浅谈住宅建筑低压配电系统设计

时间：2024-05-18

李正平

浅谈住宅建筑低压配电系统设计

李正平

（兰州交大设计研究院有限公司，甘肃兰州 730070）

以实际住宅建筑为例，阐述了住宅建筑低压配电系统中的供电要求、负荷计算以及配电方式等内容，并介绍了电气保护开关、导线等设备的选用，相关的计算方法、设计依据及原则，以期对同类设计提供参考和借鉴。

住宅建筑；配电系统；建筑面积；负荷计算

随着城市化进程的快速发展，住宅建筑数量日益增多，不仅满足了购房者的生活需求，同时也改变了城市面貌。低压配电系统是住宅建筑设计中的重要部分，在设计过程中掌握和积累较全面、合理的设计知识对于住宅建筑的安全使用有着重要的意义，有利于保障人民的生命财产安全。本文以某住宅建筑的低压配电系统设计为例，阐述了设计过程当中的技术要点。

1 项目概述

某公司的职工公寓楼一共有4个建筑单体，1～4号住宅楼的结构户型均相同，以1号住宅楼为例：总共6层，2个单元，一梯4户，2种户型，A户型建筑建筑面积64.7 m2，B户型建筑建筑面积86.5 m2，层高2.8 m，主体建筑高度为18.2 m，总建筑面积4 230 m2。根据《建筑设计防火规范》（GB 50016—2014）[1]划分，该住宅楼属于多层民用建筑。

2 负荷计算

住宅负荷没有一个固定、准确的数值，工程设计时通常都是预测。随着人们生活水平的不断提高，用户的用电量逐渐增大，负荷计算时应考虑未来发展的需要。根据《住宅建筑电气设计规范》（JGJ 242—2011）[2]对本住宅进行负荷计算，由于是职工公寓，用途简单，因此，采用需要系数法。按表1选取合适的需要系数，当采用单相配电时，表中的户数等于接于单相线路上的户数；当采用三相配电时，表中户数等于接于三相线路上的户数除以3；住宅的公用照明和公用电力负荷需要系数通常选取0.8.

表1 住宅建筑用电负荷需要系数

户数系数户数系数户数系数 3140.9560.80 80.70100.65120.60 140.55160.55180.50 210.50240.4525～1000.45

其中，e为用电设备组的设备功率；X为需要系数；t为同时系数；js为用电设备组的计算功率；js为用电设备组的计算电流。

3 配电系统设计[3]

每栋公寓楼的居住人数多，供电面积较大，设计时要全面考虑房屋的使用性质，做到计算准确、方案科学、运行安全可靠，成本投入少。

3.1 线路的选择

如图1所示，低压配电系统采用放射式与树干式相结合的方式，主要是为了让配电系统供电可靠性较高，方便检修，缩短配电系统总长度，降低线路安装费用，提高经济性。本住宅接地型式采用TN-S系统。

图1 配电干线图

3.2 负荷等级及电源

本工程均为三级负荷，从公司既有杆式变压器埋地引入四路380 V低压电源，每栋楼设置一个进线点，电源进线引入至每栋建筑一层的总配电箱。进线电缆采用YJV22型铠装电力电缆，进入建筑物处设置钢管保护，保护管应伸出建筑物基础至室外手孔井，电缆在建筑物内主要沿电气井道桥架内敷设。

3.3 电能计量方式

采用单相电源进线，分户计量方式，一户一表。每户室内设一个家居配电箱，宜设在便于安全操作且美观的地方，箱内除设置了照明回路、家居配线箱电源回路、普通插座回路外，还设置了空调、厨房用电器、卫生间电器的专用插座回路，所有回路设置断路器保护，所有电源插座回路还设有漏电保护。电能表采用卡式表，选用DD862-4-10型，电流10（40）A，设置于各楼层的电表箱内，表箱的安装位置应方便用户操作。

3.4 电气开关的设置

在该建筑内，N线不允许断开，N线上不设置开关电器。每单元总进线处的隔离开关、住户配电箱进线处的断路器、保护照明灯和插座的断路器、以及在厨房和卫生间的配电线路上设置的断路器都不应断开N线。每栋楼总进线应设置500 mA的3P+N极漏电断路器，每户内所有的插座路均设置30 mA的漏电保护开关，为了防止断零事故发生，不应断开N线。

3.5 应急照明

在每层楼梯间、走廊、一层对外出口等处均设置应急疏散照明和疏散指示灯，保障停电后人员的疏散。应急照明灯采用自带蓄电池型的应急荧光照明灯具，平时作正常照明，停电时兼作应急照明，应急工作时间不少于90 min。应急照明的供电使用消防专用回路。消防设备、应急、疏散照明配电线路均采用NH-YJV（BV）型铜芯电缆穿钢管暗敷。

3.6 防雷接地[4]

防雷、强弱电系统采用联合接地体，四个建筑单体按三类防雷建筑物设防，在屋面设置避雷带，并在整个屋面组成不大于20 m×20 m的避雷网格，利用建筑物钢筋混凝土柱内的主筋作为防雷装置引下线，引至基础接地网，引下线和避雷带可靠焊接，间距不大于25 m，接地电阻不大于1 Ω。所有电力、弱电线路进入建筑处，均设浪涌保护器，以防过电压损坏用电设备，凡正常不带电的电气设备金属外壳均应可靠接地。例如，防止Ⅰ级试验的电涌保护器装设在总配电箱处以防闪电电涌侵入。为了完全消除电涌侵入，Ⅱ级试验的电涌保护器装设在弱电配电箱、消防配电箱等的进线处。

4 设备选用

设备选用的一般原则：按照计算负荷电流确定断路器整定值；按照断路器整定值确定电缆；选择导线和断路器时要考虑前后级，前一级断路器整定值要比下一级断路器整定值至少高一级；选择断路器整定值时要考虑动力设备的自启动影响，要选高一级数值。

4.1 断路器的选择[5]

低压断路器俗称“空气开关”，也称为自动开关，它既可以手动开关，又能在失压、欠压、过载和短路等故障时自动切断电路，从而对电源线路、大功率用电器等进行保护，工程设计时被广泛采用。本住宅设计时以保证用户用电安全和降低成本为原则，选用ABB的产品，按照以上负荷计算确定断路器型号规格：每栋住宅总配电箱内的断路器选用T3N-250-R200A/3P；每单元楼配电箱内的断路器选用T1N-160R-100A/3P；每层配电箱的出线断路器选用S202S-C40；住户配电箱进线处断路器选用S202S-C32。

室内断路器选择：照明回路断路器选S201S-C16，普通插座回路断路器选用DS202S-C16/0.03，厨房插座回路断路器选用DS202S-C25/0.03，卫生间插座回路断路器选用DS202S-C25/0.03，空调插座回路断路器选用DS202S-C20/0.03。

4.2 线缆的选择[6]

选择导线的型号和规格时，不仅要保证线路的安全性，还要考虑建造成本。通常导线的型号根据工作电压和使用环境确定；导线的规格要考虑线路总费用、线路压降、导线机械强度、线路过载保护、导线温度、线路动热稳定等条件。在工程设计中，不仅要考虑实际需求，还要考虑未来的需求，所以应适当留余量，减小压降，保证线路的安全性和经济性。本住宅的照明导线选用BV-3×2.5-PC20；插座导线选用BV-3×4-PC20；楼层配电箱到家居配电箱导线选用BV-3×10-SC25；单元配电箱到楼层配电箱电缆选用YFZ-YJV-1KV-5×16；总配电箱到单元配电箱电缆选用YJV-4×35+1×16-SC50；每栋楼进线电缆选用YJV22-4×95+1×50-SC100。

4.3 配电箱的选择

配电箱是用于集中安装开关、仪表等设备的成套装置，主要是为了便于管理，当发生电器故障时，有利于检修，此次采用铁皮制的配电箱，规格为：户内家居配电箱选380×200×160；每层楼配电箱选470×702×145；单元楼配电箱选600×800×200；总配电箱选800×800×200；总等电位端子箱选400×400×200；局部等电位端子箱选200×200×160.