【文章內(nèi)容簡介】 and defend the thunder, guaranteeing intellectual building39。s security, reliable, fortable and prerequisite favorable to development. The science reasonable carries on the load putation is enhances the building electrical power distribution system the reliability, correctly chooses each kind of switching equipment capacity the premise. This article to shouldered in the putation to be connected the question to carry on the analysis and the discussion, the important equipment capacity choice has made the detailed elaboration, and proposed further enhanced the electrical power distribution system reliable measure. The safety first, now in the electrical design, the personal safety and the fire prevention were safe enhanced to the first place, for got rid of in the traditional low voltage power supply system the main emphasis to overload, shortcircuits the protection by to protect the current collector and the supply line not the shorting which damaged. This article appears when the leakage to the low pressure power supply system in the person receives an electric shock the fire hazardous reason which the risk and the leakage causes to carry on discussed and has produced the corresponding guard measure. The ordinary building antiradar system not only cannot protect the high level building the electronic installation and the intelligent system, instead possibly introduces the thunder and lightning, doubles is struck by lightning the loss. Therefore the intelligent building is more and more high to the antiradar system request, this article straight struck the thunder and the induction thunder to the intelligent building in has carried on the exploration and the thunder and lightning electromagic patibility question has carried on the discussion analysis, proposed in the building the reliable electronic installation synthesis antiradar protective measures. At the same time, in order to achieve the intelligent control, improves the management quality, the reduction administrative personnel, the modern intelligence construction system take the great span frame posture construction structure as the foundation, forms the standardized strong electricity and the weak electricity connection by the intelligent construction environment in system integration center using the synthesis wiring system, the connection building automated system (BAS), the correspondence automated system (CAS), the office automation system (OAS), realizes the 3A function. This article was connected the electrical power distribution system intellectualization function on BAS in and should serve as the simple discussion and the research. Key word: the intelligent building； electricity design； synthesis antiradar 智能樓宇配電系統(tǒng)及綜合防雷的設(shè)計研究 1 第一章 緒 論 引言 隨著人們生活水平的不斷提高，通訊與信息技術(shù)的發(fā)展，人們對樓宇設(shè)計的要求標準也不斷向智能化過渡，這勢必對樓宇供配電系統(tǒng)的安全、可靠性及防雷措施提出了更高的要求，對樓宇內(nèi)智能系統(tǒng)的環(huán)境保護提出了更高的要求。 普通樓宇配電系統(tǒng)和防雷措施中存在的主要問題 用電負荷計算存在的問題 在普通樓宇中，為了節(jié)約成本 、減少開支，每戶的用電負荷都定得很低，所配置的電表，開關(guān)及導線截面均偏小，根本無法滿足現(xiàn)代電氣設(shè)備的要求，造成經(jīng)常性的負荷跳閘，超負荷運行而燒壞開關(guān)、電表、電線的現(xiàn)象常有發(fā)生。 于 1999 年 6 月 1日起正式施行 的國家標準《住宅設(shè)計規(guī)范》（ GB500961999），它 的一些 規(guī)定 已脫離了客觀發(fā)展的現(xiàn)實。當時規(guī)定 住宅使用面積最大為 68 2m ， 而現(xiàn)在許多住宅面積已超過了 100 2m ，特別在一些經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，新建的住宅套型面積 高達 100～ 160 2m 且 已占了相當大的比例 ， 有些面積甚至更大。電視機、空調(diào)往往有 2～ 4 部，早已超過了每戶 4kW 的設(shè)計標準 ； 另一方面，從家用電器的發(fā)展趨勢來看，今后負荷的增長點將主要在廚房和衛(wèi)生設(shè)備上，如現(xiàn)在市場上見到的即熱式電熱水器其功率達 6kW～ 10kW，電灶的功率為 3kW～12kW?? ?？梢?隨著 目前發(fā)展的現(xiàn)狀，我們應(yīng)結(jié)合各地的實情加以調(diào)整 。據(jù)有關(guān)專家預(yù)測， 2020～ 2020 年將是住宅用電負荷的快速增長期 ， 其中 2020～ 2020 年增長速度適中，大約是前 10年的 2倍；而 2020～ 2020 年住宅電氣負荷將進入迅速增長期。這是因為一些高品質(zhì)的家用電器將會普及而且迅速增長，如智能溫控電熱膜、電熱線，廚房設(shè)備，供熱設(shè)備等。 2020～ 2020 年住宅電氣負荷將進入緩慢增長期。根據(jù)家用電器的壽命規(guī)律，現(xiàn)在已進入家庭的傳統(tǒng)家電和采用變頻技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、模糊控制技術(shù)的新產(chǎn)品，到 2020 年以后將逐步進入更新?lián)Q代時期。經(jīng)濟增長也逐步由過去的增量型轉(zhuǎn)向增值型，由能耗型轉(zhuǎn)向技術(shù)節(jié)能型。這樣一來，采用高新技術(shù)武裝起來的家電，其產(chǎn)品從高耗能變?yōu)榈秃哪?，到那時住戶的用電負荷就不會有過快的增長。當經(jīng)濟技術(shù)發(fā)展到一定 水平，用電指標趨于平衡飽和，甚至略呈下降趨勢 。 供電系統(tǒng)的安全可靠性方面存在的問題 （ 1）傳統(tǒng)的低壓供電系統(tǒng)設(shè)計主要強調(diào)過載、短路保護，用來保護用電設(shè)備、供 智能樓宇配電系統(tǒng)及綜合防雷的設(shè)計研究 2 電線路不受損壞； （ 2）當接用單相不平衡負荷時，聯(lián)結(jié)組別為 Y， yn0 的配電變壓器要求中性線電流不超過低壓繞組額定電流的 25%，因而嚴重地限制了接用單相負荷的容量，影響了變壓器設(shè)備能力的充分發(fā)揮。按《配規(guī)》規(guī)定，低壓為 TN 及 TT 系統(tǒng)時，宜選用聯(lián)結(jié)組別為D， yn11 的變壓器。這種聯(lián)結(jié)組別變壓器的中性線電流允許達到相電流的 75%以上，對于主要是 單相負荷的住宅顯得尤為重要。況且， D， yn11 聯(lián)結(jié)變壓器比 Y， yn0 聯(lián)結(jié)變壓器更有利于抑制高次諧波和單相接地故障的切除； （ 3）總等電聯(lián)結(jié)作為接地故障保護的重要電氣安全措施之一，被廣泛實施，《低規(guī)》和《防雷規(guī)》都有規(guī)定。但在某些建筑物內(nèi)的變電所竟沒有總等電位聯(lián)結(jié)，這樣難以防止變電所高壓側(cè)接地故障引起建筑物內(nèi)低壓用戶的電氣事故。 （ 4）現(xiàn)代的電氣系統(tǒng)中，漏電保護的作用非常重要，能有效的防止接地故障引起的人身電擊和電氣火災(zāi)，但當其選用或接線不正確時，會降低供電系統(tǒng)的可靠性與安全性。 （ 5）《低規(guī)》規(guī)定，低壓保護 電器要切斷短路故障電流，應(yīng)滿足短路條件下的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求，還必須具備足夠的通斷能力。但有些變電所內(nèi)未進行計算就選用微型斷路器，而微型斷路器的短路分斷能力小于它所保護內(nèi)的短路故障電流，發(fā)生故障時，非但不能保護故障線路，反而會因微型斷路器的分斷能力過小而引起微型斷路器的爆炸，危及人身和其它電氣設(shè)備線路的安全運行。同時規(guī)定低壓配電系統(tǒng)上下級保護電器的動作應(yīng)具有選擇性，非重要負荷的保護電器可采用無選擇切斷?？墒窃谠S多變電所設(shè)計中，無論負荷重要與否，上下級均為非選擇性塑殼斷路器，也就無法保證保護電器的選擇性。 綜合防雷及電磁兼容設(shè)計的有關(guān)問題 作為智能樓宇，電子設(shè)備和智能系統(tǒng)不斷增加，防雷系統(tǒng)更不可少，然而普通樓宇防雷系統(tǒng)設(shè)計考慮不深，即使加強傳統(tǒng)防雷，也只能保護建筑物本身，不能完全消除電網(wǎng)中由雷電引起的暫態(tài)過電壓，感應(yīng)雷電脈沖一般在千伏以上降低，不但不能對智能化電子設(shè)備起保護作用，反而有可能加大其損失。對于現(xiàn)代的智能樓宇，必須采取綜合防雷方式，即在常規(guī)防雷基礎(chǔ)上，針對建筑物、特殊用房和重要設(shè)備采取各種相應(yīng)的防雷保護措施，確保建筑物和建筑物內(nèi)所有保護對象的防雷安全。 電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，必然導 致它們在其周圍空間產(chǎn)生的電磁場電平的不斷增加，也就是說，電子設(shè)備不可避免地在電磁環(huán)境（ EME）中工作。因此，必須解決電子設(shè)備在電磁環(huán)境中的適應(yīng)能力。電磁兼容性（ EMC）技術(shù)是一門關(guān)于抗電磁干擾（ EMI）影響的科學。目前，就世界范圍來說，電磁兼容技術(shù)是一門迅速發(fā)展的交叉學科。電磁 智能樓宇配電系統(tǒng)及綜合防雷的設(shè)計研究 3 兼容的中心課題是研究控制和消除電磁干擾，使電子設(shè)備或系統(tǒng)與其它設(shè)備聯(lián)系在一起工作時，不引起設(shè)備或系統(tǒng)的任何部分的工作性能惡化或降低。一個設(shè)計理想的電子設(shè)備或系統(tǒng)應(yīng)該既不輻射任何不希望的能量，又應(yīng)該不受任何不希望有的能量的影響。但許多樓 宇的電氣設(shè)計對電磁兼容的問題并未引起足夠的重視。 智能樓宇配電系統(tǒng)智能化的相關(guān)問題 在普通樓宇中，一般都是采用人工操作、人工監(jiān)控，這樣不但不能及時的預(yù)見、減少電氣事故的發(fā)生，也給管理帶來了諸多不便，在當今，通訊與信息技術(shù)不斷發(fā)展，人們對樓宇設(shè)計的要求標準也不斷向智能化過渡。出現(xiàn)了住宅中各種通信、家電、安保設(shè)備等通過總線技術(shù)進行監(jiān)視、控制與管理的智能樓宇建筑系統(tǒng)，這樣不但能大大的減少樓宇監(jiān)控人員，為樓宇管理員和業(yè)主提供方便，更加能預(yù)見事故的發(fā)生防范于未然。 本文所要研究的主要內(nèi)容 本文 研究的重點是智能樓宇的配電系統(tǒng)設(shè)計和綜合防雷設(shè)計，同時也有智能樓宇配電系統(tǒng)智能化管理的討論研究。在配電系統(tǒng)設(shè)計中，主要討論了電氣負荷的計算和用電設(shè)備容量的選擇，并提出進一步提高配電系統(tǒng)可靠性的措施。針對目前對于小康社會住宅的電氣設(shè)計首先要考慮到人身安全，并且可靠、舒適、美觀和利于發(fā)展的原則，還將探討解決低壓配電系統(tǒng)中出現(xiàn)漏電時的人身觸電危險性及漏電引起火災(zāi)危險性的問題。對于系統(tǒng)的綜合防雷，從 攔截、屏蔽、均壓、分流和接地 五種 方法上作了比較詳細的分析，并對保證電子設(shè)備的電磁兼容性提出了適合的措施。樓宇智能化是人 們對生存環(huán)境要求的一個質(zhì)的轉(zhuǎn)變。科技進步日新月異，綜合國力競爭日趨激烈，現(xiàn)代化水平不斷提高，用計算機完全上述各種管理與統(tǒng)計工作就顯得十分重要，它能顯著減少管理人員工作量和提高科學管理水平。 智能樓宇配電系統(tǒng)及綜合防雷的設(shè)計研究 4 第二章 智能樓宇配電系統(tǒng)的有關(guān)問題的研究 隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，居民對用電量的要求越來越高。家用電器從八十年代的黑白電視機、收音機、電風扇、洗衣機，到現(xiàn)在的大屏幕彩色電視機、 DVD、微波爐、消毒柜、電腦、電熱水器、空調(diào)等，有的家庭甚至擁有 好幾 部空調(diào)。此外，一些大功率家用電器設(shè)備 也 逐步進入百姓家庭， 比 如電 灶 （即熱式電熱水器 ） 、小型中央空調(diào)等。家用電器發(fā)展之迅猛，已大大超過人們對住戶面積的要求，將來的發(fā)展速度更是難以預(yù)料。再加上 我國人民生活水平的不斷提高，對住宅的要求已由滿足需要型向電氣化、信息化、舒適化轉(zhuǎn)變，作為建筑業(yè)的一個主要組成部分的電氣設(shè)計在如何提高，滿足時代的要求，也有了很大的發(fā)展。在傳統(tǒng)的低壓供電系統(tǒng)中主要強調(diào)過載、短路保護，其目的是保護用電設(shè)備、供電線路不受損壞。近年，已提出了人身安全的觀點 ， 住宅的電氣設(shè)計首先是要考慮到人身的安全，并且可靠、舒適、美觀和利于發(fā)展。 要提高樓宇配電系統(tǒng)的安全可靠 性，就必須科學合理的進行負荷計算，正確選擇各類配電設(shè)備的容量。 負荷計算的有關(guān)問題 負荷計算及負荷計算的目的 供電系統(tǒng)要能可靠地正常運行，就必須使其元件包括電力變壓器、電器、電線電纜等滿足負荷電流的要求，因此有必要對供電系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的電力負荷進行統(tǒng)計計算。 計算負荷又稱需要負荷或最大負荷。是通過對已知用電設(shè)備組的設(shè)備容量進行統(tǒng)計計算求出的，用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的最大負荷值。它是一個假想的持續(xù)性負荷，其熱效應(yīng)與同一時間內(nèi)實際變動負荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計中， 通常采用 30min 的最大平均負荷作為按發(fā)熱條件選擇電力變壓器、電器、導線及電纜的依據(jù)，并用來計算電壓損失和功率損耗。如果計算負荷確定過大，將使設(shè)備和導線選擇偏大，造成投資和有色金屬的浪費；如果計算負荷確定過小，又將使設(shè)備和導線燒毀，造成事故。在工程上為了方便計算，亦可作為電能消耗及無功功率補償?shù)挠嬎阋罁?jù)。 尖峰電流是指單臺或多臺用電設(shè)備持續(xù) 1～ 2S的短時最大負荷電流。一般取啟動電流的周期分量作為計算電壓損失、電壓波動和電壓下降以及選擇熔斷器和低壓斷路器及整定繼電器保護裝置等的依據(jù)。在校驗瞬動元件時，還應(yīng)考慮 啟動電流的非周期分量。 電力負荷按其對供電可靠性的需求和意外中斷供電所造成的損失和影響，分為一級、二級、三級負荷，在樓宇配電系統(tǒng)設(shè)計中，用以確定備用電源或應(yīng)急電源。對于季節(jié)性負荷，從經(jīng)濟運行條件出發(fā)，用以考慮變壓器的臺數(shù)和容量。 智能樓宇配電系統(tǒng)及綜合防雷的設(shè)計研究 5 負荷計算的方法 需要系統(tǒng)法：需要系數(shù)的大小取決于用電設(shè)備組中設(shè)備的負荷率、平均效率、同時利用系數(shù)以及電源線路的效率等因素。實際上，人工操作的熟練程度、材料的供應(yīng)、工具的質(zhì)量也對需要系數(shù)的大小有影響。應(yīng)用該方法求計算負荷時，用設(shè)備功率乘以需要系數(shù)和同時系數(shù)。這種 方法比較簡便，應(yīng)用廣泛，尤其適用于配、變電所的負荷計算。 利用系數(shù)法：采用利用系數(shù)法求出最大負荷班的平均負荷，再考慮設(shè)備臺數(shù)和功率差異的影響，乘以與有效臺數(shù)有關(guān)的最大系數(shù)得出的計算負荷。這種方法的理論根據(jù)是概率論和數(shù)理統(tǒng)計，因而計算結(jié)果比較接近實際，但因利用系數(shù)的實測與統(tǒng)計較難，在民用建筑電氣設(shè)計中一般不采用。 二項式法：在設(shè)備組容量之和的基礎(chǔ)上，考慮若干容量最大設(shè)備的影響，采用經(jīng)驗系數(shù)進行加權(quán)平均計算負荷。 單位面積功率法、單位指標法。 負荷計算方法一般可按下列原則選?。? 方案設(shè)計階段可采 用單位指標法：在初步設(shè)計及施工圖設(shè)計階段，宜采用需要