在住宅电气设计中注意的问题.doc

在住宅电气设计中注意的几个问题前 言我国是个生活用电急剧增长的发展中国家，据有关资料估计，2005年我国居民用电量将达到2700亿瓦。为1996年的2.4倍。随着我国经济的发展，居民对电能需求越来越高，已从简单的照明用电型转入了改善居住环境用电型。一些大功率家用电器设备正逐步被居民采用，例如空调已步入普通百姓家庭。在过去的一些电气设计中，由于片面强调节约，线路容量的设计偏低，造成一些楼房的线路不堪重负，频繁跳闸，给居民的生活和工作带来极大的不便，而且住宅中一般没有专业人员经常负责检测线路中存在的事故隐患。由于在设计过程中忽略了安全问题，住宅内发生人身电击或电气火灾，造成人身伤亡和财产损失，历史上有很多这样惨痛的教训。另外，随着科技的发展、生活水平提高，住宅的弱电设计也将成为电气设计中十分重要的一部分。1 安全问题生活水平的提高、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。保证安全是用电的第一主题。1.1预防电气火灾近年来，电气火灾不断增加，已居火灾起因首位，电气设备或线路故障起火是十分常见的起火原因。 电气故障主要是带电导体之间的短路和带电导体与“地”之间的短路。通常将前者称为短路，后者叫做接地故障。 带电导体发生短路时，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，国际电工委员会建筑物低压电气设置标准（IECTC64）认为漏电保护器（Residual current operated protective device，简称RCD）是防范电气火灾的措施之一，但保护装置的In（动作电流）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In时，未选用其上限值，最佳的保护作用是In300mA，其动作时间为0.250.3S。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。 线路故障通常是由于采用铝线、线路绝缘老化后或负载电流中谐波份量过大导致的。由于铝线表面极易受氧化和腐蚀，造成铝线接头接触电阻过大，当大电流通过时，易发生异常高温而引燃近旁可燃物质，故铝线较铜线易于起火。据美国消费品安全委员会（CPCS）统计的火灾发生率，铝线为铜线的55倍。为保证住宅的电气安全，设计中尽量采用铜芯导线。我国一些住宅电气线路选用过小，其后果是电线发热加剧，绝缘老化加快。据经验统计表明，PVC绝缘工作温度每超过允许工作温度8C,其使用寿命减少一半。导线绝缘老化易导致线间短路和接地故障，引起电气火灾和人身电击事故。另外，现在家用电器中产生谐波的非线性负载（如电子镇流器，微波炉等）日益增多。电流中谐波份量过大又使一些对谐波敏感的家用电器（如家用电脑）产生损坏或工作不正常，也能使家用电器内的电动机、变压器等发热加剧而缩短寿命，还能使电气线路上的断路器频繁跳闸、熔断器经常熔断。消除谐波危害的有效措施是减少回路阻抗，即可采用较大截面线路来减少回路阻抗。所以在99年6月1日实行的住宅设计规范明确要求：导线应尽量采用铜线，每套住宅进户线截面不应小于10mm2，分支回路截面不应小于2.5mm2；每栋住宅楼的电源进线断路器，应具备漏电保护功能。1.2 防止人身电击在住宅楼内，应该采用保护接地的TT系统、三线四线制供电，在建筑物或施工现场的总配电箱中分出PE线供电的TN-C-S系统、俗称三线五线制供电的TN-S系统。过去常采用接零保护的TN-C系统，它没有专用的保护接零PE线，而是与工作零线N线合为一根PEN线，如果PEN线中断，电源220V对地电压将传至设备外壳，使外壳呈现220V对地电压，电击危险很大。所以即使在有专业电工维护的住宅楼内，也应采用有专门PE线的供电系统，避免电气事故的发生。根据电气事故统计，低压系统短路大多为相线碰设备外壳、金属管道结构和大地的接地故障（接地短路），它能使这些设备外壳、管道、结构带对地故障电压导致人身电击或电气火灾事故，住宅楼内作总等电位联结可以消除或降低这种故障电压。所谓总等电位联结，就是在住宅楼内电源进线配电箱近旁设一铜质接地母排，将楼内的上下水管、暖气管、煤气管、电视天线，基础钢筋等可导电金属部分用等电位联结与接地母排连接而互相导通，如图1所示。由于作用范围小，其效果远胜过单纯接地。我国电气标准都将它规定为电气安全的基本要求。图1住宅楼内的等电位连接浴室被国际电工标准列为电击危险大的特殊场所。这是因为人在沐浴时遍体湿透，人体阻抗大大下降，沿金属管道导入浴室的一、二十伏电压即足以使人发生心室纤维性颤动而死亡。为此在浴室内还需按上述要求作一次局部等电位联结。由于如此小范围内的等电位作用，其故障时的电位差微不足道，有效地保证了人身安全。99年6月1日实行的住宅设计规范电气部分明确指出：应采用TT、TN-C-S、TN-S接地方式，并进行总等电位联结；卫生间宜作局部等电位联结。2住宅支线回路的合理划分，科学用电过去，居民用电是简单的照明型，每户住宅内照明和插座的分支回路数过少。随着我国经济的发展，居民用电的需求越来越高，从科学用电的角度，应该增加分支回路。这样每回路的负荷减小，回路负荷电流减小，实际等于增加线路截面，可以降低线路温升，减慢线路的绝缘老化，增长线路使用寿命。同时减少每回路的阻抗，这对降低住宅谐波电压，减少谐波危害是十分有利的。住宅内有足够的分支回路数量，就有条件将产生谐波的非线性负荷电器和对谐波敏感的电器做到分回路供电。这样非线性负荷电流在其分支回路的阻抗上产生的谐波电压降就不可能危害另一回路的敏感电器。而且当某一线路进行检修或因故跳闸时，停电的范围小，对家庭生活造成不便的影响也较小。目前我国住宅内实际设计的插座数量也偏少，为此居民不得不随意乱拉电线和加接插座板。由于居民缺乏电气安全知识，多用双芯单层的绝缘绞线来接插座板。这种电线没有护套，易因挤压损坏而破坏绝缘，又因不注意加接PE线，使所接家用电器不能接地。而插座板有一部分为不符合标准产品，其接触压力和接触面积均不足，负荷电流稍大插座板即因接触不良而产生异常高温。因此，乱拉电线，在住宅内常引起人身电击和电气火灾事故。我们应该总结多年来的教训，在住宅内适当增加插座的数量。在插座回路上一般需装设对接地故障反应灵敏，能瞬时跳闸的30mA的漏电保护器，能保证当插座回路上常接用的金属外壳的手握式或移动式电器发生相线碰外壳接地故障，使人体迅速脱离电的接触，保证用电安全。在一般的住宅平面电气设计中，考虑用电的安全和方便，建议插座的设计为：（1）卧室：卧室除有窗户外的三面墙上均设置插座，插座距地0.3米。在有窗的墙上距地2.3米设置空调插座。在阳台上距地1.8米设置一组插座。（2）起居室：起居室是电器布置较多的地方，并且也是人们活动较多的地方，我们所设计的插座往往被沙发或其它的家具挡住，故起居室中应在每一面墙上均设置插座，在面积较大的墙上应设置两组插座，每组插座应有单相两孔和三孔插座各一个。（3）厨房：应设置冰箱插座（距地1.8米）、抽油烟机插座（距地1.8米）、燃气热水器排气扇插座（带开关距地1.8米）、电饭煲插座（带开关距地1.0米）、其中燃气热水器排气扇插座为以前未考虑到的，均应加装防潮盖。 （4）卫生间：应设置洗衣机插座（带开关距地1.8米）、镜箱插座（距地1.8米）、视情况安装电热水器插座（带开关距地1.8米），均应加装防潮盖。3住宅防雷设计贵州属于雷击较密集区。随着高层住宅楼越来越多，家用电器日益增多，从人员和设备的安全及建筑物的保护来说，采用有效的避雷措施是极为重要的。按照建筑物的重要性、使用性质、发生雷击事故的可能性及后果，将建筑物的防雷等级分为三类，对于住宅来说，具体分类如下：一类防雷建筑物：40层及以上或建筑高度超过100米的住宅建筑；二类防雷建筑物：19层及以上或建筑高度超过50米的住宅建筑；三类防雷建筑物：雷电活动比较弱的地区为25米以上，雷电活动强烈地区高度为15米以上，建筑群边缘地带的高度为20米以上的建筑物。预防雷电的方法有“抗”和“泄”两种，现阶段主要采用的方法是“泄”。防雷系统就是由三部分组成的泄电回路，即由接闪器、引下线和接地装置三部分组成。其作用是把雷电流泄入大地，避免直接雷击造成机械破坏、电磁力破坏或热效应破坏。对于不同防雷等级的建筑物，在进行防雷设计时，对防雷系统的三部分要求是不同的。对于第一类防雷建筑物，必须采取全面的保护措施，以防直击雷和雷电波沿着管线侵入所引起的破坏性后果。对于防止直击雷，可在建筑物顶部安装架空避雷网或避雷针。避雷网的网格尺寸不应大于5m5m或4m6m。独立的避雷针、架空避雷线或架空避雷网应有独立的接地装置，每一引下线的冲击接地电阻不宜大于10。为防雷电感应，建筑物内的设备、管道、构架、电缆金属外皮、钢屋架、钢窗等较大金属物和突出屋面的排放管、风管等金属物，均应接到防雷电感应装置上。金属屋面周边每隔1824m采用引下线接地一次。现场浇制的或由预制构件组成的钢筋混凝土屋面，其钢筋宜焊接成闭合回路，并应每隔1824m采用引下线接地一次。当建筑物太高或其它原因难以装设独立避雷针、架空避雷针时，可将避雷针或网格不大于55m或4m6m的避雷网或其混合组成的接闪器直接装在建筑物上，避雷网应沿屋角、屋脊、屋檐等易受雷击的部位敷设。建筑物应装设均压环，环间垂直距离均应连到环上。均压环可利用电气设备的接地干线环路。第二类防雷建筑物的防雷措施，宜采用装设在建筑物上的避雷网（带）应沿屋角、屋脊、屋檐等易受雷击的部位敷设，并应在整个屋面组成不大于1010m或12m8m的网格。所有避雷针应采取避雷带相互连接。引下线不应少于两根并应沿建筑物四周均匀或对称布置，其间距不应大于18m。仅当利用建筑物四周的钢筋或柱子钢筋作为引下线时，可安跨度设引下线，但引下线的平均距离不应大于18m，每根引下线的冲击接地电阻不应大于10。接地装置宜围绕建筑物敷设成环形接地体。当利用基础内的钢筋网作为接地体时，应在周围地面以下距地面不小于0.5m，每根引下线所连接的钢筋表面积总和应符合下表达式的要求：S4.24KC2（式中S钢筋表面积总和，单位m2）；KC分流系数，单根引下线为1，两根引下线及接闪器不成闭合环的多根引下线应为0.66，接闪器成闭合环或网装的多根引下线应为0.44）。第三类防雷建筑物的防雷措施，宜采用装设在建筑物上的避雷网（带）或避雷针或由这两种混合组成的接闪器。避雷网（带）应沿屋角、屋脊、屋檐等易受雷击的部位敷设，并应在整个屋面组成不大于2020m或24m16m的网格。平屋面的建筑物，当其宽度不大于20m时，可仅沿周边敷设一圈避雷带。建筑物宜利用钢筋混凝土屋面板、梁、柱和基础的钢筋作为接闪器、引下线和接地装置，利用基础内作为接地体时，埋设在周围地面以下距地面不小于0.5m。每根引下线所连接的钢筋表面积总和应符合下列表达式的要求：S1.89KC2。4弱电部分信息是现代建造不可缺少的内容，因此以处理信息为主的建筑弱电设计是建筑电气设计的重要组成部分，而且它的重要性正在日益提高。建筑弱电是一门综合性的技术，它涉及的学科十分广泛，发展迅猛，并朝着综合化、智能化的方向发展。智能建筑的兴起正是建筑弱电技术发展的集中体现。现在很多的住宅设计还很难达到智能建筑设计的标准，但考虑到科技的发展和用户使用的方便，应酌情考虑一些相应的弱电设计，预留相应的线路和接口。伴随电视技术和通讯技术的发展，光纤的使用，我国各地大部分地区电视普及率已经达到相当高的程度，有线电视网络已经形成，电话入户也以成倍速度在增长，因特网也逐渐进入各家各户。住宅工程设计中，这也就成为必不可少的内容，按照城市住宅区和办公楼电话通信设施设计标准(YD/200993)有关规定，对多层住宅设计，比较统一的作法是一套一室户至少设一个电话终端出线口；二室户及以上设2个终端出线口，保护起居室(厅)及主卧室各有一个终端出线口。有线电视终端插座也基本按此原则设置。住宅电话分线箱、有线电视分支分配器箱一般分层设计公共部位，或在起居室(厅)，在距地 0.3M处暗设一分配器箱，再向房间电视终端盒引接。电门铃线管埋设一般住户都需要考虑。弱电线路均采用PVC管暗敷方式。住