小康住宅的电气设计技术

季竹珍

摘要：作为人类生存基本需求之一的住宅，已逐步从安居型向小康型发展，实施文明居住。为此，对小康住宅的电气设计提出了新的思路。现代化的文明居住区对过去没有实施，或者实施甚微的电气安全及住宅信息化、智能化提出了更高要求。因此，建筑电气设计内容必须更新、发展。随着社会的进步、经济的高速发展，我们的生活方式发生了很大变化，对居住也有新的理念和要求。

关键词：小康住宅 电器设计 安全

1 安全

生活水平的提高、生活方式的变化及家庭形式多样化，使得人们对安全保障的要求愈来愈烈。这种高度安全性的要求主要体现在防盗、防犯方面，这是最为直观的安全，也最为人们所重视及关注。然而，不为多数人知晓的电气安全更是与人们的生命财产密切相关的。

1.1 防人身电击技术 在自动切断供电的保护措施中，采用TN或TT接地制式对低压配电系统的安全起到了一定的作用，同时也存在许多不足和缺陷。漏电保护电器（RCD）作为实用的防电击措施之一，已为广大电气设计者、管理者及使用者所接受，并付诸实践。RCD的应用大幅度地提高了安全用电水平，成为防触电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无法对因种种原因引起PE线(PEN线)电位升高进行检测。因为RCD所检测的仅只L1、L2、L3相线及N线导体中是否有剩余电流，而无法检测出具有保护功能PE线是否带剩余电流。RCD的这种不足是可以通过等电位联结保护措施来弥补的。1996年6月1日开始实施的国际《低压配电设计规范》GB50054－95的第四章第四节明确规定，采用接地故障保护时，应实施总等电位联结。按规范规定，当采用低压断路器、熔断等保护电器实施自动切断供电时，应在建筑物内实施总等电位联结。等电位联结的目的不在于缩短保护电器的动作时间，而是降低接触电压值，某些情况下有可能将接触电压降到安全值以下。在正常条件下，安全电压值为50V。等电位联结有总等电位联结（又称主等电位联结）和局部等电位联结（又称辅助等电位联结）。

1.2 接地故障虽也表现为短路形式，但它在短路电流值、故障后果和保护措施上与相间短路均不相同。带电导体产、发生短路时，由于短路电流大，可令保护电器设备自动切断供电，防止电气火灾的发生。而接地故障却因短路电流小，特别是电弧性接地故障，无法令保护电器设备动作，它不仅能导致人身电击，也能引起电气火灾。通常电弧性接地故障起火的危险性及发生的几率大于一般的相间短路。能引燃起火的电弧电流在500mA以上，IECTC64认为RCD是防范电气火灾的措施之一，但保护装置的IΔn<500mA。在设计中，我们将防电气火灾的RCD保护设备设在进线处。在选择RCD的IΔn时，未选用其上限值，最佳的保护作用是IΔn<300mA。其动作时间为0.25S（据厂家提供的资料，跳闸时间误差为±20％，即t=0.25s时，跳闸区间为0.3～0.2s）。当电源总箱供电范围内任一处发生能引燃起火的接地故障时，进线处的RCD都能及时切断电源的，从而避免电气火灾的发生。这里需要注意的是：干线上和支线上的RCD之IΔn配合。一般来说，漏电开关的额定漏电不动作电流IΔn0为额定漏电动作电流IΔn的50％。多个分支线的额定漏电不动作电流之和ΣIΔn0如果大于干线上RCD的50％IΔn，就会使干线上的RCD误动作。据有关资料介绍，在一些发达国家，要求建筑物电源总进线上设置IΔn≤500mA的RCD，否则，当地的供电公司不予供电。

1.3 电涌防护技术 为了保护建筑物免遭雷电袭击，设计了由避雷带（针、网）、引下线和接地装置组成的外部防雷系统。然而，雷电电涌可通过室外线路入侵建筑物内的设备，造成毁坏。同时建筑物内部投切过电压亦可造成设备的损伤，这些都是外部防雷系统无法保护的。

1.4 电气检修安全技术 住宅小区的低压配电系统，不论采用TN或TT制式，其PEN线或N线由于通过负荷电流、不平衡电流、三次谐波电流等等，令其带电位，对地呈现电压。正常工作时，这种电压视情况为几伏乃至十余伏。当然，不可能大过或等于安全电压50V。如果正常工作时的PEN线或N线的对地电压等于或大于50V，那么设备端子电压则等于或小于120V，这种电压不能令设备正常运转的ΔUPEN≥50V时设备不能工作然而，例如变配电所因某种原因发生故障，令PEN线或N线电位升高，此时，其对地电压大于安全电压，甚至高达百余伏，这种电压对设备及人体是十分危险的，并且会传至建筑物的进户处。

1.5 保安技术 对多层住宅而言，安全系统是进户处设置一道常锁的大门，住户只有使用钥匙方可进出。来访者则要通过设置在大门上的对讲盘和住户取得联系，方可进入。对于高层住宅，是在入口的门厅处设置常锁大门，住户与来访者的进入程序同多层住宅，但增加了住户与高层管理人员间的对讲。

2 安全可靠的配电系统

住宅小区的面积通常是几万平方米至十几万平方米，区内常设置一个或几个小区用低压变配电所（室）。为节约面积，常将小区的低压变配电所设在住宅的首层、架空层或地下层，由于低压配电系统的工作接地与保护接地无法做到电气上分离且互不影响，所以低压变配电系统只能设计为TN－S式。不选择TN－C－S式的原因是因为PEN线中的工作电流会令PEN带电位，对地呈现电压，不利于安全，还有可能对一些敏感的家用电器产生干扰。

2.1 小区各建筑物采用TT系统时，从低压配电所引出的线路为L1、L2、L3及N线四芯电缆，其配电线路接地故障保护动作特性是：RAIa≤50V式中RA——外露可导电部分的接地电阻和PE线电阻（Ω）Ia——保证保护电器切断电路的动作电流（A）RA的值易为用户掌握，因而能较易地确定Ia的值。以往较少采用TT系统的原因是多方面的，其中一个原因是在用电负荷趋大时，要满足RAIa≤50V，则RA应很低，而实际工程又很难满足低接地电阻的要求。自从优质的漏电保护设备问世后，这一难题得到解决，例如，在进户箱设置IΔn=300mA的漏电断路器作为过流保护和防电气火灾的电源开关，此时Ia=0.3A，则RA=50/0.3=166.7Ω，这种接地电阻的要求是极易满足的。值得一提的是，小区内的小高层、高层建筑日渐增多，按消防规范要求，其内应设置加压风机、消防电梯等消防设备，此时仍选用漏电断路器是不合适的，应改设断路器及漏电继电器的组合。当发生接地故障时，引至小区监控中心的漏电继电器输出接点动作，发生故障报警，但不会令电源开关跳闸。

2.2 小区内也有设计TN（TN－S或TN－C－S）配电系统，这种系统的配电线路发生接地故障时，应满足：ZsIa≤V0 式中Zs——接地故障回路的阻抗（Ω）Ia——保证保护电器在规定的时间内自动切断故障回路的电流(A)V0——相线对地电压（V）由于Zs较难确定，因此也难以正确整定Ia。

3 合理的配电系统

按深圳供电局推荐，新开发小区一般住宅的安装容量为6kW/户，住户进户开关选32A或40A，其进户线截面不小于6mm2铜芯绝缘线，通常设计为BV－3×10mm²。室内的配线不小于2.5mm²。电度表选用与微机抄表系统接口的宽负荷表10（40）A。在电子时代的今日，很难估计会出现什么新的家用电器产品，特别是厨房用电设备。为适应这种难以预料的发展，除了在厨房设置较以往多一些的插座外，其供电回路的容量也适当放大，可视住宅面积大小，其配电线路选为：BV－3×4mm²。对于面积较大的高级住宅，其安装容量按家用电器的设置累计而成，通常大于10kW。单身公寓面积虽小，但“五脏俱全”，其用电量约为3～4kW/户。在生活水平日渐提高的今日，提高用电可靠性、缩小停电范围也应给予足够的重视。在有些设计中，应给予厨房用电一个专用回路，其上设置IΔn=30mA的漏电断路器；客厅、餐厅及卧室用插座则由另一回路供电，其上亦设IΔn=30mA的漏电断路器；照明、空调用回路不设置RCD，原因是它们可视为固定安装设备（不含插头、床头灯等，）不会像电吹风、电熨斗这些时常要拔出插入的设备，使人们有发生间接接触触电事故的可能。如果照明、空调配电线路发生漏电，当漏电电流达到300mA时，则电流总开关跳闸，防止电气火灾发生的可能。

参考文献:

[1]低压配电设计规范.BG50054－95.

[2]凌智敏.漏电开关及其应用.北京：水利电力出版社.