现代住宅电气主干线路的优化设计
随着我国经济的发展,居民对电的需求将越来越高,已从简单照明型转入了改善居住环境用电型。例如空调已步入普通百姓家庭,一户拥有两、三部空调的现象已很普遍。另一些大功率家用电器设备正逐步被百姓所认识,相信今后也将跃入主流家电行列。诸如电灶、电热水系统、电取暖系统,它们具有安全、方便、节能、卫生、经济、环保和功率大等特点。
然而我国一些地区的电气线路设计往往片面强调节约,线路容量的设计偏低,就象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。现在我国的人均用电量仅相当于世界平均用电水平三分之一。近年来,由于居民夏季使用空调,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。更不可忽视的是在每天发生的火灾中,因电气事故引起火灾呈上升趋势,据统计我国电气火灾已跃居火灾起因的第一位。
现代住宅的电气线路的敷设方式以暗敷设为主,因暗埋电气线路是难以更换或增加的,它必须一步到位,来满足远期负荷的需要。由于生活水平的提高和家用电器的不断增多和更新,远期负荷是很难估算的,我们只能借鉴国外经验并结合国情来合理设计我国住宅的电气线路。
现代住宅电气线路设计要求所设计的线路应具有安全性、功能性、舒适性和可适应发展性,在对现代住宅电气线路设计还要有一定的超前意识。在正常工作情况下,以电流持续期间产生的热效应为条件,提供导体和绝缘体的合理寿命。还要考虑到其它方面的也影响来选择导体截面积的,诸如;电击保护、过流保护、电压降及导体所连接设备的端子的温度限值等方面。因此,如何科学合理的使用电缆、电线,准确地选择电缆、电线的载流量,合理规范的进行管理和维护是至关重要的。
针对以往电气设计标准中存在的问题,新的国家标准《住宅设计规范》的施行,它在某些条款上有了很大提高,如它明确要求“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10mm2,分支回路截面不应小于2.5mm2”;“每套住宅的空调电源插座、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” 等。
但应注意到,这个标准依然是住宅电气设计中电气安全的最低要求。有鉴于此,全国建筑物电气装置标准化委员会,已提出编制计划,上报国家技术监督局,将国际电工委员会IEC60364—5—523标准等同采用为国家标准。目前我国一些住宅电气线路截面选用过小,除对远期负荷估计不足外,还有以下一些原因:
1)我国迄今没有电缆电线载流量标准,而一些制造商提供的载流量则偏大,较国际电工标准的载流量约大20%,而设计中又多未考虑多回线路并列暗敷时相互发热而导致载流量的降低,这些因素使所选的线路截面更加偏小。
2).家用电器中的非线性负荷产生的高次谐波(如微波炉、气体放电灯、电子镇流器等)日益增多,直接影响供电的电压质量。消除谐波危害的有效措施是减少回路阻抗,国外采用增大截面线路可以减少回路阻抗。我国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,尚未充分认识谐波在住宅用电中的危害。
3)对住宅线路截面过小引起线路阻抗增大,影响电压质量,这点在高层建筑内问题尤为突出。
线路截面过小的后果是电线发热加剧,绝缘老化加速,易导致线间短路和接地故障,引起电气火灾和人身电击事故。而负载电流中谐波份量过大又使一些对谐波敏感的家用电器(例如家用电脑和某些电子设备)产生损坏或工作不正常,也能使家用电器内的电动机、变压器等发热加剧而缩短寿命,它还能使电气线路上的断路器频繁跳闸、熔断器经常熔断,给家庭生活带来许多不便。所以住宅电气线路设计必须对住宅电气安全的全面和长期的考虑。