建筑住宅电气设计的过流保护方案

建筑住宅电气设计的过流保护方案

李玉鹏

37078419921219 **** ， 山东 安丘 262100

摘要：经济发展建立在对自然资源的消耗，我国正处于高速发展期，由过去的粗放经济转变为集约经济。当前国内经济发展速度极快，但能源消耗量同时也非常庞大。国内缺少足够多的可再生能源，为走可持续发展道路，节能降耗成为重要政策。作为高耗能产业的建筑行业，一直以来都存在污染严重、资源浪费、能耗过高的问题。为降低能源消耗，社会各界对节能建筑展开了深入研究。住宅小区的电气节能技术运用，核心是各种节能设备，可以有效降低能耗。因优势突出，故得到了社会各界的支持与认可。

关键词：建筑住宅；电气设计；过流保护

1 住宅小区电气系统设计要素

1.1 用电量

科技的进步与经济的发展，让人们的生活质量得到了显著提高。人们的生活质量与水平不断提高，对生活的需求开始朝向科技化、智能化方向发展，家用电器种类和数量也越来越多。比如微波炉、冰箱、电热水器、液晶电视、空调与电脑。这些电气有着众多的功能，因此功率和耗能非常大。如今很多老旧住宅小区电气系统渐渐已经无法满足人们的使用需要。更新住宅小区电气系统，推动节能理念落实需优先考虑小区住户的用电需求。

1.2 供电电源

影响住宅供电质量的因素非常多，其中最为突出的因素便是电压等级。工作人员所用电压等级影响后续的经济运行和住宅管理效果。设计人员需深入研究和分析，探索住宅建筑的正确电压等级情况。

工作人员需运用自身的工作经验找出当前住宅的规模、电气负荷、电压等级关系。比如某住宅建筑电气负荷低于200 k V·A，则住宅供电范围处于200 m内。此时设计人员需使用380～220 V的电压供电。如住宅建筑电气负荷超过300 k V·A，则设计人员需使用高压供电方案，这样才能让高压到达负荷中心，尽可能减少电能在线路中的消耗，减少电能浪费。如果住宅建筑的电气负荷为80 k V·A，则需选择10 k V电压供电。从经验和理论层面来看，住宅变电所为10 k V·A/0.4 k V·A/0.23 k V·A。

1.3 导线设计

对于住宅小区的电气系统设计来说，导线种类同样是须充分考虑的问题。因为导线种类关系到电气系统的电流荷载承受强度与能力。此外，住宅小区的工作电压、外界环境、工作参数等都有可能影响电流负荷。环境方面，影响电压的因素包括风力、湿度、温度。设计住宅小区电气系统时，需谨慎评估导线性能。充分考虑上述要素，选择合适的导线，以免因导线没有足够的强度出现断线问题，须确保导线能够安全且长期使用。

2 断路保护

基于住在电气设计的特殊性，对低压配电线路的保护可以划分为几种方式，具体有短路保护、过负载保护等，这些保护都是需要依托于断路器进行实现的。一座住宅楼设计的配电线路种类较为多样化，这就增加了线路规划难度，因为线路之间具有连接性，但某一用户的线路出现短路，就有可能对其他用户用电造成影响，一般是切断断电用户的供电回路，使电流重新回归，保证其他用户可以正常用电。正是基于此，短路保护更是侧重于对断路器的应用，主要以断路器的电流波动值而决定，在不同的情况下我们可以设置不同短路保护装置。如果导线内部线芯截面面积减少，外界环境发生改变，明显能够感觉到载流量降低时，我们可以不设短路保护，短路保护的设立主要根据住宅实际情况而定。当上一级线路出现损坏，断电器线路无法正常有效保护线路；电源侧边的流通电流低于20A，且安装有短路保护器的架空路线时，在这种情况下，我们也可以不设短路保护。断路器的连接较为稳定，其连接节点一般设置在保护线路与电源线路的中间点，因为线路交叉不稳定，所以与连接点位置要保持一定的距离。线路长度要控制在一个合理的范围，正常情况下不超过3m，需要提前采取预防措施，将短路风险系数降至最低，线路排版的时候不能靠近火源或者可燃物附近。如果配电线路发生短路，线路电流就会成一个不稳定流动趋势，引发短路电流，在电流的作用下，设备超负荷运行，出现设备过热的情况，同时还有可以诱导出一些其他安全问题。电流不稳定波动会使得配电网的电压出现变化，影响其他设备的正常使用，基于这种情况，我们需要提前计算出配电线路的预期短路电流，对断路器进行合理的调控，分化短路能力，保证线路出现短路情况后，断路器可以第一时间采取合适切断措施，将短路的线路切断，避免短路电流对正常设备造成影响。短路电流值不能低于断路器额定电流值的1.3倍，当短路点靠近变压器的时候，线路短路电流值的波动幅度最大，其断路器的运行能力就越强。

住宅电气设计过程中，要考虑的因素比较多，主要侧重于线路方面，变配电室的线路一般采用树干叫配电的方式，从实际的环境特点出发，做好线路规划方案，经过楼层的导线相接，控制导线截面大小，使之与配电箱相匹配，然后就是表箱，正常情况下，线路的连接随着导线截面的减少而减缓，保护线路断路器的电流值会发生一定的趋势变化，主要呈一个下降的趋势。如果用户配电线路出现短路问题，可以采用的线路保护方式比较有针对性，一般是使用高分辨率的小型断路器，这样可以起到一个很好的过流保护作用。小型断路器的内部的电流极差比较大，不会对断路器的运行造成过大的影响。

3 断路器过负荷的选择性

配电线路在使用过程中，应该提前装设负荷保护，这样断路器在运行过程中可以保证负荷电流处于一个相对稳定的状态，当负荷电流升高，会对导体各构件造成较大的损害，过负荷保护一般是结合断路器的反限时特性，通过分析能力的动态变化判断断路器的预期短路电流，可以承受通过的最大短路能量。针对于住宅线路的保护规划，可以使用断路器，断路器主要是起到一个过负荷保护作用，这种过负荷保护是基于继电器和电子脱扣器的基础上进行实现的，不同的断路器其热脱扣曲线的检验标准是不一样的，在验收过程中，主要根据线路运行负荷而定。很多住宅都是使用的小型断路器，为了避免尖峰处出现负荷电流，一般是通过断路器进行控制，要保证断路器的正常运行，不能切断线路正常供电，根据断路器的特征曲线进行合理的调控。小型断路器的脱扣特征曲线主要有四种变化，分别为A、B、C、D，不同的特征曲线其适用标准不同，适用范围也有所区别。特征曲线A适用于没有延时性脱扣的电子设备，故障电流值整体偏低，对设备运行的影响比较低。B用于脱扣速度比较快切短路电流不是很大的场所，比标准电流值超了3-4倍。C的适用性比较广，可以适用于大部分照明回路，允许通过的短期负载比较大，短峰电流值远大于额定电流值。D适用于高峰值电流的电器设备，峰值电流越高其运行效率越稳定，峰值的电流小于10倍的额定电力值，可以对电器运行起到一个很好的保护作用。

4 结语

住宅电气设计需要考虑的地方比较多，对配电线路的过流保护是其中一个非常重要的环境，要从多方面入手，做好各个环节的对接工作，协调好每个电气设计环节，居民在用电中，会出现不同阶段的电流峰值，在配电线路中，需要对此进行全面的考虑，做好过流保护工作，安装好相关保护装置，对断路器过负荷的选择要合理，最大程度上保证供配电线路运行的稳定性和可行性。

参考文献

[1] 余昉，李保全.住宅电气设备的过流保护方案分析[J].建筑电气，2018(31):40-42.

[2] 苏孟杰，刘必渝.做好低压配电线路保护的主要措施[J].设备管理与维护，2018(16):35-36.

[3] 李朝阳.住宅电气设计的过流保护分析[D].苏州：苏州大学，2019.