浅谈城市住宅小区电气设计的若干问题

路 江

随着我国经济建设的不断深入，人民的生活水平愈来愈高。与人们生活密切相关的居民生活小区的建设如火如荼，建设的类别、形式、档次变化越来越大。作好居民小区的供电设施，无疑是居民小区建设的重要环节。用电需求的不断变化为建筑电气设计的长期适用性带来了艰巨的考验。笔者总结了现代城市住宅及小区电气设计中应注意的几个问题，为业内同行们提供参考。

1 城市住宅电气设计中应注意的几个问题

1.1 合理确定用电负荷

目前我国城市居民住宅户型多为两室一厅、三室两厅或四室两厅，建筑面积在60m2～150m2左右，新建住宅普遍采用双卫生间。

如果每个家庭用电需要系数按 0.3～0.5计算，一般家庭的用电计算负荷应在 4 kW～8 kW之间。考虑到几年内住宅用电的增长并参考经济发达国家的住宅用电计算负荷标准，建议在进行住宅电气设计时每户的用电计算负荷取S较为合理。如此设计既能满足用户日益增长的用电需求，同时也提高了住宅电气的安全水平，从而有效的减少了电气火灾和其他电气事故的发生。

1.2 回路的设计

住户配电系统的设计，要遵循安全、适用、经济和有利发展的原则。住户配电回路数量应根据用电标准和为使用大功率家用电器而设置的专用插座回路的数量来决定。住宅内除设有照明回路和一般插座回路外，还应设置空调、厨房设备等专用插座回路。多分支回路使户内负荷电流分流，可减少线路温升和谐波产生的危险，从而延长线路寿命和减少电气火灾发生。

一般情况下，室内配电回路应不少于 8个。

1.3 插座的设计

目前由于住宅内固定插座设置数量普遍较少，导致临时插座被大量使用，使用临时插座不仅给居民用电带来一定的麻烦，而且还会产生很大的用电安全隐患。因此我们在进行室内电气设计时应做到:卧室内至少设 2组单相两、三孔插座和 1组空调插座，为方便使用，空调插座可选用带开关的三孔插座，布置在高位，面积较大的房间还应再增加 1组～2组插座;客厅内应至少设4组单相两、三孔插座和 1组空调插座，应保证每面墙上都有插座，靠近电器集中布置的墙上应不少于 2组，客厅面积较大时空调插座应布置在低位，便于连接柜式空调;卫生间内至少设供电热水器和洗衣机使用的单相两、三孔防溅插座 2组，插座距地面高度不小于 1.2m;厨房内设 3组单相三孔防溅插座供排油烟机、微波炉、消毒柜等电器使用，排油烟机插座宜距地 1.5m，其他插座距地面高度在1.3m～1.5 m之间;餐厅内至少设供冰箱及电饭锅使用的 2组单相两、三孔插座，电冰箱插座可选用带熔断器的型号。

1.4 弱电线路的设计

弱电系统包含电视、电话、宽带数据网、减灾防盗报警等多个电气系统。

目前固定电话通信和有线电视(或共用天线电视)系统在城市中已得到普及。城市家庭电视拥有量接近 100%，拥有两台以上电视的家庭占到家庭总数的 30%～40%。考虑未来发展趋势，最好在餐厅和卫生间内也设置有线电视终端。已投入使用的图文电视就是它的初级应用，在新建住宅中对有线电视系统的敷设应力求完善，以满足日后其他应用的需求。住宅中的有线电话系统不仅可以用作固定电话的接入端口，还可用作宽带数据网络系统，满足用户进行多媒体及计算机数据通信的要求，其设置数量应具有一定的超前性。家庭中包括卫生间在内的每一个房间均应设置电话插座，除此以外每个房间还应设置网线插座，在居民小区内组成宽带局域网，不仅方便小区的管理，还可为居民提供广泛的数据、安全和实现远程控制等服务。

以上仅仅是家庭弱电系统在当前的应用情况，今后住宅发展的趋势是实现住宅的智能化。智能控制板是住宅智能化的核心，它大致由三个部分组成:

1)通信网络部分，包括电话、有线电视、计算机互联网接口;

2)设备自动化部分，包括照明、空调监控、电器设备监控、家庭能耗(水、电、煤气)数据抄送;

3)安全防范部分，包括火灾报警、煤气泄漏、防盗报警、安全对讲及紧急求救。智能化住宅在国外已得到了广泛的应用，今后我们在进行住宅弱电系统的设计时要参照智能化住宅布线要求，对住宅智能化的发展趋势要有预见性，选择电器设备时应该适当的超前和留有一定的升级空间。

1.5 接地和用电安全设计

确保用电安全是建筑电气设计的根本原则，用电安全主要体现在用户的人身安全，建筑物的安全和用电设备及线路自身的安全三个方面，具体如下:

1)用户人身安全。

为保证用电者的人身安全，供配电线路应进行接地处理。TN-C-S系统和TN-S系统是目前普遍使用的接地方式。TN-C-S系统由两个接地系统组成，第一部分是TN-C系统，第二部分为TN-S系统，分界面在N线与PE线的连接点，配电线路进户之前采用TN-C系统，进户处做重复接地，进户后变成TN-S系统。该系统的特点是:中性线N与保护接地线PE线在进户时共同接地后，不能再有任何电气连接。该系统中中性线 N常会带电，保护接地线PE线没有电的来源，与PE线连接的设备外壳及金属构件在系统正常运行时，始终不会带电。TN-S系统的特点是:中性线N与保护接地线PE线仅在变压器中性点共同接地，两线不再有任何电气连接。中性线N是带电的，而PE线不带电，与PE线连接的设备外壳及金属构件在系统正常运行时，始终不会带电。因此，这两种接地系统应为住宅电气设计的首选。

2)防电气火灾。

据统计，民用建筑火灾的原因大多数是由电气方面引起的，除了短路、过负荷、接触不良外，接地电弧也是引起电气火灾的主要原因。因此，应根据实际情况，在住宅楼或住宅楼每单元的电源进线处，装设漏电动作电流为 300mA～500mA的漏电保护器，其延时动作应小于 5 s，以保证上下级漏电保护器的动作选择性，这样不但能有效地防止因漏电引起的火灾，还可以作为下一级漏电保护器的后备保护。

3)防雷电波侵入和过电压保护。

直击雷或感应雷沿输电线、通信线、电视天线、金属管道侵入住宅内，发生闪击而造成人身伤害或设备损坏事故的发生率很高，因此在设计时要充分做好防雷电波侵入的保护措施。根据引入住宅线路、管线的敷设方式和系统形式，按规范采取相应的防雷接地措施，安装合适的避雷器，过电压保护器，电话保安器等电气设备，同时，还要认真把好验收关。为防止瞬时过电压对家用电器造成损害，可在总配电箱或户配电箱电源进线端装设过电压保护器。

2 新建小区供电方案优化设计

新建住宅小区供电方案包括 10 kV电源进线配电变压器配置及布点、低压配电网设计三大部分。

2.1 10 kV电源进线方案优化

住宅小区外部 10 kV供电线路应根据当地城市规划或配网规划选用电缆或架空方式供电;对住宅小区内具有高层建筑电梯等一级负荷的，应用双电源方式供电;小区内部使用电缆线路，宜采用开闭所(环网柜)和配电所方式实行环网供电。

常规方案:选用1路10 kV电源进线引入。

优化方案:原则上在具有一二级负荷或 400户以上小区采用2路 10 kV电源引入设计;400户以下规模较小且无一二级用电负荷小区，可采用1路10 kV电源进线设计。

通过优化10 kV电源进线方案，可达到如下效果:1)由于住宅小区采用2路10 kV电源进线，提高了小区用电可靠性;2)在今后用电负荷发展中随着10 kV线路负荷的增长、变化，可根据2条线路负载情况，调节小区用电至负荷较低线路，降低10 kV线路损耗，实现降损节能。缺点是2路 10 kV电源进线相对1路 10 kV电源进线投资有所加大。

2.2 配电变压器配置及布点优化

配电变压器配置首先要对配变容量进行测算。参考江苏省配变容量测算标准，居民每户容量测算在 6 kW～12 kW，其中沿海发达省份单户配备容量略大于内地省份。此测算标准充分考虑到今后小区用电需求，配电变压器总体配备容量较大，而小区居民用电 3年～5年内负荷率很低，相当一段时期内变压器“大马拉小车”，空载损耗大，造成电力能源的浪费。

常规方案:依据负荷测算标准预测总体负荷，按变压器每台500 kVA容量测算变压器台数，单台变压器辐射供电，低压不联络。

优化方案:考虑小区用电设施建设中电缆线路埋设后难以改变，电缆按满负荷配置;考虑配电变压器多放置在配电房、配电箱变内，一旦变电容量不足易于调换，在实践中适当缩小容量配置，实现低压联络。

方案优化实施效果明显:

1)配电变压器容量降低，减少了小区电力建设投资，开发商满意;

2)通过一个配电室(箱变)配置2台变压器，减少了配变占地面积，美化了小区用电环境;

3)在通过每 2台配电实现低压联络，做到“负荷较低运行1台、负荷较高运行 2台”的灵活供电方式，变压器利用率提高、空载损耗下降，给供电公司带来直接经济效益;

4)提高了供电可靠性，当其中一台配变损坏、检修时，可考虑用另一台配变暂代 2台配变的居民负荷，缩短了停电时间。

2.3 低压配电网设计优化

该部分设计较为简单，要求新建居住区低压供电半径不应超过250m;居住区内公建用电设备总容量在 250 kW或需用变压器容量在160 kVA以下者采用低压方式供电，超此容量原则按高压供电方式，实施一户一表等。

常规方案:在符合基本要求的同时满足正常人工抄表功能即可。

优化方案:考虑配网自动化发展，预留配网自动化通信管孔、配网自动化设备装设位置及通信线路位置。即:居住区内设置配变装设配电信息综合采集装置;集中表箱装设远程抄表装置，包括具有通信接口的电能表、数据采集终端等，配网自动化系统与居住区供配电设施同步建设投运。

3 结语

安全、方便、适用是城市住宅及小区电气设计的首要任务，电气设计应符合我国经济发展及居住环境不断变化的需要，满足城市住宅及小区各项电气功能配置安全合理的要求，为人们营造一个良好的居住环境。

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