试论高层民用建筑供电系统的设计样本

高层民用建筑供电系统设计[摘要]依据高层民用建筑特点对其供电系统设计关键方面进行叙述

[关键词]配电室接地装置

配电系统保护

总等电位联结

伴随中国国民经济发展，土地资源越来越珍贵，所以，高层民用建筑也就发展迅猛。而一个好高层建筑，必需有一个完善、安全、可靠供电系统作确保。

1.高层民用建筑配电室选择

参考GB5003－94《10kv及以下变电所设计规范》要求，高层民用建筑总配电室或总配电箱间宜选在地下层或一层，这么进，出线方便，且便于运行维护。

低压配电室内部署配电屏，其屏前屏后通道最小宽度应按GB50053－94要求设计，并考虑相关问题，如配电室高度、耐火等级，和门向外开设，房间长度超出7m应设两个出口等问题。

2.高层建筑配电系统接地装置设定

因为高层建筑钢筋混凝土基础较深、较牢靠，为节省投资，要充足利用这一自然接地体。设计时

（1）依据公式

RE=0.2ρV1/3

ρ_土壤电阻率（Ω。m）

V_钢筋混凝土基础体积（m3）

算出自然接地体电阻

（2）依据设计规范要求确定许可接地电阻值

1kv以下系统：

和总容量在100KV.A以上发电机或变压器相联RE≤4Ω；

和总容量在100KVA及以下发电机或变压器相联接地装置RE≤10Ω。

（3）比较自然接地电阻和规范要求许可接地电阻

a、若RE（nat）≤RE

且满足热稳定度，即钢接地线最小许可截面（m2）满足：Amin=Ik①tk1/2/70

Ik①_单相接地短路电流（A）

tk_短路电流连续时间（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

则必需按下面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，应注意和其防雷击接地装置有一定安全距离，应按GB50057－94要求实施。

3.配电系统选定

（1）高层建筑负荷分级

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，所以高层建筑配电系统供电电源应有两个独立回路供电或采取一条回路电源和备用电源（发电机）供电。

配电电压采取220/380V.配电系统依据负荷大小用单相（共三线：L线，N线，PE线）220V配电或三相（五线：即L1L2L3线，N线，PE线）配电。

高层住宅垂直干线宜采取电力电缆，分支电缆或母线槽配电、干线应在电气竖井内敷设，而电缆截面应按发烧条件选（即：使其许可载流量大于经过相线计算电流），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，楼层电表箱和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取总线式集中抄表或自动抄表系统，方便物业管理。

住户配电箱应设照明回路和通常电源插座回路、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，其它回路导线截面选择参考前面所述电缆截面选择。

照明回路对电压要求较高。按GB50034－92要求，灯端电压通常不应高于其额定电压105％，也不宜低于其额定电压95％。所以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（指含有和计算线段相同导线根数线段）功率矩（M=PL）之和

∑αM′——为由计算线段供电而导线根数和计算线段不一样全部分支线功率矩（M′=PL）之和，这些功率矩应分别乘以对应功率矩换算系数后再相加

α——为功率矩换算系数（以下表）

ΔUal％′——为从计算线段首端起至整个线路末端上许可电压降对线路额定电压百分值

C——为计算系数。

计算时，应从靠近电源第一段干线开始，依次往后计算各线段导线截面。计算出截面后，应选择相近而偏大标准截面。而每段导线截面均应按机械强度和发烧条件进行校验。

住宅配电线路应设短路保护、过负荷保护、接地保护和漏电保护。为了预防电源电压波动对家用电器影响，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.高层建筑保护接地系统、等电位联结、接地保护设定

（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取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取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础相等一个电气联结。等电位联结作用，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》要求，采取接地故障保护时，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接地故障保护不能满足要求要求时，尚应在局部范围内做局部等电位联结。所以高层建筑住宅中浴室、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方法；

若配电线路只供给固定式用电设备末端线路，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末端线路，则

top（E）≤0.4s

而系统配电线路接地故障保护动作电流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，则应采取漏电电流保护。

b.TT系统中接地保护

己采取总等电位联结方法，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接地电阻和PE线电阻

当采取过流保护时，反时限特征过流保护电器Iop（E）应确保5s内切断接地故障回路；而当采取瞬时动作特征过流保护时，Iop（E）应确保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。

参考文件

1、《电气工程师技术手册》刘介才机械工业出版社出版

2、国家标准：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》NO.2住宅照明设计[日期：-11-17]千家网[字体：大中小]、住宅照明宜选择以白炽灯,稀土节能荧光灯为主照明光源。

、住宅照明设计应使室内光环境实用和舒适。卧室和餐厅宜采取低色温光源。

、起居室照明宜考虑多功效使用要求，如设置通常照明、装饰照明、落地灯等，有时可在起居室设置调光装置，以满足不一样功效需要。

、餐厅局部照明要采取悬挂式灯具，以突出餐桌效果为目标，同时还要设置通常照明，使整个房间有一定程度明亮度，显示出清洁感。

、厨房灯具应选择易于清洁类型，如玻璃或搪瓷制品灯罩配以防潮灯口，并宜和餐厅用照明光源显色性相一致或近似。

、门厅是进入室内给人以最初印象地方，所以要明亮，灯具位置要考虑安置在进门处和深入室内交界处，这么可避免在访者脸上出现阴影。

、在门厅内柜上或墙上设灯，会使门厅内产生宽广感。

、走廊内照明应安置在房间出入口、壁橱、尤其是楼梯起步和方向性位置。设置吊灯时要使照明下端距地面1.9M以上。楼梯照明要明亮，避免危险。

、卫生间需要明亮柔和光线，因卫生间内照明器开关频繁，所以选择白炽灯作光源较适宜。

、卫生间灯具位置应避免安装在便器或浴缸上面及其背后。开关如为跷板式时宜设于卫生间门外，不然应采取防潮防水型面板或使用绝缘绳操作拉线开关。

、厕所内照明灯具应安装在便器前上方。

、可分隔式住宅（公寓）单元布灯和电源插座设置，宜适应轻墙任意分隔时改变。可在顶棚上设置悬挂式插座，采取装饰性多功效线槽或将照明灯具，和电气装置件和家俱、墙体相结合。

、高级住宅（公寓）中方厅、通道和卫生间等，宜采取带有指示灯跷板式开关。

、为防范而设有监视器时，其功效宜和单元内通道照明灯和警铃联动。

、公寓楼梯灯应和楼层层数显示结合，公用照明灯可在管理室集中控制。高层住宅楼梯灯如选择定时开关时，应有限流动能并并在事故情况下强制转换至点高状态。

、每户内通常照明和插座宜分开配线，而且在每户分支回路上除应装有过载、短路保护外，并应在插座回路中装设漏电保护和有过、欠电压保护功效保护装置。

、单身宿舍照明光源宜选择荧光灯，并宜垂直于外窗布灯。每室内插座不应少于2组。条件许可时可采取限电器控制每室用电负荷或采取其它限电方法。在公共活动室亦应设有插座“住宅配电”设施就是常被消费者忽略“看房项目”，但假如看房时对此不加重视，房屋在以后使用中可能存在“电”患。住宅中“用电设施”是否达成使用要求，要依据国家对住宅电气设计标准加以判别。1999年6月1日，建设部颁布了新国家标准，购房者可根据该标准衡量一下准备购置新房是否合格。不过，该标准只是一个最低要，假如你购置是中高级住宅，住宅线电气线路物设计指标还应高于国家标准。下面是部分住宅关键配电项目标国家标准，可供购房者参考：一、电表和用电负荷：通常两居室（及两居室以上）住宅设计用电负荷最小为4．0KW，电表规格为10（40）A。二、住宅供电系统设计，应符合下列基础安全要求：

1．电气线路应采取符合安全和防火要求敷设方法配线，导线应采取铜线；每套住宅进户线截面不应小于10平方毫米；

2．每套住宅空调电源插座、电源插座和照明应分路设计；