陶有抗 汪永华
安徽水电职业技术学院 安徽合肥 230601
住宅建设已成为我国经济发展新的增长点，各地均在大量兴建住宅和改造旧房。随着人民生活水平的提高，住宅用电负荷增长很快。为适应21世纪的用电水平，结合当前正在进行的城网改造工程，住宅电气设计应着眼于未来，以超前、安全可靠、经济、方便实用为原则，同时要为远期负荷的增长留有充分裕量，以免住宅建成后留下种种隐患。
1 目前住宅电气设计存在的问题
1.1 住宅电气设计标准偏低
目前，国外发达国家的住宅电气线路设计容量比我国高得多。现以两居室为例，对有关数据进行比较，结果见表1。
表1可见，中国香港地区、日本和美国住宅电气设计具有超前意识，充分考虑了几十年内住宅用电的增长，更重要的是提高了住宅电气安全水平，避免了许多电气火灾和其它电气事故的发生。而中国大陆地区住宅电气标准很难满足今后大容量家电(空调器、电暖器、电炊具等)在家庭中的普及使用。
1.2 不能满足居民用电负荷的增长
近年来，中国大陆地区家电的快速普及导致了居民用电量的快速增长。例如，1987年居民用电量为269.6亿kW·h，而1996年为1131亿kW·h，年平均增长率为17.3%。如果仅考虑城市居民用电量，其增长率会更高。
根据有关专家预测，2005年中国大陆地区居民用电量将达到2700亿kW·h，为1996年的2.4倍。到2010年，中国大陆地区居民用电将达到3920亿kW·h，如图1所示。
中国大陆地区生活用电急剧增长，然而一些地方住宅电气设计往往片面强调节约，线路容量设计偏低，就像瓶颈一样制约着居民的用电，更谈不上适应居民用电负荷增长的需要。近年来，由于居民夏季使用空调器，一些楼房的线路不堪重负，频繁跳闸，给居民的生活和工作带来极大的不便。更严重的是电气线路长期过载，导致绝缘下降，电气事故不断发生。目前电气火灾已跃居火灾起因的第一位。
1.3 其它问题
针对目前我国的住宅电气设计和建造中存在的配电回路少，对等电位连接重视不够,漏电保护不够完善等问题，新的国家标准《住宅设计规范》(GB50096—1999)于1999年6月1日起正式施行。新标准在某些条款上有了很大提高，明确要求“电气线路应采用符合安全和防火要求的敷设方式配线，导线应采用铜线，每套住宅进户线截面不应小于10 mm2，分支回路截面不应小于2.5 mm2”；“每套住宅的空调器电源插座、电源插座与照明，应分路设计，厨房电源插座和卫生间电源插座宜设置独立回路”；“卫生间宜作局部等电位联结” ；“每幢住宅的总电源断路器，应具有漏电保护装置”等。这个标准是住宅设计中电气安全的最低要求，但仍应认真执行。
2 我国住宅电气设计探讨
2.1 电气线路截面应满足电气安全和远期负荷发展的要求
从表1可见，美国、日本及中国香港地区住宅电气线路导线截面选用得较大(出于对电气安全的全面和长期的考虑)，而中国大陆地区一些住宅电气线路截面选用过小，主要原因 ：迄今没有载流量标准，制造厂家提供的载流量偏大，较国际电工标准的载流量约大20%，设计中又多未考虑多回路并列暗敷时相互发热而导致载流量下降的因素。
线路截面过小的缺点有：
(1) 产生谐波危害
家用电器中产生谐波的非线性负荷(如微波炉、气体放电灯、电子镇流器等)日益增多 ，消除谐波危害的有效措施是减少回路阻抗。中国大陆地区家庭中非线性负荷家用电器的应用较晚，还不够普及，经验还不多。未来住宅应充分认识谐波在住宅用电中的危害。
(2) 影响电压质量
由于线路截面过小引起阻抗增大，产生电压损耗，影响电压质量，在高层建筑内应尤其需注意。
(3) 加速绝缘老化造成事故
线路截面过小引起电线发热加剧，绝缘老化加速，导致线间短路和接地故障，引起电气火灾和人身触电事故。负载电流中谐波分量过大使一些对谐波敏感的家用电器(例如电脑和某些电子设备)产生损坏或工作不正常；使家用电器内的电动机、变压器等发热加剧而缩短寿命；使电气线路上的断路器频繁跳闸，给家庭生活带来不便。
2.2 住宅内分支回路数和插座数不应过少
分支回路数过少，每个回路的负荷电流增加，会导致线路发热加剧，电压质量变差。增加分支回路数量，相当于减少每个回路的阻抗，对降低住宅谐波电压，减少谐波危害十分有利。如若住宅内有足够的分支回路数，可将产生谐波的非线性负荷电器和对谐波敏感的电器以分支回路的形式供电，非线性负荷谐波电流在其分支回路的阻抗上产生的谐波电压降不会危害另一回路的敏感电器。分支回路如果较多，当一回路进行检修或因故停电时 ，停电的范围较小，对家庭生活造成的影响也较小。
住宅内插座数量过少，居民不得不乱拉临时线加接插座，由于缺乏安全知识临时线易引起人身触电和电气火灾事故。为此，发达国家不允许临时线长期使用，同时规定足够的插座数量。如美国国家电气法规(NEC)规定，墙上两插座点距离不得超过3.6 m；中国香港地区的卧室、起居室和厨房的插座数分别为4、7、4个，而中国大陆地区大多数住宅的插座数量普遍偏少，这点应引起设计人员的注意。
2.3 住宅楼内应作等电位联结
在建筑物内将电源进线的PE线(保护接零线)、金属管道、金属结构等互相连接起来称作总等电位联结。现在国际上非常重视等电位联结的作用，它可在建筑物内消除或减少电位差，因此是防电击、防雷、防爆、防火以及保证电子信息设备正常工作的基本安全措施 。根据国内外电气事故统计，低压系统短路大多为相线碰设备外壳、金属管道结构的接地故障(接地短路)，它能使这些设备外壳、管道、结构带对地故障电压，导致人身电击或电气火灾事故。住宅内作总等电位联结可消除或降低这种故障电压，其效果胜过单纯的接地。因此国际电工标准IEC60364—4—41和发达国家电气标准以及我国电气标准都将它规定为电气安全的基本要求。等电位联结这一电气安全措施并不需要复杂昂贵的电气设备，所耗用的只是一些导线(相反，埋在地下的人工接地极易受土壤腐蚀而失效)，在保证电气安全上的作用远胜过过去习惯采用的专门打入地下的人工接地的作法。在发达国家不要求住户打入人工接地，但住宅楼内如不作总等电位联接和浴室内的局部等电位联结，非但甲方不予验收，当地供电公司也以电气上不安全为由拒绝供电。我国电气施工定额中未给等电位联结列项，使施工人员劳而无功，影响了这一重要的电气安全措施在我国的推广和应用，这点应引起重视。
2.4 住宅楼内应装设两级漏电保护装置
漏电保护装置由漏电保护器，低压断路器或交流接触器等组成，对接地故障有很高的动作灵敏度。它不仅能有效预防人身触电事故，防范常见多发的接地电弧火灾，而且能监视或切除一相接地故障。
住宅楼内一般应装设两级漏电保护装置。第一级装设在每户的插座分支回路上，要求它对接地故障反应灵敏(能瞬时跳闸的30 mA漏电保护装置)，因插座回路上常接用金属外壳的手握式或移动式电器，当这类电器发生相线碰外壳接地故障，人体遭受电击时，能保证人身安全。第二级漏电保护装置装设在住宅楼的电源进线处，它的作用是防接地故障火灾 ，这种火灾是最常见的多发性电气火灾。接地故障因故障电流较小，它常以电弧的形式出现 ，电弧本身正是危险的起火源。如在电源进线处装设带少许延时的漏电保护功能的断路器,就能对住宅内任一处的接地故障及时切断电源，避免电气火灾的发生。
我国已生产这种防火用的漏电保护器。其动作电流约300 mA，带0.3 s左右的延时，以与下级漏电保护器在动作时间上有选择性的配合。这两级漏电保护装置分别防范人身电击和电气火灾事故，对住宅楼电气安全至关重要。漏电保护在防电气火灾上的重要作用在我国的住宅电气中还未很好体现出来，即使装设了漏电保护，也多为防止人身触电。而发达国家不设这两级漏电保护装置，甲方不验收，当地供电公司不供电。可见我国住宅建设中应认真按照IEC标准要求，不断完善漏电保护装置，防止电气火灾的发生。2.5 利用城网改造契机提高住宅电气设计容量
目前城网的建设与改造要求坚持服务于城市，服务于人民，服务于发展的方针，对新发展的城网要求设备技术先进，标准较高，争取一步到位，满足20～30年负荷增长需求。为此，电力部门已逐步走向市场，在提供服务质量的同时，不仅废除了原来一系列的限电观念，而且还制定了相应的鼓励用电的措施。这些都将加速居民用电负荷的迅速增长。可以预测我国城市居民用电，在今后十年内将有一个飞速的发展。
就住宅建设而言，一般新建住宅楼的设计寿命为50年，且住宅电气线路大都采用暗敷法。其电气设计容量既使按香港地区的现行的标准设计，其投资份额增量也是极其有限的 。否则，日后如要对住宅电气线路进行扩容改造，不仅费工、费时、费用高，而且影响美观 。因此，提高我国住宅电气设计容量势在必行。它不仅保持了与我国城网改造的同步，而且还满足了未来居民对用电负荷快速增长的需求。此外，也保证了电气设备长期运行的安全性。
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