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摘要：本設(shè)計針對高層住宅供配電系統(tǒng)的現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢，結(jié)合民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范（JGJ/T16-2008），首先完成了高層住宅樓的電炊設(shè)計。其次根據(jù)住戶數(shù)和戶型情況進行了負荷計算，負荷計算時采用了需要系數(shù)法。然后根據(jù)計算結(jié)果和配電形式對電纜、斷路器、隔離開關(guān)進行了選型，并根據(jù)安裝規(guī)范對電纜、斷路器、隔離開關(guān)進行了合理的安裝，從而達到安全用電和節(jié)約能源的目的。又根據(jù)防雷等級完成了防雷接地系統(tǒng)。最后完成了高層住宅樓動力部分的施工圖設(shè)計。

關(guān)鍵詞：高層住宅，配電線路，防雷系統(tǒng)

ABSTRACT：ThedesigncalculatsthepowerloadwiththemethodofNeedcoefficientCalculatingwhilecombinedhigh-riseresidentialbuildingdistributionsystem’sstatusandfuturedevelopmenttrends,andcombinewithdesignspecifications(JGJ/T16-2008)ofcivilelectrical.First,thedesignofelectriccookingonhigh-riseresidentialbuildingiscompleted.Second,inaccordancewiththenumberandsizeofhouseholdstheloadiscarriedout,theloadcalculationmethodadoptneeds.Accordingtothecalculatingresultandthepowerdistributionform,cables,circuitbreakersandswitchesarechoosed,andinaccordancewiththeinstallation,cables,circuitbreakers,isolatingswitchsareinstalledreasonablely,soachievesecurityofelectricityandenergyconservationpurposes.Andthenaccordingtomine-gradeaminegroundingsystemiscompleted.Finally,thedesignofworkingdrawingsonhigh-riseresidentialbuildingarecompleted.

Keywords:high-riseresidentialbuilding，distributionlines，lightningprotectionsystem

1.課題來源

本工程為高層塔式住宅樓，一～十八層為居住層，十九層為電梯間，二十層為水箱間及風(fēng)機間。設(shè)有人防地下室及技術(shù)層。配電室、消防控制室位于技術(shù)層，泵房位于人防地下室。基礎(chǔ)為箱型基礎(chǔ)。本次設(shè)計之前，對該幢樓進行了詳細的實地考察，并研究了該幢樓的所有電氣設(shè)計圖紙，結(jié)合所學(xué)理論知識，對配電線路進行了設(shè)計。

2.負荷計算

(1)需要系數(shù)法

下列用電設(shè)備在進行負荷計算時不列入設(shè)備容量之內(nèi)：

①備用生活水泵、備用電熱水器、備用空調(diào)制冷設(shè)備及其他備用設(shè)備；

②消防水泵、專用消防電梯以及消防狀態(tài)下才使用的送風(fēng)機、排煙機等及在非正常狀態(tài)下投入使用的用電設(shè)備；

③當夏季有吸收式制冷的空調(diào)系統(tǒng)，而冬季則利用鍋爐取暖時，在后者容量小于前者情況下的鍋爐設(shè)備。

需要系數(shù)法的計算公式如下：

用電設(shè)備組的有功、無功和視在計算負荷：

（2-4）

（2-5）

（2-6）

或

（2-7）

式中-----用電設(shè)備組的設(shè)備功率，kW；

-----需要系數(shù)；

，-----用電設(shè)備組的功率因數(shù)及功率角的正切[1]。

(2)本工程供配電用需要系數(shù)法計算結(jié)果如表2-1、2-2所示。

表2-1本設(shè)計住戶需要系數(shù)法負荷計算表

序號設(shè)備名稱設(shè)備功率數(shù)量合計功率需要系數(shù)功率因數(shù)計算負荷

kWkWKxPjsQjsSjsIjs

(kW)(kVar)(kVA)（A）

1廚房414.000.50.7521.762.666.98

表2-2公共設(shè)備需要系數(shù)法負荷計算表

序號設(shè)備名稱設(shè)備功率數(shù)量合計功率需要系數(shù)功率因數(shù)計算負荷

kWkWKxPjsQjsSjsIjs

(kW)(kVar)(kVA)（A）

1地下室排風(fēng)排煙20.5120.510.8520.517.2124.1236.54

2地下室送風(fēng)排煙15.5115.5010.8515.59.6118.2427.64

3電梯1111110.8118.2513.7520.83

4消防電梯、排煙13.2113.210.813.29.916.525

5生活泵7.52150.650.759.758.251015.19

6加壓泵112220.650.751412.3214.722.28

總計78.797.283.9577.1997.31147.48

3.供配電系統(tǒng)的設(shè)計

(1)各負荷等級的供電措施

①一級負荷：要求供電系統(tǒng)無論是正常運行還是發(fā)生了故障時，都應(yīng)保證其連續(xù)供電。因此對一級負荷，應(yīng)有兩個獨立的電源供電，并按生產(chǎn)的需要和允許停電的時間，采用雙電源互相自動地或手動地切換線路，如果一級負荷不大，則可采用蓄電池、自備發(fā)電機等設(shè)備，或者從臨近的單位取得第二獨立電源。這里所說的兩個“獨立電源”是指其中任何一個電源發(fā)生故障或停電檢修是，都不致影響另一個電源繼續(xù)供電。

②二級負荷：應(yīng)有雙回路供電。當采用雙回路困難時，則允許采用一路10kV及專用架空線供電。

③三級負荷：無特殊的供電要求，屬于一級和二級的負荷[2]。

本工程是二級負荷供電方式。

(2)配電網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)線和電纜截面的選擇

電流通過導(dǎo)線時，要產(chǎn)生電能損耗，使導(dǎo)線發(fā)熱，若絕緣導(dǎo)線和電纜的溫度過高時，可使絕緣損壞，甚至引起火災(zāi)。當裸導(dǎo)線的溫度過高時，會使其接頭處的氧化加劇，增大接觸電阻，使之進一步氧化，如此惡性循環(huán)，甚至可發(fā)展到斷線。因此規(guī)定了不同材料和絕緣導(dǎo)線的允許載流量。在這個允許載流量范圍內(nèi)運行，導(dǎo)線的升溫不會超過允許值。選擇導(dǎo)線截面使通過相線的電流不超過導(dǎo)線正常運行時的允許載流量Ial，即

（3-1）

按允許載流量選擇載面時要考慮到溫度修正系數(shù)、電纜并列校正系數(shù)和土壤熱阻系數(shù)。

①允許載流量與環(huán)境溫度有關(guān)。若實際環(huán)境溫度與規(guī)定的環(huán)境溫度不一致時，允許載流量乘上溫度修正系數(shù)以求出實際的允許載流量。

（3-2）

式中，；且為導(dǎo)線額定負荷時的最高允許溫度（YJV型交聯(lián)聚乙烯、絕緣聚氯乙烯護套的電力電纜；BV型塑料絕緣導(dǎo)線）；為導(dǎo)線允許載流量所采用的環(huán)境溫度（）；為導(dǎo)線敷設(shè)地點的實際的環(huán)境溫度（本設(shè)計中取）。則：YJV型交聯(lián)聚乙烯、絕緣聚氯乙烯護套的電力電纜的溫度修正系數(shù)

（3-3）

BV型塑料絕緣導(dǎo)線的溫度修正系數(shù)

（3-4）

②電纜多根并列時，起散熱條件較單根敷設(shè)時差。故允許載流量降低，要用電纜并列校正系數(shù)進行校正。（兩根；三根；四根；五根）

③電纜在土壤中敷設(shè)時，因土壤熱阻系數(shù)不同，散熱條件也不同，其允許載流量也應(yīng)乘上土壤熱阻系數(shù)校正[3]。（常州地區(qū)土壤潮濕，在規(guī)律性下雨的情況下）

(3)本設(shè)計線纜及開關(guān)電器的選擇結(jié)果如表3-1所示。

表3-1線纜及開關(guān)電器的選擇結(jié)果

序號支路名稱計算電流（A）電纜選擇型號斷路器選擇保護電流（A）數(shù)量（個）

1廚房支路6.984mm220A1

2廚房總回路16.68ZRYJV-3×1663A1

3地下室排風(fēng)排煙機進線36.54NH-VV22-1kV-5×1050A1

4地下室送風(fēng)排煙機進線27.64NH-VV22-1kV-5×1050A1

5電梯進線20.83NH-VV22-1kV-5×9563A1

6消防電梯進線25NH-VV22-1kV-5×9563A1

7生活泵進線15.19NH-VV22-1kV-5×1640A1

8加壓泵進線22.28NH-VV22-1kV-5×1640A1

9住戶消防動力計量箱進線NHYJV22-4×7063A2

108表位住戶計量箱進線164.1ZRYJV-4×120200A5

11電梯、風(fēng)機等電位聯(lián)結(jié)線ZRYJV-1×161

12封閉箱

一、二等電位聯(lián)結(jié)線ZRYJV-1×50

13橋架內(nèi)PE銅排引出線NHYJV-4×10

考慮到電氣設(shè)計要求的安全性、功能性、舒適性和可適應(yīng)性。室內(nèi)導(dǎo)線要選用銅芯塑料線。銅線不容易氧化和腐蝕，而且機械強度高，導(dǎo)電性能強，可減少因接觸電阻過大電氣線路接頭發(fā)熱起火和斷線的危險，同樣截面的銅線使用壽命也比鋁線長，因此住宅供電中的絕緣導(dǎo)線應(yīng)采用銅芯絕緣電線，穿管在墻內(nèi)和地板內(nèi)暗敷。導(dǎo)線截面的選擇要考慮電源質(zhì)量的影響，導(dǎo)線截面選擇通常是按發(fā)熱條件、機械強度、經(jīng)濟電流密度、電壓損失等因素來考慮，往往忽視電源質(zhì)量及諧波的影響，雖然城網(wǎng)改造已基本完成，但還是滿足不了用電負荷，特別是在夏季和冬季，用電量大，線路電壓偏低，導(dǎo)致線路負荷電流加大甚至超負荷使用，易出現(xiàn)跳閘及火災(zāi)事故。一旦微波爐、電腦等非線性電器投入使用，線路中就會產(chǎn)生諧波，諧波電流能引起線路過載，影響線路的安全，考慮到這些因素，進戶線可以按計算電流在載流量表中把電線截面加大一級到兩級，留有余地；插座回路按不同用途來確定導(dǎo)線截面。如：廚房回路因為其負荷特殊性需用4mm2銅芯導(dǎo)線。

（4）本設(shè)計的線路敷設(shè)

①室外線路用鍍鋅鋼管做保護管。

②配電干線電纜在強電井內(nèi)橋架敷設(shè)（無鹵、低煙電纜），消防配線采用耐火型，其他為阻燃型。

③室內(nèi)配線均選用BV-500V銅芯聚氯乙烯絕緣線穿PVC管暗敷設(shè)，水平管除圖中注明FC外，其它均為現(xiàn)澆板中暗敷，配電箱間穿線管為鋼管。配線為BV-2×2.5mm2～BV-3×2.5mm2時，穿管PVC15；配線為BV-4×2.5mm2～BV-6×2.5mm2時，穿管PVC20；平面圖中未注明導(dǎo)線截面均為2.5mm2。

4.本住宅樓防雷接地方式

本工程屬二類防雷構(gòu)筑物，需做防雷保護措施，該建筑物平屋頂有女兒墻，基礎(chǔ)為箱型基礎(chǔ)，具體做法如下：

(1)平屋頂女兒墻上及水箱間平屋頂女兒墻上設(shè)置避雷帶做接閃器，避雷線采用Φ12鍍鋅圓鋼，支持卡子采用一25×4鍍鋅扁鋼。

(2)利用剪刀墻內(nèi)結(jié)構(gòu)鋼筋做防雷引下線，沒處引下線鋼筋不少于2根，且Φ≥12mm，要求自下而上在連接處采用焊接，焊接長度不小于100mm，兩根鋼筋之間亦在適當處焊接，其頂部出屋頂柱須留200mm以上的鋼筋頭，便于避雷帶與其焊接，焊接處須做好防腐、防銹處理。

(3)利用箱型基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋做防雷接地極，Z1～Z10每處用做避雷帶引下線的主筋須與基礎(chǔ)內(nèi)的兩根主筋焊接，結(jié)構(gòu)完成后，必須通過測試點測試接地電阻。人工接地極采用垂直接地體，接地極采用Φ20鍍鋅圓鋼，長2.5m，間距5m，采用40×4鍍鋅扁鋼焊接，埋深0.8m。

(4)自首層起，每三層利用剪刀墻水平筋和連梁主筋與引下線焊接成均壓環(huán)，所以引下線，建筑物內(nèi)的金屬結(jié)構(gòu)和金屬物件等與均壓環(huán)連接。

(5)自距地30米高度起，每向上三層，在剪刀墻及連梁內(nèi)敷設(shè)一條25×4毫米的扁鋼與引下線焊成一環(huán)形水平避雷帶，以防止側(cè)向雷擊，并將金屬欄桿及金屬門窗等較大的金屬物件與防雷裝置連接。

本工程電氣系統(tǒng)采用TN-S制接地，為二類接地，并應(yīng)互相絕緣。

(1)保護接地（PE），與防雷、弱電接地等聯(lián)合接地，接地電阻不大于1歐姆，電井內(nèi)設(shè)置PE銅排；

(2)電源進線中性線重復(fù)接地，接地電阻不大于10歐姆。

參考文獻

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