浅谈住宅电气安全设计

    随着人们生活水平的提高，住宅用电设备越来越多的使用，人们的电气知识参差不齐，发生电气事故的危险性也越来越大。因而在住宅设计，尤其是住宅电气设计中，要充分考虑电气安全问题，从而使人们有一个安全舒适的生活环境。文章从住宅配电系统、管线敷设、漏电保护、等电位联结、防雷设计等方面对住宅电气的设计进行了探讨，提出一些建议，供交流和参考。

    1 住宅配电系统

    根据《住宅设计规范》相关规定，每套住宅进线断路器应采用同时断开相线和中性线的开关电器，对于单相电源进线采用双极开关，三相电源进线采用四极开关。住宅内分支回路的数量不应过少。随着家用电器的增多，为避免电气线路过载和降低谐波电压的影响，户内配电系统应采用多回路形式。

    1.1 照明、插座回路必须分开设置

    把照明与插座回路分开的好处是：其中照明回路或者插座回路的电气设备发生故障，仅此回路的电源中断，不会影响其他回路的工作，从而便于对故障回路进行检修。

    对空调、电热水器等大容量电器设备，宜采用一个设备设置一个回路。如果以上设备合用一个回路，当它们同时使用时，导线易发热，即使不超过导线允许的工作温度，也会降低导线绝缘的寿命。

    1.2 卫生间内的电气设计尤为重要

    大部分卫生间均是潮湿环境，用湿手操作电源开关具有一定的危险性，因此电源开关应装在湿式卫生间外面的门旁墙上。有淋浴、浴缸的卫生间内开关、插座及其他电器设备、管线应设在II区以外。浴室的配电回路应具有漏电保护，灯具金属外壳都应该接地。

    1.3 每个回路应设置单独的接地线

    正常工作时接地线中的电流比较小，但在发生短路故障时，接地线中流过的电流会大大超过相线正常工作时的电流;另外，从可靠性角度考虑，一个回路一根更可靠。

    1.4 应配置漏电开关

    发生电气设备外壳带电时，接地装置的接地电阻再小，在故障未解除前，设备外壳对地电位也是存在的，也具有火灾危险。人体随时有接触插座所接的电气设备的可能，因此插座要有漏电保护。

    2 管线敷设

    室内配电线路线应采用阻燃型BV导线。当导线与电表、小型断路器、开关等连接时，由于不同金属材料的热膨胀系数是不同的，而导线在夏天满负荷时与冬天空载时的温度差较大，从而容易使导线产生变形，并产生与接线端子之间的空隙，导致端子发热，甚至产生电弧，点燃导线的绝缘层而酿成火灾。

    电线不准直接敷设在墙内，必须用电线保护管加以保护。用户配电箱进线保护管应采用厚壁钢管，其余回路可采用PC管。阻燃塑料管由于价格比金属管便宜、施工方便、不会生锈等优点，在家庭装潢中受到用户的欢迎。

    3 漏电保护系统

    住宅楼户内电气保护由两个方面组成，漏电保护和等电位接地。漏电保护是电气系统的主动保护，漏电保护功能的断路器对电弧短路电流有很高的动作灵敏度，能及时切断电源，防止人身触电。漏电保护的原理是在源头控制，漏电断路器安装在住户配电箱内，当电气线路和用电设备中都存在的泄漏电流大于漏电断路器的动作电流值，断路器就会立即断开故障用电设备线路。

    凡住宅建筑，一般装设两级漏电保护，第一级漏电保护器在电源进线处装设，第二级漏电保护器在每户的插座分支回路上装设。这是因为接地故障有两种：电弧性接地故障和金属性接地故障。后者的危害是当设备可导电的金属外壳有危险的接触电压，其后果是可产生人身电击事故，而用户的电源插座回路常有带金属外壳的固定式、手握式及移动式家用电器，当此类家电设备发生漏电时，人体遭受电击后往往不能脱离漏电的家用电器，从而导致被电击者由于发生心室纤维性颤动而造成死亡事故。所以第二级漏电保护器一般采用高灵敏度、能瞬间快速动作的30mA的漏电保护，其目的是让人体迅速脱离开带电的可导电金属外壳，可避免电击事故的发生。

    当绝缘导体发生电弧性接地故障时，故障电弧由于本身阻抗较大，故障电流较小，而断路器因为受灵敏度的限制，一般不能及时的切断电源。在国际电工委员会第64技术委员会(IEC

TC64)最近的技术文件中规定300mA以上的电弧能量才能引起火灾，故规定在火灾危险场所内，剩余电量监测器的动作电流不宜大于300

mA,一般场所不受此限制，可以做适当调整。所以第一级漏电保护器安装在电源进线处，其额定动作电流约300~500mA，并带有规定的延时。当住宅建筑任何一点发生电弧性接地故障时能够及时动作，切断电源，从而避免电气火灾的发生。所以，我们经常把这一级漏电保护器称作“防火漏电断路器”。这里还应强调的是第一级和第二级装设漏电电流动作保护器在时限上应有选择性配合。

    《民用建筑电气设计规范》(JGJ

16-2008)第7.7.5条，第7.7.6条，对TN配电系统接地故障的两级保护已做出了明确的规定，这里不再赘述。漏电电流动作保护器通过级间配合，从动作电流值和动作时间上都有配合的余量来防止越级动作，可以防止回路故障引起总进线处的动作，把故障的影响范围限制在住户的房间范围内，而不波及整个楼体单元。

    4 等电位联结系统设计

    国际电工委员会IEC

60364-4-41(电击防护)标准作了规定，装设漏电保护器和做等电位联结两种措施是互为补充、防止人身电击、确保设备安全并能有效的防止电磁干扰的保证。

    等电位联结是在住宅楼设计施工中极其重要的一项安全措施，它直接关系到人们的生命安全。住宅楼等电位联结分为总等电位联结和局部等电位联结。

    总等电位联结是将住宅内的接地装置引来的接地干线、进线配电箱的PE总母线排、公用设施金属管道、住宅的金属结构以及防雷装置等汇接到进线配电箱旁的总接地端子板上，并互相联结。该措施可有效减少电气火灾发生的几率，避免接地故障引起的电气火灾事故和人身电击事故。

    卫生间的局部电位联结是在有淋浴的卫生间再做一次等电位联结，即在卫生间内将所有金属物体(包括金属毛巾架、铸铁浴缸、自来水管等)、各种金属管道、楼板中的钢筋以及进入卫生间的保护线和用电设备外壳相互联通。卫生间一般都较潮湿，发生电击的可能性很大。而人在淋浴时遍体湿透，人体阻抗大大下降，一、二十伏电压即足以使人发生心室纤维颤动而致死。因此，在卫生间作等电位联结有助于减少电位差，有效地保证人身安全。

    5 住宅应用建筑防雷设计

    5.1 防雷接闪器的设计

    一般来说，只要民用住宅建筑防雷接闪器的设计规范、安装合理，便能保证民用住宅建筑类设施的防雷接闪要求。通常需要考虑以下几个方面的设计因素：一是专业设计人员在进行防雷接闪器设计的过程中，要根据不同民用住宅建筑的形式采用不同的接闪器设计措施，在满足防雷的前提下，还要保证建筑的美观;二是设计人员在进行防雷接闪器设计时，应该尽可能利用民用住宅建筑自身的构件作为接闪器，这样既能够减少成本投资，又能够达到防雷设计的标准，譬如针对轻钢结构的金属屋面，如材料和厚度满足规范要求，便可以利用其自身作为接闪器;三是与其他专业相结合，既要保证民用住宅建筑屋面安装的消防风机、水箱、广告设施和电视、通讯天线等处于防雷接闪器的保护范围之内，也要确保其与避雷针等接闪器保持一定的距离，避免影响其使用功能，譬如，避雷针要与电视、通讯系统的天线保持1.5倍波长的间隔，防止避雷针接闪器对天线辐射图像通信效果的损坏。

    5.2 防雷引下线的设计

    一般情况下，民用住宅建筑防雷引下线的设计要根据防雷类别而采取不同的间距设计，譬如，对于第二类的民用住宅建筑防雷引下线设计应该按照小于18米的间距进行设计;对于第三类民用住宅建筑的防雷引下线设计应该按照小于25米的间距进行设计。另外，防雷引下线的设计也应该考虑其与民用住宅建筑弱电设备等的安全距离，避免雷击时一些不必要问题的产生，进而提高民用住宅建筑其他设备的安全可靠性。

    5.3 浪涌保护器(SPD)的设置

    在正常情况下，SPD的防雷模块呈高阻态，当电气线路遭受雷击时，或者开关出现瞬间过电压时，防雷模块在NS级内低阻导通，将瞬态能量泄放到大地，同时将过电压钳制在一定水平。根据防雷规范要求，在LPZ0区和LPZ1区交界处装设的SPD(装设在总配电柜内)，应按通过SPD的10/350μs雷电流幅值选择，冲击电流不小于12.5kA;住户终端箱则装设第二级SPD， 我的论坛

标称电流不小于20kA(8/20μs).只有SPD安装的合理，才能使雷电流逐渐释放，从而保证家用电器和人身的安全。

    6 结语

    为了保证居民生活质量，提高居民生活水平，应增强在住宅电气设计中安全方面的意识，严格执行相应规范标准，坚持以人为本的设计思想，将住宅电气安全贯彻到实际行动中。