高层住宅电气设计工程实践探析

郭维军

摘要：本文根据工作实践探讨了高层住宅的供电设计、住宅用电负荷、配电方案、配电干线的敷设、线路及安全保护措施。

关键词：高层住宅电气设计

随着住宅建设的高速发展，人民生活水平的提高，业主不仅对建筑的环境、户型等传统方面更加重视，同时也对住宅内的设备配置、功能以及物业管理的水平提出了更高的要求。

一、高层住宅的供电设计

1、负荷等级

按我国现有的有关规范规定，凡高层住宅用电均应按三级负荷供电（不论规模的大小或文件次高低），而小区的配套设施如面积较大或带有空气调节系统的会所、商铺及地下停车库等则应根据《建筑防火设计规范》（GBJ16-87）、《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-98）、《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》（GB50057-97）设置相应的消防设施。且上述消防设备应按二级负荷供电。为小区服务的保安系统、远程集中收费系统、电视、信息网络系统的负荷等级不应低于二级，即宜由二回线供电或地区供电条件困难时，二级负荷可由一路专用10kV架空线路或电缆供电。当采用架空线时，可为一回路架空线供电。当采用电缆线路时应采用二根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受百分之百的二级负荷。对末端消防设备应采用单独的供电回路，并当发生火灾切断生活用电时，应仍能保证消防用电，其配电设备应有明显标志。

2、变配电所的设置

变配电所宜靠近用电负荷中心设置。从小区物业管理方面考虑，小区变配电所应设置在小区会所或专用管理用房内。从小区的建筑特点方面考虑，即住宅群、楼栋之间间距较大，分布分散。可在小区中心会所设高压总配电房，分区、分片设低压配电房。当条件不允许时亦可设置户外箱式变电站，但应注意对小区整体环境的影响和电力变压器噪声对小区住户的影响。

3、高层住宅供电型式

居住小区宜采用环形供电技术和环网开关柜，以下是二种较典型的结线方式。（a）型方式时为死循环方式运行，这种方式可减少线路敷设走廊，并能较简单地对用户提供两个供电电源。而采用（b）型方式时为开环运行方式，这种方式可简化供电网络、减少开关设备投资，但线路敷设增加，且可靠性较差。

4、电能计量

根据相关国家法规和各地供电部门的规定，住宅小区电能计量一般有三种电价，即住宅用电（居民用电）电价，小区配套设施用电（非居民用电）电价和附属商业用电电价。住宅用电一般按一户一表逐户收取，而小区配套设施用电及附属商业用电电量则应根据各地实际情况和工程特点而定。在有条件时宜将住宅用电和其它用电分别独立设置供电变压器，并采取高压总计量，这样可减少供电部门电费收取的工作量。

二、住宅用电负荷的确定

每套住宅的用电负荷标准按《住宅设计规范》（GB50096-1999）。根据工程实践，考虑到人民收入的迅速增加和家用电器的日新月异，套型类别作为划分用电负荷大小的依据过于笼统，缺乏实际意义，而根据套型和面积来划分用电负荷是一种更能满足工程实际需要的方法。应根据小区定位和业主要求增加用电负荷水平。总之住宅每户用电标准的确定应首先从当地经济发展和居民收入水平出发并考虑到未来经济发展状况，住宅开发的定位和投资预算也是设计师必需考虑的问题。

三、户内配电方案

按《住宅设计规范》（GB50096-1999）。每套住宅的空调电源插座、电源插座与照明，应分路设计；厨房电源插座和卫生间电源插座宜设置独立回路，除空调电源外，其它插座回路应设置漏电保护装置。典型户内配电方案适用于经济条件所限或标准不高的住宅，高档增加了事故的选择性，减少了事故影响范围是一种比较理想的户内配电方案。

四、单元配电干线的敷设

住宅电气线路的敷设几乎百分之百要求暗敷。高层住宅小区一般以单元式设计且多为砖混结构，而现代住宅中电气系统多、线路复杂，如照明线路、有线电视线路、综合布线线路、电话线路、安防系统线路等等。而且有些地区建设方要求电话和综合布线系统线路按二套独立线路设计就更增加了线路的复杂性。因此在进行干线设计时应充分利用楼梯间的有效空间，且强、弱电缆路宜在楼梯间两侧分开设置，并与建筑、结构专业密切配合。必要时还可采取一定的土建技术措施如局部墙体增厚抹灰层或局部梁、柱采取加固措施。

五、室内线路

目前国内大多数住宅是以毛胚房作为交房标准的，但是照明、插座、电话、电视线路依旧按施工图敷设到位，而业主入住后又几乎全部进行二次装修，除保留少部分照明线路外，其余全部重新敷设，势必造成巨大的浪费。有鉴于此，某直辖市建设主管理部门对设计院有如下要求：即户内照明电气线路只作到户内开关箱为止，在户内开关箱内予留相应的照明、空调及插座回路。而对弱电系统则在户内设多媒体箱和相应接口，除紧急求助按钮及防盗、可燃气体探测器线路敷设到位外，其余线路均暂不敷设。这样住户可根据自身喜好及装修风格自行决定电器设备的位置。上述办法在一定程度上减少了工程浪费，但应得到当地质检和工程验收部门的认可，同时也对二次装修中电气线路敷设对土建的影响提出了更高的要求。

六、接地及安全措施

1、住宅供电应采用TT、TN-C-S或TN-S接地方式

TN系统在有些情况下，如线路较长、导线截面较小的情况下，接地故障电流也随之减小，过电流保护电器常常不能满足切断故障回路的时间要求，因此必需采用漏电保护器和专用PE线作接地故障保护。TT接地系统的电源端中性点直接接地，用电设备金属外壳用保护接地线（PE线）接至与电源接地点无关的接地极。TT系统正常运行时，用电设备金属外壳电位为零。但与TN系统相比，TT系统故障回路阻抗大，故障电流小，过电流保护更难以满足动作灵敏度的要求。因此《住宅设计规范》（GB50096-1999）中明确规定每幢住宅的总电源进线断路器和除空调外的电源插座回路均应具有漏电保护功能。在TT系统内每栋住宅楼有其各自分开的接地线和PE线，所以外部危险故障电压不会沿着PE线进入建筑引起电击事故，笔者认为TT系统应优先选用。

2.住宅楼应采用二级等电位保护

一是整栋住宅楼的总等电位联结，即在建筑物内应将下列导电体作总等电位联结：（1）PE、PEN干线； （2）电气装置接地极的接地干线； （3）建筑物内的水管、煤气管、采暖和空调管道等金属管道；（4）建筑物金属构件等导电体。并接至进入建筑物处的总等电位端子箱。二是设洗浴设备的卫生间作局部等电位元联结。但在工程实践中由于缺乏与之相配套的洗浴设备和缺乏对总等电位元和局部等电位元联结重要性的认识，使得电气施工不能完善，影响了这一要求的实施。

3、电源进线断路器和电源插座回路应具有漏电保护

按《住宅设计规范》（GB50096-1999），“每幢住宅的总电源进线断路器和电源插座回路应具有漏电保护功能。”，根据《低压配电设计规范》（GB50054-95）“在TT或TN-S系统中，当装设漏电电流动作的保护电器时，应能将其所保护的回路所有带电导线断开。在TN系统中，当能可靠地保持N线为地电位时，N线可不需断开。”对漏电保护器极数的确定应视采用的接地系统类别和接地情况而定。

TT系统的中性线与地绝缘，它因通过工作电流产生压降而对地带电位，因此在TT系统建筑物内，必须在总电源进线处和末端插座回路配电时采用“4P”或“2P”的漏电保护断路器，但在TN系统内却不存在这种危险。这是因为在TN系统中中性线和PE线互相导通二电位相等，而PE线又纳入等电位联结内，这使整个建筑物处于同一电位。因此其漏电保护器的N线可不设极，可以采用“3P”或“1P”的漏电保护断路器。而且根据IEC有关规定，对四极开关要求分断时必须先断相线，后断开N线，接通时选接通N线，后接通相线。这一要求很难做到。此外对N极的电流整定问题也存在一些争论。因此对四极开关的使用应慎重。