发布于：2010-07-19 09:03:19
来自：建筑设计/居住建筑设计
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首页>建筑文苑>建筑电气> 正文高层民用建筑供电系统的设计
[摘要]根据高层民用建筑特点对其供电系统设计的主要方面进行阐述
[关键词]配电室 接地装置 配电系统保护 总等电位联结
随着我国国民经济的发展，土地资源越来越珍贵，因此，高层民用建筑也就发展迅猛。而一个好的高层建筑，必须有一个完善的、安全的、可靠的供电系统作保证。
1.高层民用建筑配电室的选择
参考GB5003－94《10kv及以下变电所设计规范》的规定，高层民用建筑的总配电室或总配电箱间宜选在地下层或一层，这样进，出线方便，且便于运行维护。
低压配电室内布置的配电屏，其屏前屏后的通道最小宽度应按GB50053－94规定设计，并考虑相关的问题，如配电室的高度、耐火等级，以及门向外开设，房间长度超过7m的应设两个出口等问题。
2.高层建筑配电系统接地装置的设定
由于高层建筑的钢筋混凝土基础较深、较牢固，为节约投资，要充分利用这一自然接地体。设计时
（1）根据公式
RE=0.2ρV1/3
ρ_土壤电阻率（Ω。m）
V_钢筋混凝土基础的体积（m3）
算出自然接地体的电阻
（2）根据设计规范要求确定允许的接地电阻值
1kv以下系统：
与总容量在100KV.A以上的发电机或变压器相联RE≤4Ω；
与总容量在100KVA及以下的发电机或变压器相联的接地装置RE≤10Ω。
（3）比较自然接地电阻与规范要求允许的接地电阻
a、若RE（nat）≤RE
且满足热稳定度，即钢接地线的最小允许截面（m2）满足：Amin=Ik①tk1/2 /70
Ik①_单相接地短路电流（A）
tk_短路电流持续时间（S）
则不用再装设人工接地电阻
b、若RE（nat）自然接地电阻不满足
则必须按下面的公式补充人工接地电阻
RE（man）=REnat。RE/REnat－RE
在设计高层建筑配电系统接地装置时，应注意与其防雷击的接地装置有一定的安全距离，应按GB50057－94规定实施。
3.配电系统的选定
（1）高层建筑的负荷分级
一级负荷：消防用电设备，应急照明，消防电梯
二级负荷：客用电梯，供水系统，公用照明
三级负荷：居民用电等其它
（2）配电系统
因为高层建筑存在着一级或二级负荷，因此高层建筑配电系统的供电电源应有两个独立的回路供电或采用一条回路电源和备用电源（发电机）供电。
配电电压采用220/380V.配电系统根据负荷大小用单相（共三线：L线，N线，PE线）220V配电或三相（五线：即L1 L2 L3线，N线，PE线）配电。
高层住宅的垂直干线宜采用电力电缆，分支电缆或母线槽配电、干线应在电气竖井内敷设，而电缆截面应按发热条件选（即：使其允许载流量不小于通过相线的计算电流），再校验电压损和机械度。
高层住宅中只有一级和二级负荷才用双电源供电，设计系统时应注意。
每个住宅单元应设宅配电总箱、楼层电表箱和住户配电箱，楼层电表箱与住户配电箱应分开设置。公用走廊、楼梯间照明负荷应单独设公用电表计量。住宅电能计量系统应采用总线式集中抄表或自动抄表系统，以便物业管理。
住户配电箱应设照明回路和一般电源插座回路、厨房插座回路、卫生间插座回路、空调插座回路。除照明回路导线截面选择外，其余回路导线截面选择参照前面所述的电缆截面选择。
照明回路对电压要求较高。按GB50034－92规定，灯的端电压一般不应高于其额定电压的105％，也不宜低于其额定电压的95％。因此照明回路导线截面选择应按下式：
A=∑M＋∑αM′/CΔUal％
∑M——为计算线段及其后面各段（指具有与计算线段相同导线根数的线段）的功率矩（M=PL）之和
∑αM′——为由计算线段供电而导线根数与计算线段不同的所有分支线的功率矩（M′=PL）之和，这些功率矩应分别乘以对应的功率矩换算系数后再相加
α——为功率矩换算系数（如下表）
ΔUal％′——为从计算线段的首端起至整个线路末端上的允许电压降对线路额定电压的百分值
C——为计算系数。
计算时，应从靠近电源的第一段干线开始，依次往后计算各线段的导线截面。计算出截面后，应选取相近而偏大的标准截面。而每段导线截面均应按机械强度和发热条件进行校验。
住宅配电线路应设短路保护、过负荷保护、接地保护以及漏电保护。为了防止电源电压波动对家用电器的影响，宜在住户配电箱内装设浪涌抑制保护装置，住宅室内配线宜用PVC管暗敷。
4.高层建筑的保护接地系统、等电位联结、接地保护的设定
（1）高层建筑若是城市公用变压器供电，低压配电系统保护接地形式应采用TT接地系统，且设专用保护线。若是住宅小区或单位内变压器供电，低压配电系统保护接地形式应采用TN－S形式。
（2）等电位联结是使电气装置各外露可导电部分和装置外可导电部分电位基本相等的一种电气联结。等电位联结的作用，在于降低接触电压，以保障人员安全。
按GB50054－95《低压配电设计规范》规定，采用接地故障保护时，在建筑物内应作总等电位联结。而当电气装置或其某一部分的接地故障保护不能满足规定要求时，尚应在局部范围内做局部等电位联结。因此高层建筑住宅中的浴室、卫生间、厨房等应做局部等电位联结。
（3）接地保护
a.TN－S系统中接地保护：对己有总等电位联结的措施；
若配电线路只供给固定式用电设备的末端线路，接地故障保护动作时间不宜大于5s，即top（E）≤5s
若供电给手握式和移动式电气设备的末端线路，则
top（E）≤0.4s
而系统配电线路接地故障保护的动作电流Iop（E）应满足：
Iop（E）≤Uφ|Z∑φ|
Uφ_系统相电压
|Z∑φ|_接地故障回路总阻抗模
接地保护可由过流保护或零序电流保护来实现，如达不到保护要求时，则应采用漏电电流保护。
b.TT系统中的接地保护
己采用总等电位联结措施的，其接地保护满足下式：
Iop（E）RE≤50v
其中：Iop（E）_接地故障保护动作电流
RE_电气设备外露可导电部分的接地电阻和PE线电阻
当采用过流保护时，反时限特性过流保护电器Iop（E）应保证5s内切断接地故障回路；而当采用瞬时动作特性过流保护时，Iop（E）应保证瞬时切断接地故障回路。
若过流保护达不到上述要求时，则采取漏电电流保护。
参考文献
1、《电气工程师技术手册》刘介才机械工业出版社出版
2、国标：GB50034－92、GB50057－94、GB50053－94等等
3、《智能化电气工程设计》戴瑜兴《低压电器》2002 NO.2
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全部回复（1 ）
只看楼主 我来说两句 抢板凳2004-11-6 【大 中 小】【打印】
「摘要」根据住宅用电的安全性、使用方便等要求，从可靠性及经济性上阐述对目前应用此条款的意见，并提出了解决方案。
「关键词」住宅 规范 漏电保护 价格 建议
由于漏电保护装置在防止人身伤害及火灾事故发生等方面的重要作用，在住宅领域也得到了广泛的应用，特别是《住宅设计规范》简称《规范》GB50096－1999在1999年6月1日已明确了漏电保护装置的设置方法，但在实施中，由于漏电保护装置有选择性差的缺点，在行业内也引起了一些争论，主要表现在6.5.2条第7款—“每幢住宅的总电源进线断路器，应具有漏电保护功能”及第4款—“除空调电源插座外，其他电源插座电路应设置漏电保护装置”上。普遍的观点是“总电源加漏电选择性差，空调电源插座也应加漏电开关等”。笔者赞同这样的观点。尽管目前有些权威的观点仍然认为《规范》在防止火灾等方面有积极的作用，但笔者在实践中认为，此种观点还是有值得商榷的地方，主要表现在选择性差带来的问题与发生漏电的可能性及经济性上，笔者认为可以采用出线回路加漏电开关的方法来解决选择性差的问题，下面从理论及实践上、可靠性及经济性上对有关住宅规范条款的合理性发表自己的观点及建议，供大家参考。
一、总进线断路器加漏电选择性差
按《规范》空调及照明回路可不加漏电保护，认为空调及照明回路不会有漏电的情况发生。而事实上空调及照明回路不出现漏电情况是不可能的，特别是住户二次装修的质量很难控制，灯具的质量也参差不齐，空调回路也不能保证不接别的设备，所以漏电的可能性会经常存在，一旦有一户出现漏电的情况，整个单元都会断电，会给管理上及住户带来很大的不便。实际情况也是如此，如我公司开发的深圳“XX花园”在出线开关加了漏电，入伙初期也经常出现漏电的情况，如果主开关加漏电那就会出现很多问题，给大家都会造成很多不便，并且故障点也难查找。
二、住宅进线回路出现漏电发生火灾的可能性小
我们知道一般住宅的进线回路，均敷设在电气竖井内或穿管暗敷在楼板内，这种情况发生火灾的可能性是极低的，确实有些高级商住性质的住宅进线是敷设在楼层吊顶的桥架内，但同时也有其他的用电设备，如消防排烟风机、送风风机等的电源线敷设在桥架内，按目前的有关“规范”对动力电源没有漏电保护的规定，这样标准就不统一，当然这种情况采用出线回路加漏电开关的办法参见后面系统图可以解决。
三、总进线断路器加漏电经济性差
1在此时推出此项规定，会造成社会资源的一定的浪费，笔者在实践中发现，此时市场上质量上能满足要求的、带漏电的主开关都是进口产品，价格很高；国产品牌的大容量的产品基本上没有，可选择的余地很小，这样就会增加许多投资。因此，推出的时机不当。
2此项决定性能价格比太差。笔者粗略估计一下，以一个总开关带10户、每户100M2计，按增加2000元投资算，每平方米增加2元钱，水电造价估算按深圳信息价约125元/M2，那么就增加了2/125×100％=1.6％，而起到的作用是发生概率很小的情况，特别是新建的楼盘已经经过了多次绝缘、接地检测发生故障的可能性是很小的，这样的性能价格比不是十分合理的。
四、空调及照明回路不加漏电保护标准不统一
一方面总开关加漏电保护提高了标准，而另一方面又空调及照明回路不加保护降低了标准，显然标准不统一。前面已经谈到住户的二次装修、灯具的质量都可能引起漏电，就算是空调回路也不能保证不漏电，比如在清洁的时候就不能保证没有漏电的危险。
五、对有关防漏电火灾的意见及建议
1笔者认为目前不应采用此项规定，应该先有一个过度期，待产品的价格及质量达到可接受的水平，选择及配合问题有很好的办法解决的时候，才开始执行强制标准，目前执行此项规定会在一定程度上影响人们正常的生活。
2目前解决选择及配合问题没有太好的办法，因为通过漏电电流的计算来确定漏电点的位置是一件非常难的事情，几乎就不可能。因此，很好的选择性配合就难以实现，另外按《低压配电设计规范》GB50054第4.4.21条的规定漏电保护器的运作电流不应超过0.5A，那么用整定值配合来实现选择性的要求就不可能了，只有采用其他的方法，而这样的造价就会更高。因此，笔者认为目前只有采用在总电表箱出线回路加漏电带延时的方法。
3笔者认为照明回路应单独加漏电开关，这样做对住户的使用是非常有利的，又不会增加很大的投资，空调回路仍与其他插座回路合在一起加漏电开关，结合起来系统示意图如下：
六、结论
通过以上分析可以确认，照明及空调回路应该加漏电开关，总箱出线回路加漏电开关可以解决选择性差的问题。
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