現(xiàn)代家居配電設(shè)計(jì)探討--電氣設(shè)計(jì)論文.doc

現(xiàn)代家居配電設(shè)計(jì)探討摘 要：分析現(xiàn)代家居采用三相配電的危害性，主張采用單相配用電；分析現(xiàn)代家居用電安全的隱患，主張擴(kuò)大裝設(shè)保護(hù)人身安全漏電保護(hù)的用電范疇，介紹幾種類型住宅的配電接線方式。關(guān)鍵字：?jiǎn)蜗嗯潆?漏電保護(hù) 住宅配電接線方式隨著居民生活水平的提高，家庭居住條件顯著變化。主要體現(xiàn)在大面積，多居住空間。家庭供用電相應(yīng)的變化是：大用電量、超多回路的用電需求；確保供電可靠、用電安全方能體現(xiàn)以人為本的現(xiàn)代生活。因此，對(duì)家居的供用電設(shè)計(jì)日益重要，千萬不可等閑視之。1 家居采用三相供電的嚴(yán)重弊端對(duì)家居的供用電設(shè)計(jì)，首先是如何正確選擇供電方式。由于大用電量的特點(diǎn)，一般習(xí)慣地采用三相電源向住家供電，但它潛伏著嚴(yán)重的危害性，已有學(xué)者對(duì)此做了詳細(xì)地分析，下面引用其中的分析結(jié)果。1.1高電壓的潛在危險(xiǎn)性采用三相供電，也就是380/220v進(jìn)戶用電電壓，對(duì)于普通用戶，380v的高電壓比起220v更有危險(xiǎn)性，一旦觸電更沒有生命安全保證。世界上比較發(fā)達(dá)的國(guó)家，有的甚至已采用110v電壓等級(jí)作為家庭用電。1.2斷中性線的潛在危害性根據(jù)住宅設(shè)計(jì)規(guī)范要求，住戶三相供電必須選用能同時(shí)切斷n線的4p進(jìn)線總開關(guān)。由此造成總進(jìn)線n線的開斷潛在危險(xiǎn)增加，如接線頭的松動(dòng)，或n極開關(guān)接觸不良都可能造成總進(jìn)線n線的開斷。一旦總線n線斷開，同時(shí)又碰上住戶三相用電不平衡，或者是任一相與n線產(chǎn)生開路或短路故障時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生以下嚴(yán)重后果，參見圖1。1.2.1斷n線時(shí)三相不平衡當(dāng)三相用電電流的平均值與最大或最小一相用電電流的最大差值與平均值的比值，即三相最大不平衡度達(dá)到57%時(shí)，經(jīng)計(jì)算，得出最高一相的相電壓值超出額定電壓的+31%，最低一相的相電壓值偏離額定值-9%，中性點(diǎn)偏離電壓68v（實(shí)際上就是負(fù)載側(cè)n線對(duì)地電壓值）。這時(shí)高電壓相勢(shì)必造成用電設(shè)備嚴(yán)重超載，絕緣損壞，燒毀用電設(shè)備。低電壓相的用電設(shè)備不能正常使用，甚至導(dǎo)致?lián)p壞用電設(shè)備。中性線對(duì)地帶有68v電壓，超出50v安全電壓，已構(gòu)成觸電危險(xiǎn)。圖1 住戶三相用電接線簡(jiǎn)圖1.2.2斷n線時(shí)一相沒負(fù)載一相沒負(fù)載時(shí)相當(dāng)于該相開路，負(fù)載電阻無窮大，即rc=，這時(shí)a、b相負(fù)載串接在uab線電壓間，加在各相負(fù)載的電壓與負(fù)載正常的額定使用容量成反比進(jìn)行分配，即額定容量大的負(fù)載因?yàn)殡娮栊》峙涞降碾妷旱?，反而消耗的功率小，容量小的?fù)載正好相反。假設(shè)當(dāng)一相的負(fù)載正常額定使用容量是另一相的3倍時(shí)：如 ra=12 、rb=4 ；pa=4kw pb=12kw ；當(dāng)c相斷相時(shí)產(chǎn)生的結(jié)果是pa=6.9kw 、pb=2.3kw ； uan =288v 、ubn=96v；與額定電壓的偏離 ua= +31%、 ub= -56% ，中性點(diǎn)嚴(yán)重偏移，即這時(shí)n線對(duì)地電壓達(dá)147v。不難看出造成的后果與上面1.2.1相同。在實(shí)際使用中這種情況是完全可能的，如僅兩相有用電，且其中一相是部分照明，另一相是大功率的電熱器或空調(diào)器，功率相差甚至不止3倍。1.2.3斷n線時(shí)一相又與n線短接發(fā)生這種現(xiàn)象是最危險(xiǎn)的故障，如c相與n線短接，由于n線斷開沒有短路電流，不但c相沒法用電，也沒法產(chǎn)生短路電流促使c相開關(guān)過流迅速動(dòng)作。a、b兩相用電都加上uac、ubc線電壓380v，電壓偏離達(dá)最大值+73%，勢(shì)必?zé)龤в秒娫O(shè)備。這時(shí)c相雖然沒有短路電流，但通過回路n線和短路點(diǎn)流過a、b相負(fù)載電流的矢量和，流回電源。不管該負(fù)載電流值能否促使c相開關(guān)過流保護(hù)動(dòng)作，故障都無法排除，假設(shè)分路的c相開關(guān)跳開，故障變成上述1.2.2節(jié)的情況，即一相斷開沒負(fù)載。此外，這時(shí)中性點(diǎn)達(dá)到最大偏移，n線對(duì)地電壓220v，所以說這種故障是最危險(xiǎn)的。1.2.4結(jié)論從上述的分析結(jié)果，除了380v進(jìn)戶高電壓的危險(xiǎn)外，斷中性線的潛在危害性，也是相當(dāng)嚴(yán)重的。它可能使用電設(shè)備所承受的電壓，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過規(guī)范上所規(guī)定的最大值最不利時(shí)供電電壓質(zhì)量應(yīng)保證在+5%、10%范圍。用電設(shè)備不能正常運(yùn)行，或因過壓過流而燒毀，甚至禍及使用者。另外，n線斷開時(shí)，如果三相用電負(fù)荷不平衡度不是很大，則存在的故障隱患難以察覺，更增加用電的不安全性。因此，對(duì)家居用電，作者建議不采用三相供電，主張采用單相供電，可杜絕三相供電的潛在危害性。即使由于住家面積超大用電量非常大，也可以根據(jù)空間特點(diǎn)劃分多個(gè)小空間，采用同相的單相多回路方式，向各個(gè)小空間供電。2 當(dāng)前家居用電的安全隱患根據(jù)住宅設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，住家照明回路、空調(diào)回路可以不設(shè)漏電保護(hù)，所以大都按照這個(gè)原則進(jìn)行用電回路設(shè)計(jì)。但是，對(duì)于衛(wèi)生間和廚房照明，臥室床頭壁燈、落地空調(diào)等用電，卻埋下了安全隱患。根據(jù)各地用電事故通報(bào)，甚至釀下了人身安全事故，不能不引起電氣設(shè)計(jì)人員的重視，如果這些用電范疇也采用漏電保護(hù)，可以消除一些不該發(fā)生的安全事故。3 介紹幾種住戶配電箱的接線方式住戶的用電配電箱接線方式，與用電量大小、套房的使用面積大小、居住空間個(gè)數(shù)、住宅的中高級(jí)性質(zhì)等，都有直接的關(guān)系，下面介紹幾種常用接線方式。3.1一類住宅套型的接線方式按照福建省“住宅設(shè)計(jì)規(guī)范”電氣專業(yè)實(shí)施細(xì)則（以后簡(jiǎn)稱細(xì)則）的規(guī)定，這類套型2個(gè)居住空間，使用面積3445，1個(gè)衛(wèi)生間，電氣設(shè)計(jì)計(jì)算負(fù)荷不小于4kw，其住戶配電箱的接線方式建議采用圖2。圖2 住戶配電箱接線方式一這類住宅套型面積小、空間個(gè)數(shù)少，相應(yīng)的回路少，建議總開關(guān)加漏電保護(hù)，既安全又經(jīng)濟(jì)實(shí)用。為方便使用插座回路都選16a的，但應(yīng)注意各種大用量的設(shè)備應(yīng)錯(cuò)開使用，避免過載跳總開關(guān)。總開關(guān)根據(jù)住宅的中高級(jí)性質(zhì)、面積大小差別，高級(jí)的較大面積的選32a，一般的選25a。3.2 二、三類住宅套型的接線方式按細(xì)則規(guī)定，這類住宅3個(gè)居住空間，使用面積4668，一般在廈門地區(qū)大都設(shè)計(jì)2個(gè)衛(wèi)生間，計(jì)算負(fù)荷不小于6kw，其住戶配電箱接線建議采用圖3。圖3 住戶配電箱接線方式二上述圖中插座回路兼供局部照明。3.3四類住宅套型的接線方式按細(xì)則規(guī)定：四類住宅為居住空間4個(gè)，使用面積69100，計(jì)算負(fù)荷不小于8kw。根據(jù)具體情況對(duì)于四類住宅中，使用面積在6980，2個(gè)衛(wèi)生間的并非高級(jí)住宅，計(jì)算負(fù)荷近似按8kw計(jì)算，建議可仍舊采用上述圖3接線。對(duì)于81100，甚至150左右，3個(gè)衛(wèi)生間的，建議按圖4設(shè)計(jì)住戶配電箱接線，但也并非絕對(duì)的。圖4 住戶配電箱接線方式三3.4四類以上的復(fù)式住宅套型接線方式對(duì)于復(fù)式住宅使用面積在200以下，大小居住空間不超過6個(gè)，衛(wèi)生間不超過4個(gè)，作者認(rèn)為總進(jìn)線開關(guān)仍舊可選用單相63a，即計(jì)算負(fù)荷約12.5kw，建議按圖5設(shè)計(jì)住戶配電箱接線。圖5 住戶上、下層配電箱接線方式對(duì)于面積、空間數(shù)、用電負(fù)荷再大的復(fù)式住宅，如果一路63a沒法滿足用電需要，作者認(rèn)為可采用上、下層各一路同相的單相負(fù)荷供電，總開關(guān)可分別選用40a或63a，應(yīng)該就能滿足用電要求，住戶箱接線方式可參照上述幾種方式進(jìn)行選擇。3.5別墅住宅的接線方式對(duì)于別墅，除了有3相用電設(shè)備，如家居集中空調(diào)，必須采用三相供電，否則還是建議多回路的同相的單相供電方式。對(duì)于三相供電的別墅住戶總配電箱接線，建議參照?qǐng)D6設(shè)計(jì)。圖6 別墅住戶總配電箱接線方式別墅的每層配電箱仍選用單相供電，接線方式可參照上述的幾種方式，每層若多回路供電應(yīng)選同相的單相供電方式。三相用電設(shè)備直接從總箱放射式供出，僅總箱總開關(guān)選用4p，總進(jìn)線pe應(yīng)做好重復(fù)接地，縮短總n線的長(zhǎng)度，減少總n線的連接點(diǎn)，最大可能地消除斷總n線的不利因素。此外，建議在總n線與pe線之間設(shè)置過電壓繼電保護(hù)裝置，監(jiān)視n線對(duì)地的電壓，可整定在50v，瞬時(shí)跳進(jìn)線總開關(guān)，確保別墅用電安全。為防止斷n線影響保護(hù)的跳閘，總開關(guān)跳閘線圈宜選用380v線電壓電源。4 幾個(gè)技術(shù)和安全方面的問題4.1人身安全漏電保護(hù)與主開關(guān)的選用配合問題關(guān)于30ma人身安全漏電保護(hù)與主開關(guān)電流大小選用配合問題，準(zhǔn)確地說，漏電流取決于用電線路和接入線路中各種各樣用電設(shè)備的對(duì)地固有漏電流，包括分布電容和漏電導(dǎo)的漏電流，線路越長(zhǎng)接入設(shè)備越多，固有漏電流越大，單相用電近似于代數(shù)和，三相用電是三相的矢量和，與主開關(guān)電流值并無直接關(guān)系。但是，住宅的居住空間多，使用面積大，相應(yīng)的用電設(shè)備就多，用電線路就長(zhǎng)，選用的總開關(guān)電流也就大，所產(chǎn)生的固有漏電電流也就大，因此兩者還是有內(nèi)在的正比關(guān)系。有資料表明，一套4居住空間、兩衛(wèi)，使用面積不大于100。對(duì)這樣的居室，一般選用40a左右的總開關(guān)進(jìn)行供電也就滿足了。鑒于上述理由，一般配漏電保護(hù)30ma的單相開關(guān)，建議不宜大于40a。當(dāng)然也存在跳總開關(guān)影響全戶供電的不利因素。主要看設(shè)計(jì)者的著眼點(diǎn)、選用開關(guān)質(zhì)量、管線施工質(zhì)量、開發(fā)商或業(yè)主的意見等而定。4.2壁掛式空調(diào)的漏電保護(hù)對(duì)于分體壁掛式空調(diào)，為了美觀，個(gè)別人把室內(nèi)機(jī)與衣柜組合安裝；室外機(jī)的金屬機(jī)座安裝在與窗戶或陽臺(tái)的金屬防護(hù)欄桿連成一體的金屬支架上，或是安裝在可以觸及到的陽臺(tái)欄板上。這些都存在有發(fā)生不安全的隱患，如漏電觸電、漏電產(chǎn)生火災(zāi)等。為了確保安全起見