小康住宅电气设计技术？

本文首先阐述了小康住宅电气设计技术的新理念和新要求。电气安全是人们最为关注和重视的，包括防止人身触电技术、电气火灾技术、电涌保护技术、电气维修安全技术和安全技术。本文介绍了一种适用于住宅小区的安全可靠的配电系统。摘要:论述了小康住宅智能化的发展方向，在对住宅信息化、智能化和综合布线系统研究的基础上，分析了住宅小区智能化系统的方案。

住房作为人类生存的基本需求之一，从解决困难、安居乐业逐步发展到小康社会，实行文明居住。因此，对小康住宅的电气设计提出了新的理念。文明生活的内涵不仅仅要求方便、舒适甚至华丽的生活。现代文明住宅小区对电气安全、住宅信息化、智能化提出了过去没有落实或落实很少的要求。因此，建筑电气设计的内容必须更新和发展。随着社会的进步和经济的快速发展，我们的生活方式发生了很大的变化，对生活要求也有了新的变化和诉求。

一.安全

随着生活水平的提高，生活方式的改变，家庭形式的多样化，人们对安全感的要求越来越强烈。这种高安全性的要求主要体现在防盗和防犯罪上，这是最直观的安全，也是人们最看重和关注的。而电气安全，这个大多数人都不知道的问题，却和人们的生命财产息息相关。

1，个人防触电技术

在自动切断电源的保护措施中，TN或TT接地系统对低压配电系统的安全起到了一定的作用，但也存在许多不足和缺陷。

作为防止触电的实用措施之一，RCD已被电气设计者、管理者和用户所接受并付诸实施。

RCD的应用大大提高了安全用电水平，成为防止触电事故的有效措施之一。然而，RCD在其使用中也有局限性。比如RCD检测不到各种原因造成的PE线(PEN线)电位升高。由于RCD只检测L1、L2、L3相线和N线导线是否有剩余电流，无法检测有保护功能的PE线是否有剩余电流。RCD的这一缺陷可以通过等电位连接保护措施来弥补。1996年6月生效的《国际低压配电设计规范》(GB50054-95)明确规定，采用接地故障保护时，应实施总等电位联结。根据规范，当采用低压断路器、熔断器等保护电器自动切断电源时，建筑物内应实施总等电位联结。等电位联结的目的不是缩短保护电器的动作时间，而是降低接触电压，接触电压在某些情况下可能低于安全值。正常情况下，安全电压值为50 V，等电位联结包括总等电位联结(也叫主等电位联结)和局部等电位联结(也叫辅助等电位联结)。

2、电气防火技术

近年来，电气火灾不断增加，居火灾原因之首，而电气设备或线路故障火灾是非常常见的火灾原因。

电气故障主要是带电导体之间以及带电导体与“地”之间的短路。所谓“地”，一般是指与地相连的设备外壳、金属管、框架等外露导电部分的短路。前者通常称为短路，后者称为接地故障。

接地故障虽然也是短路形式，但在短路电流值、故障后果、保护措施等方面与相间短路不同。

当带电导体短路时，由于短路电流大，保护用电设备能自动切断电源，防止电气火灾的发生。但由于短路电流很小，特别是电弧接地故障，接地故障不能使保护性电气设备动作，不仅会造成人身触电，还会引起电气火灾。通常情况下，电弧接地故障引发火灾的风险和概率大于普通相间短路。

能点火的电弧电流在500mA以上。IECTC64认为RCD是防止电气火灾的措施之一，但I δ n

在设计中，我们在进线处设置了防止电气火灾的RCD保护设备。当选择RCD的I δ n时，不选择其上限值，最佳保护功能为I δ n

这里需要注意的是，干线和支线上RCD的Iδn是匹配的。一般来说，漏电开关的额定漏电不动作电流I δ n0为额定漏电动作电流I δ n的50%..如果多条分支线路的额定泄漏电流之和σ i δ n0大于主线上RCD的50% i δ n，则主线上的RCD将发生故障。

根据相关资料，在一些发达国家，要求在建筑物的主供电线路上设置I δ n ≤ 500 Ma的RCD，否则当地供电公司不予供电。

3.电涌保护技术

为了保护建筑物免受雷击，设计了由避雷带(针、网)、引下线和接地装置组成的外部防雷系统。

但是，雷电浪涌可以通过室外线路侵入建筑物内的设备，造成损坏。同时，建筑物内的操作过电压也会造成设备损坏，这是外部防雷系统无法保护的。

防止上述电气设备绝缘被击中的主要措施是安装电涌保护器，如过电压保护器、放电间隙、避雷器等。当雷电浪涌或内部过电压值大于浪涌保护器的动作特性时，可使浪涌保护器瞬间动作，通过等电位装置形成等电位。

换句话说，防止雷电浪涌和过电压的措施就是在最短的时间内(纳秒级)将电路中产生的大量脉冲能量释放出来，通过等电位装置释放到大地，从而降低设备接口之间的电位差，保护电气设备。

在电子时代的今天，安装在房屋内的敏感电子设备的数量和规模越来越大，但这些设备的工作电压却在下降，因此它们被浪涌损坏的可能性大大增加。后果可能会中断整个系统的运行，造成经济损失。

4、电气维修安全技术

住宅小区低压配电系统，无论是采用TN还是TT系统，其PEN线或N线由于负载电流、不平衡电流、三次谐波电流等原因带电并对地呈现电压。在正常操作中，这个电压根据情况是几伏甚至十几伏。当然不能大于等于安全电压50V。

如果正常运行时PEN线或N线的对地电压等于或大于50V，则设备的端电压等于或小于120V，不能使设备在正常运行时的δ UPEN大于50V时不能工作。但比如PEN线或N线的电位由于变电站某种原因故障而上升。此时其对地电压大于安全电压，甚至高达数百伏，对设备和人体都非常危险。

如果入口处的电源总开关是3级，维护不会断开N线(注意笔线不能断开)。如果N线电位上升，人员正在维修或安装，没有电气隔离措施，那么危险电压会造成维修人员触电伤亡事故。电源总开关选择为4级，实行电气隔离，即所有带电导体断开，避免了上述事故的发生。

需要注意的是，PEN线是PE线和N线的组合，规范中禁止断开。TN-C-S系统的PNE线在进线配电箱内分为N线和PE线，三相线和N线接入四极总开关。对于TN-C系统，不允许安装四极开关，不建议在住宅小区配电系统中使用TN-C系统。

在家庭使用的小型配电箱中，进线开关多采用微型断路器。目前市场上供应的合格MCR，其爬电距离、空气间隙等参数都能满足隔离电器的要求，所以往往作为隔离电器使用，忽略了隔离电器对“明显断开点”的要求。

目前有的断路器有触头状态显示窗口，即以红色和绿色分别表示触头处于分断或闭合状态。应该说这种分断点明显的断路器符合隔离电器的要求。

5、安全技术

对于多层住宅，安防系统是在入口处设置一个常锁的门，住户只能用钥匙进出。参观者在进入之前必须通过大门上设置的对讲机与住户取得联系。

对于高层住宅，在门厅处设置一扇常锁门，住户和访客的进入程序与多层住宅相同，但增加了住户与高层管理人员之间的对讲。

在对讲安防系统中引入闭路电视技术，居民可以准确识别来访者的语言和长相，从而提高安防水平，这就是可视对讲安防系统。它在前一个系统的基础上增加了一个图像传输通道，在大门口的对讲面板上安装了一个摄像头，用来观察来访者。

在设计中，可以将视频信号调制后送到CATV或有线电视的前端，居民可以打开电视机，在专门的频道上观察来访者的样子。这个系统虽然投入低，但是在披露个人隐私方面有差距，也有很多不便。

另一种是将视频信号通过专用同轴电缆直接发送到配有显像管的对讲机。这种可视对讲系统由微机控制，是目前比较先进的内部控制系统。具有对讲、密码、开锁功能，与门卫、管理中心通话，还可以配合其他外围设备实施可靠的家居安全防护。

用于家庭安全防护的设备还包括红外探测器和玻璃破损探测器等。除业主明确要求设计此类防盗保护设备外，设计中一般不设置。

第二，安全可靠的配电系统

住宅小区的面积通常在几万平方米到几十万平方米，小区内往往设置一个或几个低压变配电所(室)。

为了节省面积，住宅小区的低压变配电所往往设在一楼、架空层或地下。由于低压配电系统的工作接地和保护接地不能电气分离，互不影响，所以低压变配电系统只能设计为TN-S型。之所以不选择TN-C-S型，是因为笔线中的工作电流会使笔带电，对地呈现电压，不利于安全，还可能干扰一些敏感的家用电器。

对于没有变电站的独立建筑，TT接地系统是其低压配电系统的最佳选择。对于由同一变压器供电的TN系统，无论是TN-S、TN-C还是TN-C-S系统，其PE线或PREN线都是相连的。当任何一个地方发生接地故障时，故障电压会传递到其他没有发生故障的地方，可能造成新的电气故障。但是，TT系统的PE保护线是从各种建筑物的接地装置中引出的，不会相互连接，因此不会对建筑物内的接地故障造成危害。

当居住区建筑物采用TT系统时，低压配电引出的线路为L1、L2、L3和N线四芯电缆，配电线路接地故障保护的动作特性如下:

RAIa≤50V

式中，RA——外露导电部分的接地电阻和PE线电阻(ω)

Ia——保证保护电器的切断电路的动作电流(A)A)RA的值便于用户掌握，因此Ia的值可以很容易地确定。

TT系统在过去很少被使用是有很多原因的。原因之一是当电力负荷越来越大时，RA应该很低才能满足RAIa≤50V，但实际工程中很难满足低接地电阻的要求。自从高质量的漏电保护设备出现后，这个问题得到了解决。例如，在进线箱内安装一个Iδn = 300ma的漏电断路器，作为过流保护和电气防火的电源开关。此时Ia=0.3A，RA = 50/0.3 = 166.7ω，非常容易满足接地电阻的要求。

值得一提的是，小区内的小高层和高层建筑越来越多。根据消防规范要求，应配备加压风机、消防电梯等消防设备。此时不宜选择漏电断路器，应更换断路器和漏电继电器的组合。发生接地故障时，引至小区监控中心的漏电继电器的输出触点会动作，会发出故障报警，但电源开关不会跳闸。

小区内还设计了TN(TN-S或TN-C-S)配电系统。本系统配电线路接地时，应符合下列要求:

ZsIa≤V0

式中，Zs——接地故障电路的阻抗(ω)

Ia——保证保护电器在规定的时间(A)内自动切断故障电路的电流。

V0——相线对地电压(V)

因为Zs很难确定，所以正确设置Ia也很难。

另外，由于PE(PEN)线相连，接地故障的原因和位置难以查找，这可能是很多供电公司在公共电网中不采用TN系统的原因之一。

总的来说，TN系统的保护灵敏度能满足要求，但发生弧光接地故障时，其灵敏度不能满足要求，因此还要求总电源开关具有漏电保护功能。

第三，合理的配电系统

根据深圳供电局推荐，新开发小区一般住宅装机容量为6kW/户，入户开关为32A或40A，进线截面不小于6mm2铜芯绝缘线，通常设计为BV-3×10mm2。室内配线不小于2.5mm2，电能表采用与微机抄表系统接口的宽负荷表10(40)A。

在如今的电子时代，很难估计会出现什么新的家用电器，尤其是厨房电器。为了适应这种不可预知的发展，除了在厨房设置比以前更多的插座外，其供电电路的容量也适当放大。根据住宅区的大小，其配电线路选用BV-3×4mm2。

对于一个大型的高级住宅，其安装容量是根据家用电器的设置来累加的，通常在10kW以上。单身公寓面积虽小，但“齐全”，用电量约为3 ~ 4KW/户。

随着生活水平的提高，我们应该足够重视提高用电可靠性，缩小停电范围。在某些设计中，厨房用电应给出专用电路，并在其上设置I δ n = 30mA的漏电断路器。客厅、餐厅、卧室的插座由另一路供电，另一路也配有漏电断路器，Iδn = 30mA；照明和空调的电路中不设置RCD，因为它们可视为固定安装设备(不包括插头、床头灯等。)，不像电吹风、电熨斗等经常拔插的设备，可能会导致间接接触，发生触电事故。如果照明、空调配电线路有漏电，当漏电电流达到300mA时，电流总开关就会跳闸，防止发生电气火灾的可能。

第四，住宅智能化

由于科学技术的不断发展，目前智能建筑还没有一个统一的定义。一般来说，智能建筑被认为是由建筑平台上的三个系统组成，即楼宇设备自动化系统(BA)、通信自动化系统(CA)和办公自动化系统(OA)，也就是俗称的3A系统。

小康住宅的智能化使其能在跨世纪后长期保持技术先进性

在构思住宅小区智能化系统的方案时，不拘泥于不同的定义和各种提法，而是从智能建筑的本质出发，充分考虑业主的需求，使住宅小区智能化系统的设计做到结构优秀、技术先进、有扩展的可能、经济合理。

住宅小区用户众多，每个用户对智能建筑功能的要求不同，重点差异很大，对网络系统和架构的要求也不同。因此，在用户需求不明的情况下，不宜先设计CA系统的网络机房及相关设备，以免对业主造成过度投资和浪费。

然而，为了在不久的将来顺利实施CA和OA系统，有必要合理地设计综合布线系统。综合布线系统就像人体的神经系统，是实施CA和OA系统的基础条件。

一般根据住宅小区平面图和每户对语音点、数据点设置的要求进行综合布线，通过管理区域子系统的确定和干线光纤、大对数电缆连接到各管理区域，使住宅小区智能化、网络化。

普通户设计两个语音点和一个数据点，大型户需要酌情增加。在工区内，语音和数控点均安装五类信息模块，铺设五类电线，实现高速信息传输，保证语音和数据点的通用性和互换性。

为了使未来的数据系统达到100M以太网，主干采用光纤，选用六芯多模光纤。对于语音信息，使用大对数电缆进行连接。

每个管理区的子系统配电室都有一个配线架，通过跳线与设备相连。干线光纤通过光纤连接盒与各管理区域的设备连接。

社区里有一个中央监控中心。机房间子系统的主设备可位于监控中心，通过光纤和大对数电缆与各管理区域子系统呈星形连接，实现100Mb/s的速率传输，从而保证各管理区域的信息能够高速工作。

新建住宅小区的建筑越来越大，功能越来越多，服务项目也越来越多。其中使用的机电设备种类繁多，分布广泛，管理工作也超出了人的能力。因此，采用自动控制技术和计算机技术已经成为社区管理的重要手段之一。用计算机技术控制和管理各种项目是必然的。这种管理方法和上述各种电气设计技术的实施，将使该建筑成为名副其实的现代化建筑。

为住宅小区设计的楼宇自动化控制系统能有效控制和管理送排风系统、配电系统、给排水系统、绿化喷灌系统、公共照明系统、家庭应急救援系统、保安巡逻系统、外围红外报警系统、停车场收费系统，能可靠控制小区内的设备，具有动态监测、监控、报警检测、表格管理、打印等功能。历史数据存储等特点，实时、准确地获取设备运行、故障、维护信息，提高管理信息化，提高住宅设备的可操作性，同时也提高经济效益和社会效益。

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