浅谈高层住宅电气设计

张海波

(山东同圆设计集团有限公司， 山东 济南 250014)

0 引言

随着我国居民的生活水平不断提高，人们对生活质量的要求尤其是对居住环境条件的要求越来越高。同时，随着规范的不断更新、新技术与新产品的应用，对住宅楼的电气设计也提出了更高的设计要求。本文以某33层、一梯4户高层住宅为例，从几个方面谈一下高层住宅电气设计。

1 项目简介

该工程为一梯4户、33层、总高度为97.8m的塔式高层住宅，地下共2层均为储藏室，地上33层皆为普通住户，设有一部消防电梯和一部普通电梯。

2 供配电系统设计

该工程三级负荷用电(住户用电)为792kW，一级负荷用电约为100kW；电源由车库内变电所引来(线路长约100m)，一级负荷电源分别引自2台不同高压线路供电的变压器低压侧；三级负荷分两路进线，进线后再分两路干线分别引至电能表箱，然后再由电能表箱放射至住户内配电箱。根据供电部门的要求，电能表箱需要集中设置，对于33层的高层住宅，这显然不合理，首先不能满足《住宅建筑电气设计规范》(JGJ 242-2011)第3.3.6条中第三款的要求：对于高层住宅电能表宜按楼层集中安装；其次，需要占用较大的空间，较难从住宅地下储藏室找出大的空间；再之，从电表箱至户内配电箱线路较长，尤其是楼层高的部分，电压损失较大，难以满足规范对电压损失的要求。因此，对于一梯4户高层住宅建议电能表箱按照每三层(12户)集中安装，这种配电方式的优点是：1)相序平衡；2)由中间层电能表箱配电至上下层及本层户内配电箱配电方便；3)减少空间的占用。

3 应急照明的设计

对于应急照明箱的设置，笔者认为地上部分可以每六层设置一双电源箱，采用双路干线(主备用线路)链式配电至双电源箱；地下部分可以每层设置双电源箱。由双电源箱至应急照明灯具配电宜按区域划分回路，例如：楼梯间平台二个回路、电梯前室二个回路等，这样可以保证消防状态下的区域照明可靠性，一回路断电，该区域不至于处于无照明状态。

应急照明灯应能在火灾确认后处于点亮状态，对于这一要求，传统的实现方式是在双电源后设置两段相导体母线(非消防状态与消防状态相导体母线)。如图1所示，正常状态下只有一段相导体母线带电，当发生火灾时，通过消防联动可将两段相导体母线间的接触器吸合，使两段母线皆为带电状态，此时单联双控开关在任何状态下灯具皆为点亮状态。这种应急照明供电系统接线方式复杂，比较难懂，经常有施工人员询问笔者设计原理，而且这种接线方式可靠性不是很高。如果采用智能照明控制器则可解决上述接线方式的问题，即由配电箱同相母线引出两路相线至照明灯具。如图2所示，在配电箱内设置智能照明控制器分别控制两路相线，其中一路平时为带电状态，当发生火灾时，由消防信号控制智能照明控制器使另一路带电，此时单联双控开关在任何状态下灯具皆为点亮状态。由此可见，这种控制方式接线简单，运行可靠，并且同时可以实现灯具的集中控制；缺点是价格较高。对于这两种实现方式笔者推荐采用后者，因保证消防状态下应急照明的可靠性是非常重要的，而且，在非消防状态下智能照明控制器也能实现照明灯具的节能管理。

图1 应急照明供电系统传统接线方式

图2 应急照明供电系统接线方式

4 断路器灵敏度校验

该工程屋顶电梯功率为30kW，根据《民用建筑电气设计规范》(JGJ 16-2008)第7.6.5条，选取长延时整定电流值为100A的低压断路器作为过负荷保护电器，电缆截面选取35mm2，由于公共电源(一级负荷用电)进线电缆为95mm2，所以电梯用电保护电器与电缆的选取能够满足过负荷保护电气的动作特性和电压偏差允许值[2]的要求，可是低压断路器的灵敏度是否能够满足要求呢？以变压器容量为1.25MVA为准进行计算。

查表得变压器的相保阻抗[3]：Xphpt=7.62mΩ,Rphpt=0.93 mΩ。

进线铜母线槽容量为2 500A，长度L=11m，查表得铜母线槽的阻抗为X=0.007mΩ/m，R=0.025mΩ/m，故XL1=0.08mΩ，RL1=0.28 mΩ/m。

低压配电柜铜母排规格为4×[2×(100×100)]、长度为15m，查表得铜母排的阻抗[3]为X=0.366mΩ/m，R=0.018mΩ/m，故XL2=5.49mΩ，RL2=0.27mΩ/m。

公共电源进线电缆为95mm2、长度L=100m，查表得电缆相保阻抗[3]为X=0.158mΩ/m，R=0.555mΩ/m，故XL1=28mΩ，RL1=55.5mΩ/m。

电梯配电电缆截面为35mm2、长度L=100m，查表得电缆相保阻抗为X=0.16mΩ/m，R=1.503mΩ/m，故XL1=16mΩ，RL1=150.3mΩ/m。

选取电动机保护用断路器的短路延时保护的

可靠系数K=10，则断路器的短路动作电流的整定值为Izd=K×In=1kA，断路器的动作灵敏度KLZ=Id/Izd=1.02<1.3，不满足断路器的可靠动作要求。

通过以上计算可以看出，当配电设备距离变配电室较远时，需要加大进线电缆与配电电缆的线径以降低线路阻抗值，从而满足断路器的可靠动作要求。

5 结束语

本文以一实际工程为例，从供配电系统设计、应急照明设计和断路器灵敏度校验等几个方面阐述了高层住宅电气设计，并给出了设计时可采用的较合理和可靠的可执行方案。住宅电气设计是各类建筑电气设计的基础和精华，做好住宅电气设计，对其他各类建筑电气设计可起到事半功倍的作用。

[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部.民用建筑电气设计规范(JGJ 16-2008)[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2008.

[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部. 供配电系统设计规范(GB 50052-2009)[S]. 北京: 中国计划出版社, 2010.

[3] 中国航空工业规划设计研究院. 工业与民用配电设计手册 [M]. 北京: 中国电力出版社, 2008.