【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(jì)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(duì)樓宇設(shè)計(jì)的要求標(biāo)準(zhǔn)也不斷向智能化過(guò)渡，這勢(shì)必對(duì)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(duì)樓宇內(nèi)智能系統(tǒng)的環(huán)境保護(hù)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(wèn)題 用電負(fù)荷計(jì)算存在的問(wèn)題 在普通樓宇中，為了節(jié)約成本 、減少開(kāi)支，每戶的用電負(fù)荷都定得很低，所配置的電表，開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線截面均偏小，根本無(wú)法滿足現(xiàn)代電氣設(shè)備的要求，造成經(jīng)常性的負(fù)荷跳閘，超負(fù)荷運(yùn)行而燒壞開(kāi)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《住宅設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB500961999），它 的一些 規(guī)定 已脫離了客觀發(fā)展的現(xiàn)實(shí)。當(dāng)時(shí)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(guò)了 100 2m ，特別在一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，新建的住宅套型面積 高達(dá) 100～ 160 2m 且 已占了相當(dāng)大的比例 ， 有些面積甚至更大。電視機(jī)、空調(diào)往往有 2～ 4 部，早已超過(guò)了每戶 4kW 的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) ； 另一方面，從家用電器的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，今后負(fù)荷的增長(zhǎng)點(diǎn)將主要在廚房和衛(wèi)生設(shè)備上，如現(xiàn)在市場(chǎng)上見(jiàn)到的即熱式電熱水器其功率達(dá) 6kW～ 10kW，電灶的功率為 3kW～12kW?? ?？梢?jiàn) 隨著 目前發(fā)展的現(xiàn)狀，我們應(yīng)結(jié)合各地的實(shí)情加以調(diào)整 。據(jù)有關(guān)專家預(yù)測(cè)， 2020～ 2020 年將是住宅用電負(fù)荷的快速增長(zhǎng)期 ， 其中 2020～ 2020 年增長(zhǎng)速度適中，大約是前 10年的 2倍；而 2020～ 2020 年住宅電氣負(fù)荷將進(jìn)入迅速增長(zhǎng)期。這是因?yàn)橐恍└咂焚|(zhì)的家用電器將會(huì)普及而且迅速增長(zhǎng)，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(fù)荷將進(jìn)入緩慢增長(zhǎng)期。根據(jù)家用電器的壽命規(guī)律，現(xiàn)在已進(jìn)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(jìn)入更新?lián)Q代時(shí)期。經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)也逐步由過(guò)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(lái)，采用高新技術(shù)武裝起來(lái)的家電，其產(chǎn)品從高耗能變?yōu)榈秃哪?，到那時(shí)住戶的用電負(fù)荷就不會(huì)有過(guò)快的增長(zhǎng)。當(dāng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展到一定 水平，用電指標(biāo)趨于平衡飽和，甚至略呈下降趨勢(shì) 。 供電系統(tǒng)的安全可靠性方面存在的問(wèn)題 （ 1）傳統(tǒng)的低壓供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要強(qiáng)調(diào)過(guò)載、短路保護(hù)，用來(lái)保護(hù)用電設(shè)備、供 智能樓宇配電系統(tǒng)及綜合防雷的設(shè)計(jì)研究 2 電線路不受損壞； （ 2）當(dāng)接用單相不平衡負(fù)荷時(shí)，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(guò)低壓繞組額定電流的 25%，因而嚴(yán)重地限制了接用單相負(fù)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(shí)，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(dá)到相電流的 75%以上，對(duì)于主要是 單相負(fù)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(hù)的重要電氣安全措施之一，被廣泛實(shí)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(méi)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(hù)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(dāng)其選用或接線不正確時(shí)，會(huì)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(hù) 電器要切斷短路故障電流，應(yīng)滿足短路條件下的動(dòng)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(jìn)行計(jì)算就選用微型斷路器，而微型斷路器的短路分?jǐn)嗄芰π∮谒Ｗo(hù)內(nèi)的短路故障電流，發(fā)生故障時(shí)，非但不能保護(hù)故障線路，反而會(huì)因微型斷路器的分?jǐn)嗄芰^(guò)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(yùn)行。同時(shí)規(guī)定低壓配電系統(tǒng)上下級(jí)保護(hù)電器的動(dòng)作應(yīng)具有選擇性，非重要負(fù)荷的保護(hù)電器可采用無(wú)選擇切斷?？墒窃谠S多變電所設(shè)計(jì)中，無(wú)論負(fù)荷重要與否，上下級(jí)均為非選擇性塑殼斷路器，也就無(wú)法保證保護(hù)電器的選擇性。 綜合防雷及電磁兼容設(shè)計(jì)的有關(guān)問(wèn)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(jì)考慮不深，即使加強(qiáng)傳統(tǒng)防雷，也只能保護(hù)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(guò)電壓，感應(yīng)雷電脈沖一般在千伏以上降低，不但不能對(duì)智能化電子設(shè)備起保護(hù)作用，反而有可能加大其損失。對(duì)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(duì)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(hù)措施，確保建筑物和建筑物內(nèi)所有保護(hù)對(duì)象的防雷安全。 電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，必然導(dǎo) 致它們?cè)谄渲車臻g產(chǎn)生的電磁場(chǎng)電平的不斷增加，也就是說(shuō)，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(mén)關(guān)于抗電磁干擾（ EMI）影響的科學(xué)。目前，就世界范圍來(lái)說(shuō)，電磁兼容技術(shù)是一門(mén)迅速發(fā)展的交叉學(xué)科。電磁 智能樓宇配電系統(tǒng)及綜合防雷的設(shè)計(jì)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(shí)，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(gè)設(shè)計(jì)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(jì)對(duì)電磁兼容的問(wèn)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(wèn)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(shí)的預(yù)見(jiàn)、減少電氣事故的發(fā)生，也給管理帶來(lái)了諸多不便，在當(dāng)今，通訊與信息技術(shù)不斷發(fā)展，人們對(duì)樓宇設(shè)計(jì)的要求標(biāo)準(zhǔn)也不斷向智能化過(guò)渡。出現(xiàn)了住宅中各種通信、家電、安保設(shè)備等通過(guò)總線技術(shù)進(jìn)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(jiàn)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(diǎn)是智能樓宇的配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和綜合防雷設(shè)計(jì)，同時(shí)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(jì)中，主要討論了電氣負(fù)荷的計(jì)算和用電設(shè)備容量的選擇，并提出進(jìn)一步提高配電系統(tǒng)可靠性的措施。針對(duì)目前對(duì)于小康社會(huì)住宅的電氣設(shè)計(jì)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(shí)的人身觸電危險(xiǎn)性及漏電引起火災(zāi)危險(xiǎn)性的問(wèn)題。對(duì)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(xì)的分析，并對(duì)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(duì)生存環(huán)境要求的一個(gè)質(zhì)的轉(zhuǎn)變?？萍歼M(jìn)步日新月異，綜合國(guó)力競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，現(xiàn)代化水平不斷提高，用計(jì)算機(jī)完全上述各種管理與統(tǒng)計(jì)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(xué)管理水平。 智能樓宇配電系統(tǒng)及綜合防雷的設(shè)計(jì)研究 4 第二章 智能樓宇配電系統(tǒng)的有關(guān)問(wèn)題的研究 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，居民對(duì)用電量的要求越來(lái)越高。家用電器從八十年代的黑白電視機(jī)、收音機(jī)、電風(fēng)扇、洗衣機(jī)，到現(xiàn)在的大屏幕彩色電視機(jī)、 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(jìn)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(guò)人們對(duì)住戶面積的要求，將來(lái)的發(fā)展速度更是難以預(yù)料。再加上 我國(guó)人民生活水平的不斷提高，對(duì)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(gè)主要組成部分的電氣設(shè)計(jì)在如何提高，滿足時(shí)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(qiáng)調(diào)過(guò)載、短路保護(hù)，其目的是保護(hù)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(diǎn) ， 住宅的電氣設(shè)計(jì)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(xué)合理的進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，正確選擇各類配電設(shè)備的容量。 負(fù)荷計(jì)算的有關(guān)問(wèn)題 負(fù)荷計(jì)算及負(fù)荷計(jì)算的目的 供電系統(tǒng)要能可靠地正常運(yùn)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(fù)荷電流的要求，因此有必要對(duì)供電系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的電力負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算。 計(jì)算負(fù)荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。是通過(guò)對(duì)已知用電設(shè)備組的設(shè)備容量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的，用來(lái)按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的最大負(fù)荷值。它是一個(gè)假想的持續(xù)性負(fù)荷，其熱效應(yīng)與同一時(shí)間內(nèi)實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計(jì)中， 通常采用 30min 的最大平均負(fù)荷作為按發(fā)熱條件選擇電力變壓器、電器、導(dǎo)線及電纜的依據(jù)，并用來(lái)計(jì)算電壓損失和功率損耗。如果計(jì)算負(fù)荷確定過(guò)大，將使設(shè)備和導(dǎo)線選擇偏大，造成投資和有色金屬的浪費(fèi)；如果計(jì)算負(fù)荷確定過(guò)小，又將使設(shè)備和導(dǎo)線燒毀，造成事故。在工程上為了方便計(jì)算，亦可作為電能消耗及無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)挠?jì)算依據(jù)。 尖峰電流是指單臺(tái)或多臺(tái)用電設(shè)備持續(xù) 1～ 2S的短時(shí)最大負(fù)荷電流。一般取啟動(dòng)電流的周期分量作為計(jì)算電壓損失、電壓波動(dòng)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(hù)裝置等的依據(jù)。在校驗(yàn)瞬動(dòng)元件時(shí)，還應(yīng)考慮 啟動(dòng)電流的非周期分量。 電力負(fù)荷按其對(duì)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(jí)、二級(jí)、三級(jí)負(fù)荷，在樓宇配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，用以確定備用電源或應(yīng)急電源。對(duì)于季節(jié)性負(fù)荷，從經(jīng)濟(jì)運(yùn)行條件出發(fā)，用以考慮變壓器的臺(tái)數(shù)和容量。 智能樓宇配電系統(tǒng)及綜合防雷的設(shè)計(jì)研究 5 負(fù)荷計(jì)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(fù)荷率、平均效率、同時(shí)利用系數(shù)以及電源線路的效率等因素。實(shí)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(duì)需要系數(shù)的大小有影響。應(yīng)用該方法求計(jì)算負(fù)荷時(shí)，用設(shè)備功率乘以需要系數(shù)和同時(shí)系數(shù)。這種 方法比較簡(jiǎn)便，應(yīng)用廣泛，尤其適用于配、變電所的負(fù)荷計(jì)算。 利用系數(shù)法：采用利用系數(shù)法求出最大負(fù)荷班的平均負(fù)荷，再考慮設(shè)備臺(tái)數(shù)和功率差異的影響，乘以與有效臺(tái)數(shù)有關(guān)的最大系數(shù)得出的計(jì)算負(fù)荷。這種方法的理論根據(jù)是概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)，因而計(jì)算結(jié)果比較接近實(shí)際，但因利用系數(shù)的實(shí)測(cè)與統(tǒng)計(jì)較難，在民用建筑電氣設(shè)計(jì)中一般不采用。 二項(xiàng)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(yàn)系數(shù)進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算負(fù)荷。 單位面積功率法、單位指標(biāo)法。 負(fù)荷計(jì)算方法一般可按下列原則選?。? 方案設(shè)計(jì)階段可采 用單位指標(biāo)法：在初步設(shè)計(jì)及施工圖設(shè)計(jì)階段，宜采用需要