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摘要：随着建筑业不断地发展，对建筑电气中供配电线路的要求越来越高，同时对其可靠性还有技术水平要求也越高。在其供配电线路设计的过程中我们应考虑各种可能产生的问题，并找出措施进行解决。本文就建筑电气中供配电线路设计进行了探讨。
关键词：建筑电气；供配电；线路设计
中图分类号： TM7 文献标识码： A
引言:
近年来，建筑电气中供配电线路产生的无谓能量损耗现象越来越严重，而我国又是人口大国，资源相对匮乏，能源的消耗正在急剧增加，能源危机迫在眉睫。建筑能耗作为耗能大户已成为危及社会可持续发展的重大问题，因此，改善建筑电气中配电线路设计，减少无谓的能量损耗对可持续发展有着非常重要的意义。
1、建筑电气供配电线路设计应遵循的原则
1.1、满足建筑物的功能要求
满足建筑物的功能要求主要有：满足建筑物不同场所的色温、显色指数以及照明度的要求；满足舒适性空调对温度及新风量的要求；满足医疗建筑、酒店、体育场馆、餐饮娱乐场所等电气设施用电的要求，以及多功能厅、 展厅等照明用电的要求。
1.2、考虑实际经济效益
不能因为追求节能而不考虑所消耗的投资，随意增加运行的费用。节能要充分结合实际情况，对经济效益进行评估，经过比较分析，选用合理的节能材料和设备，尽量保证在较短的时间内能够收回在节能方面增加的投资。
1.3、节省无谓消耗的能量
减少能量的无谓消耗是节能的关键。在进行建筑电气设计时，首先应明确哪些能量的消耗是没有必要的无谓消耗，再结合实际情况选择合适的节能措施。例如，量大面广的照明容量，应通过先进的控制技术和调光技术降低其能量的损耗。节能设计一定要在满足功能要求、技术先进以及经济合理的原则下进行。
2、基本配件的选择
2.1、刀开关的选择
应根据额定电压、计算电流来选择刀开关，在安装刀开关的线路上要求其额定交流电压不应该超过500V；而直流电压不超过440V。为保证刀开关的安全使用，其计算电流应小于或等于刀开关的额定电流。
2.2、自动开关的选择
自动开关又称为自动空气断路器或者自动空气开关。它是一种能自动切断电路故障的控制兼保护功能的电气配件，可以根据额定电压、额定电流及脱扣器的额定电流来选择。如果按线路的额定电压选择，则自动开关的额定电压应该大于或等于线路的额定电压；如果按线路的额定电流选择，则自动开关的额定电流应该大于或等于线路的计算电流；若按脱扣器的额定电流选择，则长延时动作的过电流脱扣器的额定电流应该大于线路的计算电流，短延时动作的过电流脱扣器的额定电流应该大于线路的尖峰电流，瞬时动作的过电流的额定电流应躲过配电线路的尖峰电流。
2.3、导线的选择
导线的选择主要是看它的材质与截面积两个方面。材质通常主要有铜和铝两种，而室内在布设线路时一般会选用铜导线，因为铜导线过载余量较高，虽然价格较铝线高，但用电安全，在一定程度上说具有很大的优势。在计算导线的截面积时应根据实际其功率来计算，这样可以减小导线的截面积，节约投资。
2.4、保护元件的选择
建筑电气的保护功能主要是通过过载保护、短路保护和漏电保护来完成的。由于室内负荷的大小并不一样，而仪器设备的过载能力也不尽相同，各自需要的保护要求也不一致。因此，为了起到可靠有效的保护作用，应在设计中的必要部位装设保护元件，考虑上下级的电气保护系统。若使用熔断器，烧毁后的更换工作应由专业的电工进行；当配电室、各楼层负载过大，电流也大时，就会很容易出现大电流短路的现象。此时，空气开关的分断能力不足，需要用熔断器进行安全分断。在对熔断器进行选择时，应注意它的极限分断能力要大于线路的最大短路电流。保护元件的选择除了应该匹配额定电流应、额定电压与所保护电路之外，动作时间也要与被保护电路或设备的要求相一致。就通常的用電设备而言，动作电流与漏电保护器的动作时间的乘积应该小于30mA•S；如果精密电子仪器的过载能力非常差时，就应该选择快速的过载与短路保护器。
3、建筑电气供配电线路设计的几点注意事项
3.1、合理选择线路路径
减小导线长度变配电室及配电箱，尽可能地靠近负荷中心；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。
3.2、导线的选用
导线的参数主要包括导线的截面积和材质两个方面，材质通常有铝和铜两种。虽然铜导线的价格要高于铝导线，但由于铜导线的过载余量较高，在室内布线时得到了广泛的应用，而且铜导线在安全方面的性能也要优于铝导线。导线的截面积应根据实际功率进行计算确定，而不是根据各相用电器的额定功率计算确定，这样可有效地减小导线的截面积，减少投资成本。
3.3、合理布线、以免相互干扰
建筑物内的布线系统有很多种，主要有供电线路布线系统、火灾报警及消防联动系统、办公自动化系统、闭路电视系统、通信自动化系统以及保安监控系统等。有些是强电系统，有些是弱电系统，其中，强电线路的电磁很容易干扰弱电线路，导致产生噪声大、信号模糊的现象，甚至影响弱电线路的正常使用。
3.4、采用分路供电及控制、区分负载性质
建筑内负载电器比较多，且各种负载对电源及接地要求各不相同，设计时应着重考虑分路供电。照明线路中的荧光灯等非线性负荷，产生的谐波会影响电气设备的正常工作，因此，计算机房的供电，应设计独立的供电系统，并且在回路中加设交流不间断电源，以防意外停电对设备造成严重的影响。建筑物内应设置专门的配电室，实现对上述电路的集中控制。配电室位置应设置在靠近用电量大的区域，以减少线路的电能损耗。
3.5、合理地提高供配电系统的功率因数
如果系统自然功率因数不能满足接入电网的要求，应通过无功补偿来提高功率因数，降低能量的损耗。方法如下：
（1）在设计中，用电设备应尽量选用功率因数高，以提高用电设备的自然功率因数，降低用电设备的无功损耗。
（2）安装无功补偿装置。 变压器低压侧集中补偿是目前民用建筑设计中使用比较广泛的，这种做法只是减少了用户到区域变电站处的高压线路上的无功传输，使用户处的功率因数得到了提高。但并没有减少由变压器低压母线经传输线路输送到各用户点低压线路上的无功传输，并没有达到节能的目的。
4、接地系统
接地系统在建筑电气设计中非常重要，因为接地系统关系到供电系统的可靠性和用电的安全性。要想保证操作者安全及建筑物内各类用电器正常运行，则必须要有一个科学完善的接地系统，特别是对于精密检测仪器以及计算机等电子设备，接地系统能够保证其运行的稳定性好、准确性高，避免相互之间的电磁干扰。
接地系统选择：对于220V/380V供电系统，一般采用直接接地型式作为电源中性点接地方式，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，各种系统的主要特点如下：
4.1、TN—C系统
TN—C又称三相四线制系统，如图1所示。该系统中的N线与PE线共线，统称PEN线，与外露在设备上的可导电部分相连，并作为单相用电设备工作接地。 该系统在低压配电系统中得到了广泛的应用，这主要是因为其对接地故障比较敏感，又节约导线材料。但该系统不适合单相负荷较多的接地系统，因为很难达到三相的完全平衡， 不平衡电流叠加在PEN线上，会造成PEN线接地电位的漂移，使设备外壳带电，并且，没有稳定的电位基准点，不能保证电子设备的准确可靠的运行。
图1
4.2、TN—S系统
该系统N线与PE线分开，公共PE线与外露在用电设备上的可导电部分相连，如图2所示。通常情况下PE线上没有电流通过，不会对连接在PE线上的设备产生干扰，而N线断线也不会对PE线上其他设备的防间接触电的安全产生影响，具有很高的安全性；此外，还保证正确的选择接地电阻值，从接地体同一点引出各接地线，使电子设备获得一个共同的等电位基准点，以满足电子仪器的工作要求。
图2
4.3、TN—S—C系统
TN—S—C系统主要由TN—C系统和TN—S系统两个接地系统构成，N线与PE线的连接点为分界面，如图3所示。该系统适用于由公共电网供电且无变压器的情况。进户前采用TN—C系统，在进户处进行重复接地，进户后变为TN—S系统，既减少了导线的材料，节省投资，又满足了该类设备的电源要求。
图3
5、结束语
综上所述，现代建筑电气的供配电线路已不单单是照明工程和动力工程，还能够火灾自动报警和联系消防系统、综合布线、计算机网络等电气设备。建筑物的用电设备负荷相对较大，而用电设备的性质较复杂，建筑电气的供配线路系统的安全可靠性是保证建筑物安全运行的重要保障和基础，所以合理的供配电系统设计是建筑电气设计的重中之重。
参考文献：
[1]刘爱平. 对建筑电气中供配电线路设计的探讨[J]. 广东科技，2007，10:115-117.
[2]刘昌明. 建筑供配电线路的节能设计[J]. 四川建筑科学研究，2011，01:257-259.
关键词：建筑电气；供配电；线路设计
中图分类号： TM7 文献标识码： A
引言:
近年来，建筑电气中供配电线路产生的无谓能量损耗现象越来越严重，而我国又是人口大国，资源相对匮乏，能源的消耗正在急剧增加，能源危机迫在眉睫。建筑能耗作为耗能大户已成为危及社会可持续发展的重大问题，因此，改善建筑电气中配电线路设计，减少无谓的能量损耗对可持续发展有着非常重要的意义。
1、建筑电气供配电线路设计应遵循的原则
1.1、满足建筑物的功能要求
满足建筑物的功能要求主要有：满足建筑物不同场所的色温、显色指数以及照明度的要求；满足舒适性空调对温度及新风量的要求；满足医疗建筑、酒店、体育场馆、餐饮娱乐场所等电气设施用电的要求，以及多功能厅、 展厅等照明用电的要求。
1.2、考虑实际经济效益
不能因为追求节能而不考虑所消耗的投资，随意增加运行的费用。节能要充分结合实际情况，对经济效益进行评估，经过比较分析，选用合理的节能材料和设备，尽量保证在较短的时间内能够收回在节能方面增加的投资。
1.3、节省无谓消耗的能量
减少能量的无谓消耗是节能的关键。在进行建筑电气设计时，首先应明确哪些能量的消耗是没有必要的无谓消耗，再结合实际情况选择合适的节能措施。例如，量大面广的照明容量，应通过先进的控制技术和调光技术降低其能量的损耗。节能设计一定要在满足功能要求、技术先进以及经济合理的原则下进行。
2、基本配件的选择
2.1、刀开关的选择
应根据额定电压、计算电流来选择刀开关，在安装刀开关的线路上要求其额定交流电压不应该超过500V；而直流电压不超过440V。为保证刀开关的安全使用，其计算电流应小于或等于刀开关的额定电流。
2.2、自动开关的选择
自动开关又称为自动空气断路器或者自动空气开关。它是一种能自动切断电路故障的控制兼保护功能的电气配件，可以根据额定电压、额定电流及脱扣器的额定电流来选择。如果按线路的额定电压选择，则自动开关的额定电压应该大于或等于线路的额定电压；如果按线路的额定电流选择，则自动开关的额定电流应该大于或等于线路的计算电流；若按脱扣器的额定电流选择，则长延时动作的过电流脱扣器的额定电流应该大于线路的计算电流，短延时动作的过电流脱扣器的额定电流应该大于线路的尖峰电流，瞬时动作的过电流的额定电流应躲过配电线路的尖峰电流。
2.3、导线的选择
导线的选择主要是看它的材质与截面积两个方面。材质通常主要有铜和铝两种，而室内在布设线路时一般会选用铜导线，因为铜导线过载余量较高，虽然价格较铝线高，但用电安全，在一定程度上说具有很大的优势。在计算导线的截面积时应根据实际其功率来计算，这样可以减小导线的截面积，节约投资。
2.4、保护元件的选择
建筑电气的保护功能主要是通过过载保护、短路保护和漏电保护来完成的。由于室内负荷的大小并不一样，而仪器设备的过载能力也不尽相同，各自需要的保护要求也不一致。因此，为了起到可靠有效的保护作用，应在设计中的必要部位装设保护元件，考虑上下级的电气保护系统。若使用熔断器，烧毁后的更换工作应由专业的电工进行；当配电室、各楼层负载过大，电流也大时，就会很容易出现大电流短路的现象。此时，空气开关的分断能力不足，需要用熔断器进行安全分断。在对熔断器进行选择时，应注意它的极限分断能力要大于线路的最大短路电流。保护元件的选择除了应该匹配额定电流应、额定电压与所保护电路之外，动作时间也要与被保护电路或设备的要求相一致。就通常的用電设备而言，动作电流与漏电保护器的动作时间的乘积应该小于30mA•S；如果精密电子仪器的过载能力非常差时，就应该选择快速的过载与短路保护器。
3、建筑电气供配电线路设计的几点注意事项
3.1、合理选择线路路径
减小导线长度变配电室及配电箱，尽可能地靠近负荷中心；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。
3.2、导线的选用
导线的参数主要包括导线的截面积和材质两个方面，材质通常有铝和铜两种。虽然铜导线的价格要高于铝导线，但由于铜导线的过载余量较高，在室内布线时得到了广泛的应用，而且铜导线在安全方面的性能也要优于铝导线。导线的截面积应根据实际功率进行计算确定，而不是根据各相用电器的额定功率计算确定，这样可有效地减小导线的截面积，减少投资成本。
3.3、合理布线、以免相互干扰
建筑物内的布线系统有很多种，主要有供电线路布线系统、火灾报警及消防联动系统、办公自动化系统、闭路电视系统、通信自动化系统以及保安监控系统等。有些是强电系统，有些是弱电系统，其中，强电线路的电磁很容易干扰弱电线路，导致产生噪声大、信号模糊的现象，甚至影响弱电线路的正常使用。
3.4、采用分路供电及控制、区分负载性质
建筑内负载电器比较多，且各种负载对电源及接地要求各不相同，设计时应着重考虑分路供电。照明线路中的荧光灯等非线性负荷，产生的谐波会影响电气设备的正常工作，因此，计算机房的供电，应设计独立的供电系统，并且在回路中加设交流不间断电源，以防意外停电对设备造成严重的影响。建筑物内应设置专门的配电室，实现对上述电路的集中控制。配电室位置应设置在靠近用电量大的区域，以减少线路的电能损耗。
3.5、合理地提高供配电系统的功率因数
如果系统自然功率因数不能满足接入电网的要求，应通过无功补偿来提高功率因数，降低能量的损耗。方法如下：
（1）在设计中，用电设备应尽量选用功率因数高，以提高用电设备的自然功率因数，降低用电设备的无功损耗。
（2）安装无功补偿装置。 变压器低压侧集中补偿是目前民用建筑设计中使用比较广泛的，这种做法只是减少了用户到区域变电站处的高压线路上的无功传输，使用户处的功率因数得到了提高。但并没有减少由变压器低压母线经传输线路输送到各用户点低压线路上的无功传输，并没有达到节能的目的。
4、接地系统
接地系统在建筑电气设计中非常重要，因为接地系统关系到供电系统的可靠性和用电的安全性。要想保证操作者安全及建筑物内各类用电器正常运行，则必须要有一个科学完善的接地系统，特别是对于精密检测仪器以及计算机等电子设备，接地系统能够保证其运行的稳定性好、准确性高，避免相互之间的电磁干扰。
接地系统选择：对于220V/380V供电系统，一般采用直接接地型式作为电源中性点接地方式，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，各种系统的主要特点如下：
4.1、TN—C系统
TN—C又称三相四线制系统，如图1所示。该系统中的N线与PE线共线，统称PEN线，与外露在设备上的可导电部分相连，并作为单相用电设备工作接地。 该系统在低压配电系统中得到了广泛的应用，这主要是因为其对接地故障比较敏感，又节约导线材料。但该系统不适合单相负荷较多的接地系统，因为很难达到三相的完全平衡， 不平衡电流叠加在PEN线上，会造成PEN线接地电位的漂移，使设备外壳带电，并且，没有稳定的电位基准点，不能保证电子设备的准确可靠的运行。
图1
4.2、TN—S系统
该系统N线与PE线分开，公共PE线与外露在用电设备上的可导电部分相连，如图2所示。通常情况下PE线上没有电流通过，不会对连接在PE线上的设备产生干扰，而N线断线也不会对PE线上其他设备的防间接触电的安全产生影响，具有很高的安全性；此外，还保证正确的选择接地电阻值，从接地体同一点引出各接地线，使电子设备获得一个共同的等电位基准点，以满足电子仪器的工作要求。
图2
4.3、TN—S—C系统
TN—S—C系统主要由TN—C系统和TN—S系统两个接地系统构成，N线与PE线的连接点为分界面，如图3所示。该系统适用于由公共电网供电且无变压器的情况。进户前采用TN—C系统，在进户处进行重复接地，进户后变为TN—S系统，既减少了导线的材料，节省投资，又满足了该类设备的电源要求。
图3
5、结束语
综上所述，现代建筑电气的供配电线路已不单单是照明工程和动力工程，还能够火灾自动报警和联系消防系统、综合布线、计算机网络等电气设备。建筑物的用电设备负荷相对较大，而用电设备的性质较复杂，建筑电气的供配线路系统的安全可靠性是保证建筑物安全运行的重要保障和基础，所以合理的供配电系统设计是建筑电气设计的重中之重。
参考文献：
[1]刘爱平. 对建筑电气中供配电线路设计的探讨[J]. 广东科技，2007，10:115-117.
[2]刘昌明. 建筑供配电线路的节能设计[J]. 四川建筑科学研究，2011，01:257-259.