張海波

(山東同圓設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司， 山東 濟(jì)南 250014)

0 引言

隨著我國(guó)居民的生活水平不斷提高，人們對(duì)生活質(zhì)量的要求尤其是對(duì)居住環(huán)境條件的要求越來越高。同時(shí)，隨著規(guī)范的不斷更新、新技術(shù)與新產(chǎn)品的應(yīng)用，對(duì)住宅樓的電氣設(shè)計(jì)也提出了更高的設(shè)計(jì)要求。本文以某33層、一梯4戶高層住宅為例，從幾個(gè)方面談一下高層住宅電氣設(shè)計(jì)。

1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

該工程為一梯4戶、33層、總高度為97.8m的塔式高層住宅，地下共2層均為儲(chǔ)藏室，地上33層皆為普通住戶，設(shè)有一部消防電梯和一部普通電梯。

2 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該工程三級(jí)負(fù)荷用電(住戶用電)為792kW，一級(jí)負(fù)荷用電約為100kW；電源由車庫內(nèi)變電所引來(線路長(zhǎng)約100m)，一級(jí)負(fù)荷電源分別引自2臺(tái)不同高壓線路供電的變壓器低壓側(cè)；三級(jí)負(fù)荷分兩路進(jìn)線，進(jìn)線后再分兩路干線分別引至電能表箱，然后再由電能表箱放射至住戶內(nèi)配電箱。根據(jù)供電部門的要求，電能表箱需要集中設(shè)置，對(duì)于33層的高層住宅，這顯然不合理，首先不能滿足《住宅建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ 242-2011)第3.3.6條中第三款的要求：對(duì)于高層住宅電能表宜按樓層集中安裝；其次，需要占用較大的空間，較難從住宅地下儲(chǔ)藏室找出大的空間；再之，從電表箱至戶內(nèi)配電箱線路較長(zhǎng)，尤其是樓層高的部分，電壓損失較大，難以滿足規(guī)范對(duì)電壓損失的要求。因此，對(duì)于一梯4戶高層住宅建議電能表箱按照每三層(12戶)集中安裝，這種配電方式的優(yōu)點(diǎn)是：1)相序平衡；2)由中間層電能表箱配電至上下層及本層戶內(nèi)配電箱配電方便；3)減少空間的占用。

3 應(yīng)急照明的設(shè)計(jì)

對(duì)于應(yīng)急照明箱的設(shè)置，筆者認(rèn)為地上部分可以每六層設(shè)置一雙電源箱，采用雙路干線(主備用線路)鏈?zhǔn)脚潆娭岭p電源箱；地下部分可以每層設(shè)置雙電源箱。由雙電源箱至應(yīng)急照明燈具配電宜按區(qū)域劃分回路，例如：樓梯間平臺(tái)二個(gè)回路、電梯前室二個(gè)回路等，這樣可以保證消防狀態(tài)下的區(qū)域照明可靠性，一回路斷電，該區(qū)域不至于處于無照明狀態(tài)。

應(yīng)急照明燈應(yīng)能在火災(zāi)確認(rèn)后處于點(diǎn)亮狀態(tài)，對(duì)于這一要求，傳統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式是在雙電源后設(shè)置兩段相導(dǎo)體母線(非消防狀態(tài)與消防狀態(tài)相導(dǎo)體母線)。如圖1所示，正常狀態(tài)下只有一段相導(dǎo)體母線帶電，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，通過消防聯(lián)動(dòng)可將兩段相導(dǎo)體母線間的接觸器吸合，使兩段母線皆為帶電狀態(tài)，此時(shí)單聯(lián)雙控開關(guān)在任何狀態(tài)下燈具皆為點(diǎn)亮狀態(tài)。這種應(yīng)急照明供電系統(tǒng)接線方式復(fù)雜，比較難懂，經(jīng)常有施工人員詢問筆者設(shè)計(jì)原理，而且這種接線方式可靠性不是很高。如果采用智能照明控制器則可解決上述接線方式的問題，即由配電箱同相母線引出兩路相線至照明燈具。如圖2所示，在配電箱內(nèi)設(shè)置智能照明控制器分別控制兩路相線，其中一路平時(shí)為帶電狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，由消防信號(hào)控制智能照明控制器使另一路帶電，此時(shí)單聯(lián)雙控開關(guān)在任何狀態(tài)下燈具皆為點(diǎn)亮狀態(tài)。由此可見，這種控制方式接線簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，并且同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)燈具的集中控制；缺點(diǎn)是價(jià)格較高。對(duì)于這兩種實(shí)現(xiàn)方式筆者推薦采用后者，因保證消防狀態(tài)下應(yīng)急照明的可靠性是非常重要的，而且，在非消防狀態(tài)下智能照明控制器也能實(shí)現(xiàn)照明燈具的節(jié)能管理。

圖1 應(yīng)急照明供電系統(tǒng)傳統(tǒng)接線方式

圖2 應(yīng)急照明供電系統(tǒng)接線方式

4 斷路器靈敏度校驗(yàn)

該工程屋頂電梯功率為30kW，根據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ 16-2008)第7.6.5條，選取長(zhǎng)延時(shí)整定電流值為100A的低壓斷路器作為過負(fù)荷保護(hù)電器，電纜截面選取35mm2，由于公共電源(一級(jí)負(fù)荷用電)進(jìn)線電纜為95mm2，所以電梯用電保護(hù)電器與電纜的選取能夠滿足過負(fù)荷保護(hù)電氣的動(dòng)作特性和電壓偏差允許值[2]的要求，可是低壓斷路器的靈敏度是否能夠滿足要求呢？以變壓器容量為1.25MVA為準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。

查表得變壓器的相保阻抗[3]：Xphpt=7.62mΩ,Rphpt=0.93 mΩ。

進(jìn)線銅母線槽容量為2 500A，長(zhǎng)度L=11m，查表得銅母線槽的阻抗為X=0.007mΩ/m，R=0.025mΩ/m，故XL1=0.08mΩ，RL1=0.28 mΩ/m。

低壓配電柜銅母排規(guī)格為4×[2×(100×100)]、長(zhǎng)度為15m，查表得銅母排的阻抗[3]為X=0.366mΩ/m，R=0.018mΩ/m，故XL2=5.49mΩ，RL2=0.27mΩ/m。

公共電源進(jìn)線電纜為95mm2、長(zhǎng)度L=100m，查表得電纜相保阻抗[3]為X=0.158mΩ/m，R=0.555mΩ/m，故XL1=28mΩ，RL1=55.5mΩ/m。

電梯配電電纜截面為35mm2、長(zhǎng)度L=100m，查表得電纜相保阻抗為X=0.16mΩ/m，R=1.503mΩ/m，故XL1=16mΩ，RL1=150.3mΩ/m。

選取電動(dòng)機(jī)保護(hù)用斷路器的短路延時(shí)保護(hù)的

可靠系數(shù)K=10，則斷路器的短路動(dòng)作電流的整定值為Izd=K×In=1kA，斷路器的動(dòng)作靈敏度KLZ=Id/Izd=1.02<1.3，不滿足斷路器的可靠動(dòng)作要求。

通過以上計(jì)算可以看出，當(dāng)配電設(shè)備距離變配電室較遠(yuǎn)時(shí)，需要加大進(jìn)線電纜與配電電纜的線徑以降低線路阻抗值，從而滿足斷路器的可靠動(dòng)作要求。

5 結(jié)束語

本文以一實(shí)際工程為例，從供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、應(yīng)急照明設(shè)計(jì)和斷路器靈敏度校驗(yàn)等幾個(gè)方面闡述了高層住宅電氣設(shè)計(jì)，并給出了設(shè)計(jì)時(shí)可采用的較合理和可靠的可執(zhí)行方案。住宅電氣設(shè)計(jì)是各類建筑電氣設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和精華，做好住宅電氣設(shè)計(jì)，對(duì)其他各類建筑電氣設(shè)計(jì)可起到事半功倍的作用。

[1] 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范(JGJ 16-2008)[S]. 北京: 中國(guó)建筑工業(yè)出版社, 2008.

[2] 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部. 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50052-2009)[S]. 北京: 中國(guó)計(jì)劃出版社, 2010.

[3] 中國(guó)航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院. 工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè) [M]. 北京: 中國(guó)電力出版社, 2008.