的，應(yīng)用雙電源方式供電;小區(qū)內(nèi)部使用電纜線路，宜采用開閉所(環(huán)網(wǎng)柜)和配電所方式實行環(huán)網(wǎng)供電。

常規(guī)方案:選用1路10 kV電源進線引入。

優(yōu)化方案:原則上在具有一二級負荷或 400戶以上小區(qū)采用2路 10 kV電源引入設(shè)計;400戶以下規(guī)模較小且無一二級用電負荷小區(qū)，可采用1路10 kV電源進線設(shè)計。

通過優(yōu)化10 kV電源進線方案，可達到如下效果:1)由于住宅小區(qū)采用2路10 kV電源進線，提高了小區(qū)用電可靠性;2)在今后用電負荷發(fā)展中隨著10 kV線路負荷的增長、變化，可根據(jù)2條線路負載情況，調(diào)節(jié)小區(qū)用電至負荷較低線路，降低10 kV線路損耗，實現(xiàn)降損節(jié)能。缺點是2路 10 kV電源進線相對1路 10 kV電源進線投資有所加大。

2.2 配電變壓器配置及布點優(yōu)化

配電變壓器配置首先要對配變?nèi)萘窟M行測算。參考江蘇省配變?nèi)萘繙y算標準，居民每戶容量測算在 6 kW～12 kW，其中沿海發(fā)達省份單戶配備容量略大于內(nèi)地省份。此測算標準充分考慮到今后小區(qū)用電需求，配電變壓器總體配備容量較大，而小區(qū)居民用電 3年～5年內(nèi)負荷率很低，相當一段時期內(nèi)變壓器“大馬拉小車”，空載損耗大，造成電力能源的浪費。

常規(guī)方案:依據(jù)負荷測算標準預(yù)測總體負荷，按變壓器每臺500 kVA容量測算變壓器臺數(shù)，單臺變壓器輻射供電，低壓不聯(lián)絡(luò)。

優(yōu)化方案:考慮小區(qū)用電設(shè)施建設(shè)中電纜線路埋設(shè)后難以改變，電纜按滿負荷配置;考慮配電變壓器多放置在配電房、配電箱變內(nèi)，一旦變電容量不足易于調(diào)換，在實踐中適當縮小容量配置，實現(xiàn)低壓聯(lián)絡(luò)。

方案優(yōu)化實施效果明顯:

1)配電變壓器容量降低，減少了小區(qū)電力建設(shè)投資，開發(fā)商滿意;

2)通過一個配電室(箱變)配置2臺變壓器，減少了配變占地面積，美化了小區(qū)用電環(huán)境;

3)在通過每 2臺配電實現(xiàn)低壓聯(lián)絡(luò)，做到“負荷較低運行1臺、負荷較高運行 2臺”的靈活供電方式，變壓器利用率提高、空載損耗下降，給供電公司帶來直接經(jīng)濟效益;

4)提高了供電可靠性，當其中一臺配變損壞、檢修時，可考慮用另一臺配變暫代 2臺配變的居民負荷，縮短了停電時間。

2.3 低壓配電網(wǎng)設(shè)計優(yōu)化

該部分設(shè)計較為簡單，要求新建居住區(qū)低壓供電半徑不應(yīng)超過250m;居住區(qū)內(nèi)公建用電設(shè)備總?cè)萘吭?250 kW或需用變壓器容量在160 kVA以下者采用低壓方式供電，超此容量原則按高壓供電方式，實施一戶一表等。

常規(guī)方案:在符合基本要求的同時滿足正常人工抄表功能即可。

優(yōu)化方案:考慮配網(wǎng)自動化發(fā)展，預(yù)留配網(wǎng)自動化通信管孔、配網(wǎng)自動化設(shè)備裝設(shè)位置及通信線路位置。即:居住區(qū)內(nèi)設(shè)置配變裝設(shè)配電信息綜合采集裝置;集中表箱裝設(shè)遠程抄表裝置，包括具有通信接口的電能表、數(shù)據(jù)采集終端等，配網(wǎng)自動化系統(tǒng)與居住區(qū)供配電設(shè)施同步建設(shè)投運。

3 結(jié)語

安全、方便、適用是城市住宅及小區(qū)電氣設(shè)計的首要任務(wù)，電氣設(shè)計應(yīng)符合我國經(jīng)濟發(fā)展及居住環(huán)境不斷變化的需要，滿足城市住宅及小區(qū)各項電氣功能配置安全合理的要求，為人們營造一個良好的居住環(huán)境。

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