住宅低压配电系统分析与设计

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【摘 要】本文主要针对现代住宅的低压配电系统设计进行分析，探讨接地系统与配电方式、然后对配电系统设计需要注意的主要问题进行了分析并解决相关问题。

【关键词】住宅；配电系统；设计

前言

随着我国社会城市化建设进程的快速发展，人们生活水平得到了极大的提高，居住环境也在不断改善。当前，住居住区的配电方式已不能满足现代住宅小区及家庭的需要。旧的住宅配电方式如：每户只是安装一个小电度表，之后接两个熔断器的方式已远远不能满足用户后断增加的用电设备的需求，安全与可靠性也得不到保障。新兴的小区供配电系统因此应运而生，新的设计技术规范、地方供配电设计导则不断更新并指导住宅配电的设计。下面对住宅区的低压配电系统的部分内容进行简单的论述以探讨住宅小区配电设计的问题。

1 低压配电接地系统介绍与设计的选择

现阶段低压配电接地系统在我国主要有如下几种：TN系统、TT系统、IT系统，其中TN系统又可以分类为TN-C、TN-C-S、TN-S这三种方式。各系统的意义描述如下：第一个字母表示的是接地方式，T为电源中性点直接接地，I代表中性点通过阻抗接地或者对地绝缘；第二个字母表示的负载设备外露不与带电体相接的金属导电部分的接地方式，N为与工作零线相接（接零保护系统），T代表单独接地；第三、四个字母表示的是接地保护线与中性线的形式，C代表两者合用一根导线，S代表两者不共用。

TN-C系统，即通常所说的三相四线系统。在这个系统中，保护接地PE与中性线N是合并为PEN。具备经济、简单的特点。但属于接零保护方式，安全用电水平较低，不宜在住宅配电中使用。

TN-S系统，即相线、中性线、PE线的三相五线制配电系统。因为在系统中PE线与N线是分开的，在PE线上也不会再经过不平衡电流，防止了用电设备出现电位升高的现象，明显提高了用电设备使用的安全性，现代住宅配电系统中用的较多的系统。

TN-C-S系统，由TN-C系统与TN-S系统构成。此系统保护线PE与中性线N是合用的，在进入住宅之后才分开设置，并且在分开设置后就不会再出现合用的现象，该系统的电源线路非常简单，并且具备一定的安全性与可靠性，在住宅的配电系统中综合考虑了经济性与安全性，在住宅设计中得到了广泛的应用。

TT系统，外壳采用保护接地方式，并且接地装置与电源中性点装置之间是不需要连接在一起的，因此，电源中性点或者线路中性线上存在的危险也就不会对电气设备外壳的导电部分造成一定的威胁。在各接地装置上产生的电位是不会相互传递的，相对来说具有很高的安全性与可靠性。在公用设施配电系统中得到较多的应用。

在配电系统的设计中首先应该明确负荷情况然后确定配电系统。系统的正确选择，对于保证安全可靠的供电，保证系统的正常运行有着非常重要的意义。如果在选择配电系统方式的时候，没有对用电负荷与用电场所进行充分考虑，就会对系统运行的可靠性与安全性产生影响，最终不能保障小区的正常用电。在配电系统的选择上根据历史经验主要有如下方式可供参考：针对城市公用低压线路配电系统而言，适合选用TT系统；针对10/0.4kV变压器的较远住宅配电而言，适合选用TN-C-S系统，在进入住宅楼栋前为TN-C系统，进入楼栋后为TN-S，严禁在TN-S后再出现TN-C的接线方式；针对附近就有变电所的住宅而言，适合选用TN-S系统。

2 住宅常用低压配电方式

住宅低压配电方式的选择应根据负荷重要程度、负荷大小、负荷分布及计量方式等情况进行。常用的低压配电方式有以下几种：

树干式配电。各层配电箱设于电气竖井内，通过插接式封闭母线槽、预分支电缆或电缆穿刺线夹进行分支。该方式适用于楼层数量多、负荷大的住宅，可以大量减少低压配电屏的数量，安装维修方便。

分区树干式。每个回路干线对1个供电区域配电，供电的可靠性较高。每个回路干线配电的楼层数量一般为5～6层。对一般住宅，可适当增加分区层数，但最多不超过10层。

放射式。消防与其他防灾用电设备及重要用电负荷，宜采用从低压配电屏到配电箱之间以放射式配电，即设置专用垂直干线回路。且正常回路与备用回路不共管、不共线。两回路在末端配电箱进行自动切换。

3 低压配电系统设计以及注意问题

低压配电系统设计时应将照明、动力、消防及其他防灾用电负荷分别自成系统。消防负荷应在建筑进线处设独立的配电装置，当发生火灾时方便消防人员切除非消防负荷电源。配电级数及分极保护、表箱设置、公共照明与负荷平衡等均是配电设计时需重点考虑的问题。

《全国民用建筑工程设计技术措施》对配电级数有明确的定义：配电级数是一个供电回路通过配电装置分配成几个供电回路的次数，通过几次分配就称作几级配电。对于一个配电装置而言，进线总开关与馈出分开关合起来称为一级配电，不因它的进线开关采用断路器或采用隔离开关而改变它的配电级数。低压配电级数的设置在设计时非常重要。设置的合理性对于供电系统故障率，故障面扩大程度，管理、操作维护的方便与难易等都会有较大的影响。低压配电级数不宜过多，主要有如下配置方式可供参考：对重要负荷的配电级数，当变压器在用电设备的建筑物内时，自变压器低压侧至用电设备之间，不宜多于两级；当变压器不在用电设备的建筑物内时，不宜多于三级。对于非重要负荷的配电级数要求比重要负荷可放宽一级。特殊情况下，可按管理需要进行设置。

电表箱设置应根据防火分区、负荷性质和密度、管理维护方便等条件综合确定。电表箱有集中装设在一层公共部位和分楼层装设两种方式，一般中高层住宅，最好在1层公共部位设置电表小间，电表箱明装于电表间内，以方便抄表。当然其安装位置还应满足当地供电部们的要求，电表间的大小应提前与建筑设计进行沟通。目前很多城市也在推行远程抄表，这是未来的发展趋势。

公共照明的设计在现代建筑物中也越来越重要。中高层住宅公共照明配电请要采用以下方式：一是公共照明灯具由单电源供电，每层设置带蓄电池的应急灯具；二是设置双电源切换箱对公共照明灯具进行供电，每层不再设置带蓄电池的应急灯具；三是设置双电源切换箱对公共照明供电，每层仍然设置带蓄电池的应急灯具。具体可以根据住宅的投资和特点选用其中一种方法，最重要的是关注可靠性与操作的方便性。

住宅的用电安全是至关重要的，在住宅设计时应考虑接地及漏电等保护措施。住宅选用TN-C-S低压配电系统的时候，在电源入户线的地方应进行重复接地，保证电阻不会超出10欧姆。如采用联合接地时要求接地电阻值不大于1欧姆。并且在楼内一定要确保保护线与中性线是分开来设置的，电表箱采用的是三相五线制电缆，其中一个是保护线专用。针对住宅的配电系统而言，最好采用两级等电位保护设置，其一，联接住宅区域内所有的总等电位；其二，联接每户住户卫生间的局部等电位。通过这样的方式就可以降低电位差导致的安全风险。为了确保用户的用电安全，安装漏电保护装置是必不可少的。一般住宅的插座回路中均要适当的设置漏电保护装置，其漏电电流为30MA。 在现代住宅中用电设备以单相低压负荷为主，但负荷的投入并不是一次性的，均为逐步增加，实际使用中经常会出现负荷不是均匀的分配在三相线路上的情况。如果用电负荷处在不平衡的状态下运行就会出现零点漂移，特别是在发生中性线断开的情况下各相电压出现不对称的情况，有低有高，超过一定限度时就会出现烧毁电器的现象。针对TN-C-S系统而言，在PEN线出现断裂之后，不仅会烧毁单相用电设备，还会导致电气设备外部带电，漏电保护装置无法动作而发生间接触电事故，所以在进行住宅配电设计时对于负荷的平衡要重点注意，在使用的过程中随着负荷的增加也要不定期的进行调整。

4 结束语

总而言之，随着公用与家用电器的逐渐增加，人们对用电安全性与可靠性的要求也越来越高。那么对住宅配电系统的设计就提出了更高的要求。在设计配电系统的时候，一定要充分考虑各方面的因素，特别是上述内容各设计人员不太注意的问题方面更应重点分析证，以确保设计成果能实现系统运行的可靠性与安全性。所以，加强对现代住宅配电系统设计方方面面的分析与研究是一个值得从业人员深入探讨的问题。

参考文献：

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[3]翟培军.现代住宅小区供配电系统方案设计探讨[J].城市建设理论研究，2013（43）.