【摘 要】随着经济发展的步伐不断加快，建筑电气中供配电线路所造成的能源无故浪费现象日趋严重，加之我国是一个人口大国，资源虽多但人均占有量非常有限，如果我们没有进行有效地保护，则能源的消耗量会迅速增加，最终将引发一场能源危机。本文主要就这样一个背景下的电气供配电线路设计几大要点进行了探讨，分别从线路路径、布线、导线选择、分路供电、配电系统的功率因数以及接地系统几个方面进行了探讨。
【关键词】建筑；电气；供配电；线路；设计
建筑能耗是能源消耗的主要渠道，应引起我们足够的重视，所以，不断优化建筑电气中配电线路的设计，是降低能量消耗的最直接方式。
1合理选择线路路径以减小导线长度
变配电室及配电箱应尽可能地靠近负荷中心，以减短供电线路的长度，降低线路的损失。一般情况下，低压线路的供电半径应保持在200m以内，当建筑物每层的面积大于10000m2时，变配电所要设2个以上，以缩短干线的长度。高层建筑中，应在靠近强电竖井的地方设置低压配电室，而且不应有支线沿着干线倒送电能的现象发生。在低压配电室提供给每个竖井的干线上，尽量保证线路是直线，少走弯路，缩短导线的长度。
2布线合理，避免相互干扰
建筑内有多种布线系统，包括有供电线路布线系统、通信自动化系统、火灾报警及消防联动系统、保安监控系统、办公自动化系统、闭路电视系统等。在其中，有些是强电系统，有些是弱电系统，而弱电线路易受强电线路的电磁干扰，造成信号模糊、噪声大，甚至不能正确使用。因此，在布线过程中应注意将信号线与电源线分开布设，弱电线路采用屏蔽措施，并与强电线路隔开一定距离布置。
3合理有效选取导线
在进行导线的选择上主要遵循两个参数指标：一是材质的选择，材质通常选取铜或者铝两种材料的导线，室内布线通常选取的是铜导线，原因在于其具有较高的过载余量，而且较为安全；二是截面积，在确定导线截面积时主要是按照实际功率进行计算的，这样可避免导线的无故浪费，节省一部分开支。施工人员在选取导线时应注意以下几点：①配电导线的截面积应大于2．5mm，按照实际计算所得值并留有余量；②单相回路中性线截面积要与相线截面积相吻合；③保护线截面积应大于保护线最小截面积的规定值。
4实施分路供电
供电母线一般采用埋地电缆进入，楼负载较小时，可直接采用380V／220V低压母线供电；负载较大，则采用3000V一10000V高压母线供电，再通过变压器变压后配电。建筑内负载种类多，且各种负载对电源及接地要求各不相同，设计时应考虑分路供电。如实验设备用电线路、照明线路与火灾报警及消防联动系统、防盗报警系统用电线路因功能不同，应该分路供电，以便在放假期间，关闭其他系统电源但仍保证防火与防盗系统的供电。建筑应设置专门的配电室，实现对上述电路的集中控制，配电室位置应靠近用电量大的区域，以减少线路的电能损耗。
5合理地提高供配电系统的功率因数
如果发现系统自然功率因数与接入电网的实际需求不相吻合，可通过采取无功补偿的方式增强系统的自然功率因数，最大限度地降低能源的无故损耗。所采取的主要措施如下：
设计人员在进行相关设计过程中，要选择功率因数高的用电设备，降低用电设备的损耗，增强用电设备的自然功率因数；
安装一定的无功补偿装置。当前的建筑所使用的变压器大都是低压侧集中补偿型，此法的一方面可增强用户处的自然功率因数，另一方面可降低区域变电站到用户处的无功传输路径。无功补偿装置并不是适用于所有情况，在选取时应根据具体情况进行筛选。
6接地系统
在任何的建筑电气设计中，接地系统都相当关键，因其不仅关系到供电系统的可靠性，也关系到用电的安全性。
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6.1接地系统选择
我国目前对于220V／380V供电系统，电源中性点接地方式一般采用直接接地型式，按保护接地型式不同可分为TN系统与TT系统，其中TN系统又可分为TN—C、TN—S、TN—S—C三种系统，下面分析这几种系统的特点：
（1）TN—C系统
又称三相四线制系统。该系统中的N线与PE线共线，统称PEN线，设备的外露可导电部分与之相连，并作为单相用电设备工作接地。该系统对接地故障也较为敏感，又节约导线材料，在低压配电系统中应用较为广泛。但建筑单相负荷较多，要达到三相的完全平衡不太可能，不平衡电流在PEN线上叠加，会造成PEN线接地电位的漂移，使设备外壳带电，并且，无一个稳定的电位基准点，精密电子设备不能准确可靠运行，因此，该系统不适合建筑接地系统。
（2）TN—S系统
该系统N线与PE线分开，用电设备外露可导电部分与公共PE线相连。其特点是：正常情况下，PE线上无电流通过，不会对连接PE线上的设备产生电磁干扰，并且，N线断线也不会影响到PE线上其它设备的防间接触电的安全，安全可靠性能高；另外，保证各接地线都从接地体一点引出，选择正确的接地电阻值，使电子设备共同获得一个等电位基准点，可满足精密电子设备工作的要求。当建筑内设有独立变压器时可采用该系统，但存在消耗导线材料多，投入大的缺点。
（3）TN—S—C系统
该系统由两个接地系统组成，第一部分是TN—C系统，第二部分是TN—S系统，分界面在N线与PE线的连接点。该系统适合用于建筑无变压器，由公共电网供电的情况。进户前采用TN—C系统，在进户处做重复接地，进户后变为TN—S系统，或对精密电子设备专线采用TN—S系统，这样，既可以满足该类设备的电源要求，也可以适当地减少导线材料，节省投资。
（4）TT系统
该系统在正常运行时，不管三相负荷是否平衡，在中性线N带电情况下，PE线都不会带电，各设备经各自的PE线接地，相互问无电磁干扰。但当设备外壳未接地而发生设备漏电故障时，故障电流可能很小，不能导致漏电保护器动作，使设备外壳长时间带电，增加操作者的触电危险。因此，该系统应装设灵敏度高的触电保护器。正常运行时的TT系统类似于TN—S系统，也能取得合格的基准接地电位，适合用于数据处理及精密检测设备的供电。
6.2接地类型
（1）工作接地
为保证电力系统和设备达到正常工作要求而进行的接地叫工作接地。主要是指变压器中性点直接或经消弧线圈接地及中性线(N线)接地，一些建筑设有专用变压器或低压电网进户处应设置此类接地。应注意的是N线必须采用铜芯绝缘线并有足够的截面积，接地电阻R≤4Ω并保持恒定：配电中的等电位接线端子不能外露，一般设在配电柜内，且不能与其它接地系统，如直流接地、屏蔽接地、防静电接地等混接。
（2）保护接地
为保障人身安全、防止间接触电而将设备的外露可导电部分进行接地叫保护接地，其连接线即为PE线。建筑物内设备多种多样，而且也存在一些非带电导电设备与构件，如果设备的绝缘破损，会使设备外壳带电，人体触及外壳，相线电流就会流经人体经大地返回中性点，发生触电事故。因此，容易漏电设备的外壳和一些外设导电构件应用PE线连接并接地，并严禁PE线与N线连接，其上也不能安装开关和熔断器。保护接地的接地电阻R≤4Ω，其值越小，对人体的触电保护功能越好。
（3）防雷接地
把雷电电流迅速导入大地，以防止雷害为目的的接地称为防雷接地。建筑物中有大量的电子设备与布线系统，这些电子设备及布线系统耐压等级低，防干扰要求高，最怕受到雷击。不管是直击，串击，反击都会使电子设备受到不同程度的损坏或严重干扰。因此对建筑的防雷接地设计必须严密、可靠。按照现行的《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010规范；预计雷击次数大于0.05次/a的建筑应设计防雷接地措施，建筑防雷接地电阻R≤1OΩ。
参考文献：
[1]吴恩生．对建筑电气中供配电线路设计的探讨[J]．城市建设理论研究.2012，2(7)：92—93．
[2]谢建江．对建筑电气中供配电线路设计的探讨[J]．城市建设理论研究.2013，3(7)：15—17.
论文作者:李威
论文发表刊物:《低碳地产》2016年12期
论文发表时间:2016/10/21
标签：系统论文; 导线论文; 线路论文; 设备论文; 建筑论文; 截面论文; 功率因数论文; 《低碳地产》2016年12期论文;