淺談城市住宅小區電氣設計的若干問題

路 江

隨著我國經濟建設的不斷深入，人民的生活水平愈來愈高。與人們生活密切相關的居民生活小區的建設如火如荼，建設的類別、形式、檔次變化越來越大。作好居民小區的供電設施，無疑是居民小區建設的重要環節。用電需求的不斷變化為建筑電氣設計的長期適用性帶來了艱巨的考驗。筆者總結了現代城市住宅及小區電氣設計中應注意的幾個問題，為業內同行們提供參考。

1 城市住宅電氣設計中應注意的幾個問題

1.1 合理確定用電負荷

目前我國城市居民住宅戶型多為兩室一廳、三室兩廳或四室兩廳，建筑面積在60m2～150m2左右，新建住宅普遍采用雙衛生間。

如果每個家庭用電需要系數按 0.3～0.5計算，一般家庭的用電計算負荷應在 4 kW～8 kW之間。考慮到幾年內住宅用電的增長并參考經濟發達國家的住宅用電計算負荷標準，建議在進行住宅電氣設計時每戶的用電計算負荷取S較為合理。如此設計既能滿足用戶日益增長的用電需求，同時也提高了住宅電氣的安全水平，從而有效的減少了電氣火災和其他電氣事故的發生。

1.2 回路的設計

住戶配電系統的設計，要遵循安全、適用、經濟和有利發展的原則。住戶配電回路數量應根據用電標準和為使用大功率家用電器而設置的專用插座回路的數量來決定。住宅內除設有照明回路和一般插座回路外，還應設置空調、廚房設備等專用插座回路。多分支回路使戶內負荷電流分流，可減少線路溫升和諧波產生的危險，從而延長線路壽命和減少電氣火災發生。

一般情況下，室內配電回路應不少于 8個。

1.3 插座的設計

目前由于住宅內固定插座設置數量普遍較少，導致臨時插座被大量使用，使用臨時插座不僅給居民用電帶來一定的麻煩，而且還會產生很大的用電安全隱患。因此我們在進行室內電氣設計時應做到:臥室內至少設 2組單相兩、三孔插座和 1組空調插座，為方便使用，空調插座可選用帶開關的三孔插座，布置在高位，面積較大的房間還應再增加 1組～2組插座;客廳內應至少設4組單相兩、三孔插座和 1組空調插座，應保證每面墻上都有插座，靠近電器集中布置的墻上應不少于 2組，客廳面積較大時空調插座應布置在低位，便于連接柜式空調;衛生間內至少設供電熱水器和洗衣機使用的單相兩、三孔防濺插座 2組，插座距地面高度不小于 1.2m;廚房內設 3組單相三孔防濺插座供排油煙機、微波爐、消毒柜等電器使用，排油煙機插座宜距地 1.5m，其他插座距地面高度在1.3m～1.5 m之間;餐廳內至少設供冰箱及電飯鍋使用的 2組單相兩、三孔插座，電冰箱插座可選用帶熔斷器的型號。

1.4 弱電線路的設計

弱電系統包含電視、電話、寬帶數據網、減災防盜報警等多個電氣系統。

目前固定電話通信和有線電視(或共用天線電視)系統在城市中已得到普及。城市家庭電視擁有量接近 100%，擁有兩臺以上電視的家庭占到家庭總數的 30%～40%。考慮未來發展趨勢，最好在餐廳和衛生間內也設置有線電視終端。已投入使用的圖文電視就是它的初級應用，在新建住宅中對有線電視系統的敷設應力求完善，以滿足日后其他應用的需求。住宅中的有線電話系統不僅可以用作固定電話的接入端口，還可用作寬帶數據網絡系統，滿足用戶進行多媒體及計算機數據通信的要求，其設置數量應具有一定的超前性。家庭中包括衛生間在內的每一個房間均應設置電話插座，除此以外每個房間還應設置網線插座，在居民小區內組成寬帶局域網，不僅方便小區的管理，還可為居民提供廣泛的數據、安全和實現遠程控制等服務。

以上僅僅是家庭弱電系統在當前的應用情況，今后住宅發展的趨勢是實現住宅的智能化。智能控制板是住宅智能化的核心，它大致由三個部分組成:

1)通信網絡部分，包括電話、有線電視、計算機互聯網接口;

2)設備自動化部分，包括照明、空調監控、電器設備監控、家庭能耗(水、電、煤氣)數據抄送;

3)安全防范部分，包括火災報警、煤氣泄漏、防盜報警、安全對講及緊急求救。智能化住宅在國外已得到了廣泛的應用，今后我們在進行住宅弱電系統的設計時要參照智能化住宅布線要求，對住宅智能化的發展趨勢要有預見性，選擇電器設備時應該適當的超前和留有一定的升級空間。

1.5 接地和用電安全設計

確保用電安全是建筑電氣設計的根本原則，用電安全主要體現在用戶的人身安全，建筑物的安全和用電設備及線路自身的安全三個方面，具體如下:

1)用戶人身安全。

為保證用電者的人身安全，供配電線路應進行接地處理。TN-C-S系統和TN-S系統是目前普遍使用的接地方式。TN-C-S系統由兩個接地系統組成，第一部分是TN-C系統，第二部分為TN-S系統，分界面在N線與PE線的連接點，配電線路進戶之前采用TN-C系統，進戶處做重復接地，進戶后變成TN-S系統。該系統的特點是:中性線N與保護接地線PE線在進戶時共同接地后，不能再有任何電氣連接。該系統中中性線 N常會帶電，保護接地線PE線沒有電的來源，與PE線連接的設備外殼及金屬構件在系統正常運行時，始終不會帶電。TN-S系統的特點是:中性線N與保護接地線PE線僅在變壓器中性點共同接地，兩線不再有任何電氣連接。中性線N是帶電的，而PE線不帶電，與PE線連接的設備外殼及金屬構件在系統正常運行時，始終不會帶電。因此，這兩種接地系統應為住宅電氣設計的首選。

2)防電氣火災。

據統計，民用建筑火災的原因大多數是由電氣方面引起的，除了短路、過負荷、接觸不良外，接地電弧也是引起電氣火災的主要原因。因此，應根據實際情況，在住宅樓或住宅樓每單元的電源進線處，裝設漏電動作電流為 300mA～500mA的漏電保護器，其延時動作應小于 5 s，以保證上下級漏電保護器的動作選擇性，這樣不但能有效地防止因漏電引起的火災，還可以作為下一級漏電保護器的后備保護。

3)防雷電波侵入和過電壓保護。

直擊雷或感應雷沿輸電線、通信線、電視天線、金屬管道侵入住宅內，發生閃擊而造成人身傷害或設備損壞事故的發生率很高，因此在設計時要充分做好防雷電波侵入的保護措施。根據引入住宅線路、管線的敷設方式和系統形式，按規范采取相應的防雷接地措施，安裝合適的避雷器，過電壓保護器，電話保安器等電氣設備，同時，還要認真把好驗收關。為防止瞬時過電壓對家用電器造成損害，可在總配電箱或戶配電箱電源進線端裝設過電壓保護器。

2 新建小區供電方案優化設計

新建住宅小區供電方案包括 10 kV電源進線配電變壓器配置及布點、低壓配電網設計三大部分。

2.1 10 kV電源進線方案優化

住宅小區外部 10 kV供電線路應根據當地城市規劃或配網規劃選用電纜或架空方式供電;對住宅小區內具有高層建筑電梯等一級負荷的，應用雙電源方式供電;小區內部使用電纜線路，宜采用開閉所(環網柜)和配電所方式實行環網供電。

常規方案:選用1路10 kV電源進線引入。

優化方案:原則上在具有一二級負荷或 400戶以上小區采用2路 10 kV電源引入設計;400戶以下規模較小且無一二級用電負荷小區，可采用1路10 kV電源進線設計。

通過優化10 kV電源進線方案，可達到如下效果:1)由于住宅小區采用2路10 kV電源進線，提高了小區用電可靠性;2)在今后用電負荷發展中隨著10 kV線路負荷的增長、變化，可根據2條線路負載情況，調節小區用電至負荷較低線路，降低10 kV線路損耗，實現降損節能。缺點是2路 10 kV電源進線相對1路 10 kV電源進線投資有所加大。

2.2 配電變壓器配置及布點優化

配電變壓器配置首先要對配變容量進行測算。參考江蘇省配變容量測算標準，居民每戶容量測算在 6 kW～12 kW，其中沿海發達省份單戶配備容量略大于內地省份。此測算標準充分考慮到今后小區用電需求，配電變壓器總體配備容量較大，而小區居民用電 3年～5年內負荷率很低，相當一段時期內變壓器“大馬拉小車”，空載損耗大，造成電力能源的浪費。

常規方案:依據負荷測算標準預測總體負荷，按變壓器每臺500 kVA容量測算變壓器臺數，單臺變壓器輻射供電，低壓不聯絡。

優化方案:考慮小區用電設施建設中電纜線路埋設后難以改變，電纜按滿負荷配置;考慮配電變壓器多放置在配電房、配電箱變內，一旦變電容量不足易于調換，在實踐中適當縮小容量配置，實現低壓聯絡。

方案優化實施效果明顯:

1)配電變壓器容量降低，減少了小區電力建設投資，開發商滿意;

2)通過一個配電室(箱變)配置2臺變壓器，減少了配變占地面積，美化了小區用電環境;

3)在通過每 2臺配電實現低壓聯絡，做到“負荷較低運行1臺、負荷較高運行 2臺”的靈活供電方式，變壓器利用率提高、空載損耗下降，給供電公司帶來直接經濟效益;

4)提高了供電可靠性，當其中一臺配變損壞、檢修時，可考慮用另一臺配變暫代 2臺配變的居民負荷，縮短了停電時間。

2.3 低壓配電網設計優化

該部分設計較為簡單，要求新建居住區低壓供電半徑不應超過250m;居住區內公建用電設備總容量在 250 kW或需用變壓器容量在160 kVA以下者采用低壓方式供電，超此容量原則按高壓供電方式，實施一戶一表等。

常規方案:在符合基本要求的同時滿足正常人工抄表功能即可。

優化方案:考慮配網自動化發展，預留配網自動化通信管孔、配網自動化設備裝設位置及通信線路位置。即:居住區內設置配變裝設配電信息綜合采集裝置;集中表箱裝設遠程抄表裝置，包括具有通信接口的電能表、數據采集終端等，配網自動化系統與居住區供配電設施同步建設投運。

3 結語

安全、方便、適用是城市住宅及小區電氣設計的首要任務，電氣設計應符合我國經濟發展及居住環境不斷變化的需要，滿足城市住宅及小區各項電氣功能配置安全合理的要求，為人們營造一個良好的居住環境。

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