住宅建設(shè)已成為我國經(jīng)濟發(fā)展新的增長點,各地均在大量興建住宅和改造舊房。隨著人民生活水平的提高,住宅用電負(fù)荷增長很快。為適應(yīng)21世紀(jì)的用電水平,結(jié)合當(dāng)前正在進行的城網(wǎng)改造工程,住宅電氣設(shè)計'>電氣設(shè)計應(yīng)著眼于未來,以超前、安全可靠、經(jīng)濟、方便實用為原則,同時要為遠(yuǎn)期負(fù)荷的增長留有充分裕量,以免住宅建成后留下種種隱患。
1目前住宅電氣設(shè)計'>電氣設(shè)計存在的問題
1.1住宅電氣設(shè)計'>電氣設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)偏低
目前,國外發(fā)達(dá)國家的住宅電氣線路設(shè)計容量比我國高得多?,F(xiàn)以兩居室為例,對有關(guān)數(shù)據(jù)進行比較,結(jié)果見表1。
表1可見,中國香港地區(qū)、日本和美國住宅電氣設(shè)計'>電氣設(shè)計具有超前意識,充分考慮了幾十年內(nèi)住宅用電的增長,更重要的是提高了住宅電氣安全水平,避免了許多電氣火災(zāi)和其它電氣事故的發(fā)生。而中國大陸地區(qū)住宅電氣標(biāo)準(zhǔn)很難滿足今后大容量家電(空調(diào)器、電暖器、電炊具等)在家庭中的普及使用。
1.2不能滿足居民用電負(fù)荷的增長
近年來,中國大陸地區(qū)家電的快速普及導(dǎo)致了居民用電量的快速增長。例如,1987年居民用電量為269.6億kW·h,而1996年為1131億kW·h,年平均增長率為17.3。如果僅考慮城市居民用電量,其增長率會更高。
根據(jù)有關(guān)專家預(yù)測,2005年中國大陸地區(qū)居民用電量將達(dá)到2700億kW·h,為1996年的2.4倍。到2010年,中國大陸地區(qū)居民用電將達(dá)到3920億kW·h,如圖1所示。
中國大陸地區(qū)生活用電急劇增長,然而一些地方住宅電氣設(shè)計'>電氣設(shè)計往往片面強調(diào)節(jié)約,線路容量設(shè)計偏低,就像瓶頸一樣制約著居民的用電,更談不上適應(yīng)居民用電負(fù)荷增長的需要。近年來,由于居民夏季使用空調(diào)器,一些樓房的線路不堪重負(fù),頻繁跳閘,給居民的生活和工作帶來極大的不便。更嚴(yán)重的是電氣線路長期過載,導(dǎo)致絕緣下降,電氣事故不斷發(fā)生。目前電氣火災(zāi)已躍居火災(zāi)起因的第一位。
1.3其它問題
針對目前我國的住宅電氣設(shè)計'>電氣設(shè)計和建造中存在的配電回路少,對等電位連接重視不夠,漏電保護不夠完善等問題,新的國家標(biāo)準(zhǔn)《住宅設(shè)計規(guī)范》(GB50096—1999)于1999年6月1日起正式施行。新標(biāo)準(zhǔn)在某些條款上有了很大提高,明確要求“電氣線路應(yīng)采用符合安全和防火要求的敷設(shè)方式配線,導(dǎo)線應(yīng)采用銅線,每套住宅進戶線截面不應(yīng)小于10mm2,分支回路截面不應(yīng)小于2.5mm2”;“每套住宅的空調(diào)器電源插座、電源插座與照明,應(yīng)分路設(shè)計,廚房電源插座和衛(wèi)生間電源插座宜設(shè)置獨立回路”;“衛(wèi)生間宜作局部等電位聯(lián)結(jié)”;“每幢住宅的總電源斷路器,應(yīng)具有漏電保護裝置”等。這個標(biāo)準(zhǔn)是住宅設(shè)計中電氣安全的最低要求,但仍應(yīng)認(rèn)真執(zhí)行。
2我國住宅電氣設(shè)計'>電氣設(shè)計探討?yīng)?
2.1電氣線路截面應(yīng)滿足電氣安全和遠(yuǎn)期負(fù)荷發(fā)展的要求
從表1可見,美國、日本及中國香港地區(qū)住宅電氣線路導(dǎo)線截面選用得較大(出于對電氣安全的全面和長期的考慮),而中國大陸地區(qū)一些住宅電氣線路截面選用過小,主要原因:迄今沒有載流量標(biāo)準(zhǔn),制造廠家提供的載流量偏大,較國際電工標(biāo)準(zhǔn)的載流量約大20,設(shè)計中又多未考慮多回路并列暗敷時相互發(fā)熱而導(dǎo)致載流量下降的因素。
線路截面過小的缺點有:
(1)產(chǎn)生諧波危害
家用電器中產(chǎn)生諧波的非線性負(fù)荷(如微波爐、氣體放電燈、電子鎮(zhèn)流器等)日益增多,消除諧波危害的有效措施是減少回路阻抗。中國大陸地區(qū)家庭中非線性負(fù)荷家用電器的應(yīng)用較晚,還不夠普及,經(jīng)驗還不多。未來住宅應(yīng)充分認(rèn)識諧波在住宅用電中的危害。
(2)影響電壓質(zhì)量
由于線路截面過小引起阻抗增大,產(chǎn)生電壓損耗,影響電壓質(zhì)量,在高層建筑內(nèi)應(yīng)尤其需注意。
(3)加速絕緣老化造成事故
線路截面過小引起電線發(fā)熱加劇,絕緣老化加速,導(dǎo)致線間短路和接地故障,引起電氣火災(zāi)和人身觸電事故。負(fù)載電流中諧波分量過大使一些對諧波敏感的家用電器(例如電腦和某些電子設(shè)備)產(chǎn)生損壞或工作不正常;使家用電器內(nèi)的電動機、變壓器等發(fā)熱加劇而縮短壽命;使電氣線路上的斷路器頻繁跳閘,給家庭生活帶來不便。
2.2住宅內(nèi)分支回路數(shù)和插座數(shù)不應(yīng)過少
分支回路數(shù)過少,每個回路的負(fù)荷電流增加,會導(dǎo)致線路發(fā)熱加劇,電壓質(zhì)量變差。增加分支回路數(shù)量,相當(dāng)于減少每個回路的阻抗,對降低住宅諧波電壓,減少諧波危害十分有利。如若住宅內(nèi)有足夠的分支回路數(shù),可將產(chǎn)生諧波的非線性負(fù)荷電器和對諧波敏感的電器以分支回路的形式供電,非線性負(fù)荷諧波電流在其分支回路的阻抗上產(chǎn)生的諧波電壓降不會危害另一回路的敏感電器。分支回路如果較多,當(dāng)一回路進行檢修或因故停電時,停電的范圍較小,對家庭生活造成的影響也較小。
住宅內(nèi)插座數(shù)量過少,居民不得不亂拉臨時線加接插座,由于缺乏安全知識臨時線易引起人身觸電和電氣火災(zāi)事故。為此,發(fā)達(dá)國家不允許臨時線長期使用,同時規(guī)定足夠的插座數(shù)量。如美國國家電氣法規(guī)(NEC)規(guī)定,墻上兩插座點距離不得超過3.6m;中國香港地區(qū)的臥室、起居室和廚房的插座數(shù)分別為4、7、4個,而中國大陸地區(qū)大多數(shù)住宅的插座數(shù)量普遍偏少,這點應(yīng)引起設(shè)計人員的注意。
2.3住宅樓內(nèi)應(yīng)作等電位聯(lián)結(jié)
在建筑物內(nèi)將電源進線的PE線(保護接零線)、金屬管道、金屬結(jié)構(gòu)等互相連接起來稱作總等電位聯(lián)結(jié)。現(xiàn)在國際上非常重視等電位聯(lián)結(jié)的作用,它可在建筑物內(nèi)消除或減少電位差,因此是防電擊、防雷、防爆、防火以及保證電子信息設(shè)備正常工作的基本安全措施。根據(jù)國內(nèi)外電氣事故統(tǒng)計,低壓系統(tǒng)短路大多為相線碰設(shè)備外殼、金屬管道結(jié)構(gòu)的接地故障(接地短路),它能使這些設(shè)備外殼、管道、結(jié)構(gòu)帶對地故障電壓,導(dǎo)致人身電擊或電氣火災(zāi)事故。住宅內(nèi)作總等電位聯(lián)結(jié)可消除或降低這種故障電壓,其效果勝過單純的接地。因此國際電工標(biāo)準(zhǔn)IEC60364—4—41和發(fā)達(dá)國家電氣標(biāo)準(zhǔn)以及我國電氣標(biāo)準(zhǔn)都將它規(guī)定為電氣安全的基本要求。等電位聯(lián)結(jié)這一電氣安全措施并不需要復(fù)雜昂貴的電氣設(shè)備,所耗用的只是一些導(dǎo)線