摘要：本文首先闡述了對小康住宅電氣設(shè)計(jì)技術(shù)提出的新概念與新要求。電氣安全人們的重視和關(guān)注，包括防人身電擊技術(shù)、防電氣火災(zāi)技術(shù)、電涌防護(hù)技術(shù)、電氣檢修安全技術(shù)和保安技術(shù)等。介紹了適合于住宅小區(qū)的安全可靠的配電系統(tǒng)。討論了小康住宅智能化的發(fā)展方向，在對住宅信息化、智能化和綜合布線系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上，分析了住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)方案。
關(guān)鍵詞：住宅 電氣安全 防人身電擊 防電氣火災(zāi) 電涌保護(hù) 智能建筑 綜合布線系統(tǒng)
作為人類生存基本需求之一的住宅，已逐步從解困、安居型向小康型發(fā)展，實(shí)施文明居住。為此，對小康住宅的電氣設(shè)計(jì)提出了新的概念。文明居住的內(nèi)涵不僅僅只要求居住方便、舒適乃至華麗?，F(xiàn)代化的文明居住區(qū)對過去沒有實(shí)施，或者實(shí)施甚微的電氣安全及住宅信息化、智能化提出了要求。因此，建筑電氣設(shè)計(jì)內(nèi)容必須更新、發(fā)展。隨著社會(huì)的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我們的生活方式發(fā)生了很大變化，對居住要求也有新的變更和企求。
一、安全
生活水平的提高、生活方式的變化及家庭形式多樣化，使得人們對安全保障的要求愈來愈烈。這種高度安全性的要求主要體現(xiàn)在防盜、防犯方面，這是最為直觀的安全，也最為人們所重視及關(guān)注。然而，不為多數(shù)人知曉的電氣安全更是與人們的生命財(cái)產(chǎn)密切相關(guān)的。
1、防人身電擊技術(shù)
在自動(dòng)切斷供電的保護(hù)措施中，采用TN或TT接地制式對低壓配電系統(tǒng)的安全起到了一定的作用，同時(shí)也存在許多不足和缺陷。
漏電保護(hù)電器（RCD）作為實(shí)用的防電擊措施之一，已為廣大電氣設(shè)計(jì)者、管理者及使用者所接受，并付諸實(shí)踐。
RCD的應(yīng)用大幅度地提高了安全用電水平，成為防觸電事故的有效措施之一，然而，RCD在使用中也存在局限性。例如：RCD無法對因種種原因引起PE線（PEN線）電位升高進(jìn)行檢測。因?yàn)镽CD所檢測的僅只L1、L2、L3相線及N線導(dǎo)體中是否有剩余電流，而無法檢測出具有保護(hù)功能PE線是否帶剩余電流。RCD的這種不足是可以通過等電位聯(lián)結(jié)保護(hù)措施來彌補(bǔ)的。1996年6月1日開始實(shí)施的國際《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50054－95的第四章第四節(jié)明確規(guī)定，采用接地故障保護(hù)時(shí)，應(yīng)實(shí)施總等電位聯(lián)結(jié)。按規(guī)范規(guī)定，當(dāng)采用低壓斷路器、熔斷等保護(hù)電器實(shí)施自動(dòng)切斷供電時(shí)，應(yīng)在建筑物內(nèi)實(shí)施總等電位聯(lián)結(jié)。等電位聯(lián)結(jié)的目的不在于縮短保護(hù)電器的動(dòng)作時(shí)間，而是降低接觸電壓值，某些情況下有可能將接觸電壓降到安全值以下。在正常條件下，安全電壓值為50V.等電位聯(lián)結(jié)有總等電位聯(lián)結(jié)（又稱主等電位聯(lián)結(jié)）和局部等電位聯(lián)結(jié)（又稱輔助等電位聯(lián)結(jié)）。
2、防電氣火災(zāi)技術(shù)
近年來，電氣火災(zāi)不斷增加，已居火災(zāi)起因首位，電氣設(shè)備或線路故障起火是十分常見的起火原因。
電氣故障主要是帶電導(dǎo)體之間的短路和帶電導(dǎo)體與“地”之間的短路。這是所說的“地”是泛指與地有聯(lián)系的設(shè)備外殼、金屬管道及構(gòu)架等外露可導(dǎo)電部分的短路，通常將前者稱為短路，后者叫做接地故障。
接地故障雖也表現(xiàn)為短路形式，但它在短路電流值、故障后果和保護(hù)措施上與相間短路均不相同。
帶電導(dǎo)體產(chǎn)、發(fā)生短路時(shí)，由于短路電流大，可令保護(hù)電器設(shè)備自動(dòng)切斷供電，防止電氣火災(zāi)的發(fā)生。而接地故障卻因短路電流小，特別是電弧性接地故障，無法令保護(hù)電器設(shè)備動(dòng)作，它不僅能導(dǎo)致人身電擊，也能引起電氣火災(zāi)。通常電弧性接地故障起火的危險(xiǎn)性及發(fā)生的幾率大于一般的相間短路。
能引燃起火的電弧電流在500mA以上，IECTC64認(rèn)為RCD是防范電氣火災(zāi)的措施之一，但保護(hù)裝置的IΔn<500mA.
在設(shè)計(jì)中，我們將防電氣火災(zāi)的RCD保護(hù)設(shè)備設(shè)在進(jìn)線處。在選擇RCD的IΔn時(shí)，未選用其上限值，的保護(hù)作用是IΔn<300mA.其動(dòng)作時(shí)間為0.25S（據(jù)廠家提供的資料，跳閘時(shí)間誤差為±20％，即t=0.25s時(shí)，跳閘區(qū)間為0.3～0.2s）。當(dāng)電源總箱供電范圍內(nèi)任一處發(fā)生能引燃起火的接地故障時(shí)，進(jìn)線處的RCD都能及時(shí)切斷電源的，從而避免電氣火災(zāi)的發(fā)生。
這里需要注意的是：干線上和支線上的RCD之IΔn配合。一般來說，漏電開關(guān)的額定漏電不動(dòng)作電流IΔn0為額定漏電動(dòng)作電流IΔn的50％。多個(gè)分支線的額定漏電不動(dòng)作電流之和ΣIΔn0如果大于干線上RCD的50％IΔn，就會(huì)使干線上的RCD誤動(dòng)作。
據(jù)有關(guān)資料介紹，在一些發(fā)達(dá)國家，要求建筑物電源總進(jìn)線上設(shè)置IΔn≤500mA的RCD，否則，當(dāng)?shù)氐墓╇姽静挥韫╇姟?BR> 3、電涌防護(hù)技術(shù)
為了保護(hù)建筑物免遭雷電襲擊，設(shè)計(jì)了由避雷帶（針、網(wǎng)）、引下線和接地裝置組成的外部防雷系統(tǒng)。
然而，雷電電涌可通過室外線路入侵建筑物內(nèi)的設(shè)備，造成毀壞。同時(shí)建筑物內(nèi)部投切過電壓亦可造成設(shè)備的損傷，這些都是外部防雷系統(tǒng)無法保護(hù)的。
防止上述用電設(shè)備絕緣被擊的主要措施是裝設(shè)電涌防護(hù)器，如過電壓保護(hù)器、放電間隙、避雷器等。當(dāng)雷電電涌或內(nèi)部過電壓值大于電涌防護(hù)器的動(dòng)作特性時(shí)，均能在瞬間使電涌防護(hù)器動(dòng)作，并通過等電位裝置，形成等電位。
也就是說，防范雷電電涌及過電壓的措施，是在最短時(shí)間內(nèi)（納秒級）令其釋入電路上產(chǎn)生的大量脈沖能量，通過等電位裝置將其泄放至大地，從而降低設(shè)備各接口間的電位差，保護(hù)用電設(shè)備。
在電子時(shí)代的今天，住宅內(nèi)設(shè)置的敏感電子設(shè)備數(shù)量和規(guī)模不斷增大，而這些設(shè)備的工作電壓卻在不斷下降，因此它們受到電涌的襲擊而損壞的可能性就大大增加。其后果可能使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)作中斷，造成經(jīng)濟(jì)損失。
4、電氣檢修安全技術(shù)
住宅小區(qū)的低壓配電系統(tǒng)，不論采用TN或TT制式，其PEN線或N線由于通過負(fù)荷電流、不平衡電流、三次諧波電流等等，令其帶電位，對地呈現(xiàn)電壓。正常工作時(shí)，這種電壓視情況為幾伏乃至十余伏。當(dāng)然，不可能大過或等于安全電壓50V.
如果正常工作時(shí)的PEN線或N線的對地電壓等于或大于50V，那么設(shè)備端子電壓則等于或小于120V，這種電壓不能令設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的ΔUPEN≥50V時(shí)設(shè)備不能工作然而，例如變配電所因某種原因發(fā)生故障，令PEN線或N線電位升高，此時(shí)，其對地電壓大于安全電壓，甚至高達(dá)百余伏，這種電壓對設(shè)備及人體是十分危險(xiǎn)的，并且會(huì)傳至建筑物的進(jìn)戶處。
進(jìn)戶處的電源的總開關(guān)若為三級，檢修是不會(huì)斷開N線（請注意，PEN線是不能斷開的），如果在N線電位升高時(shí)，人員正在檢修或安裝，由于沒有電氣隔離措施，這時(shí)危險(xiǎn)電壓會(huì)令檢修人員發(fā)生觸電傷亡事故。將電源的總開關(guān)選為四級，實(shí)施了電氣隔離，即將所有帶電導(dǎo)體斷開，因而就避免上述事故的發(fā)生。
需要說明的是，PEN線是PE線與N線合二為一的線路，規(guī)范是嚴(yán)禁將其斷開的。TN－C－S系統(tǒng)的PNE線在進(jìn)戶配電箱處分成N線及PE線，接入四極總開關(guān)的是三根相線及N線。對于TN－C系統(tǒng)而言，不允許裝四極開關(guān)，在小區(qū)的配電系統(tǒng)中，不推薦使用TN－C系統(tǒng)。
在住戶用的小配電箱中，進(jìn)線開關(guān)多是選用微型斷路器。目前市場上供應(yīng)的合格MCR，其爬電距離、空氣間隙等參數(shù)均能滿足隔離電器的要求，因此常將其當(dāng)作隔離電器使用，忽略了隔離電器對“明顯斷開點(diǎn)”的要求。
目前，某些斷路器已有觸頭狀態(tài)顯示窗，即用紅、綠兩色分別表示觸頭是處于分于分?jǐn)噙€是合閘的狀態(tài)，應(yīng)該說這種有明顯斷開點(diǎn)的斷路器才是符合隔離電器的要求。
5、保安技術(shù)
對多層住宅而言，安全系統(tǒng)是進(jìn)戶處設(shè)置一道常鎖的大門，住戶只有使用鑰匙方可進(jìn)出。來訪者則要通過設(shè)置在大門上的對講盤和住戶取得聯(lián)系，方可進(jìn)入。
對于高層住宅，是在入口的門廳處設(shè)置常鎖大門，住戶與來訪者的進(jìn)入程序同多層住宅，但增加了住戶與高層管理人員間的對講。
隨著閉路電視技術(shù)引入對講安全系統(tǒng)，住戶對來訪者的語言及容貌有準(zhǔn)確的識別，從而提高了安全程度，這就是可視對講安全系統(tǒng)。它是在前種系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增設(shè)了一個(gè)影像傳輸通道，在大門的對講盤上裝有攝像頭，以觀察來訪者。
在設(shè)計(jì)中，可以將視頻信號經(jīng)調(diào)制后送入CATV或有線電視前端，住戶可以打開電視機(jī)在專用頻道上觀察來訪者的相貌，這種系統(tǒng)雖然投資較低，但有公開個(gè)人隱私之隙及諸多不便。
另一種則是視頻信號直接通過專用同軸電纜送至住戶裝有顯像管的對講機(jī)。這種可視對講系統(tǒng)是用微型電腦控制的，是目前較為先進(jìn)的內(nèi)線控制系統(tǒng)，它具有對講、密碼與開鎖，與門衛(wèi)、管理中心通話功能，還可配合其他周邊設(shè)備實(shí)施可靠的家住安全保護(hù)。
用于家住安全保護(hù)的設(shè)備還有紅外探測器、玻璃破碎探測器等，除了業(yè)主明確要求設(shè)計(jì)此類防盜保護(hù)設(shè)備外，在設(shè)計(jì)中，一般未設(shè)置。
關(guān)鍵詞：住宅 電氣安全 防人身電擊 防電氣火災(zāi) 電涌保護(hù) 智能建筑 綜合布線系統(tǒng)
作為人類生存基本需求之一的住宅，已逐步從解困、安居型向小康型發(fā)展，實(shí)施文明居住。為此，對小康住宅的電氣設(shè)計(jì)提出了新的概念。文明居住的內(nèi)涵不僅僅只要求居住方便、舒適乃至華麗?，F(xiàn)代化的文明居住區(qū)對過去沒有實(shí)施，或者實(shí)施甚微的電氣安全及住宅信息化、智能化提出了要求。因此，建筑電氣設(shè)計(jì)內(nèi)容必須更新、發(fā)展。隨著社會(huì)的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我們的生活方式發(fā)生了很大變化，對居住要求也有新的變更和企求。
一、安全
生活水平的提高、生活方式的變化及家庭形式多樣化，使得人們對安全保障的要求愈來愈烈。這種高度安全性的要求主要體現(xiàn)在防盜、防犯方面，這是最為直觀的安全，也最為人們所重視及關(guān)注。然而，不為多數(shù)人知曉的電氣安全更是與人們的生命財(cái)產(chǎn)密切相關(guān)的。
1、防人身電擊技術(shù)
在自動(dòng)切斷供電的保護(hù)措施中，采用TN或TT接地制式對低壓配電系統(tǒng)的安全起到了一定的作用，同時(shí)也存在許多不足和缺陷。
漏電保護(hù)電器（RCD）作為實(shí)用的防電擊措施之一，已為廣大電氣設(shè)計(jì)者、管理者及使用者所接受，并付諸實(shí)踐。
RCD的應(yīng)用大幅度地提高了安全用電水平，成為防觸電事故的有效措施之一，然而，RCD在使用中也存在局限性。例如：RCD無法對因種種原因引起PE線（PEN線）電位升高進(jìn)行檢測。因?yàn)镽CD所檢測的僅只L1、L2、L3相線及N線導(dǎo)體中是否有剩余電流，而無法檢測出具有保護(hù)功能PE線是否帶剩余電流。RCD的這種不足是可以通過等電位聯(lián)結(jié)保護(hù)措施來彌補(bǔ)的。1996年6月1日開始實(shí)施的國際《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50054－95的第四章第四節(jié)明確規(guī)定，采用接地故障保護(hù)時(shí)，應(yīng)實(shí)施總等電位聯(lián)結(jié)。按規(guī)范規(guī)定，當(dāng)采用低壓斷路器、熔斷等保護(hù)電器實(shí)施自動(dòng)切斷供電時(shí)，應(yīng)在建筑物內(nèi)實(shí)施總等電位聯(lián)結(jié)。等電位聯(lián)結(jié)的目的不在于縮短保護(hù)電器的動(dòng)作時(shí)間，而是降低接觸電壓值，某些情況下有可能將接觸電壓降到安全值以下。在正常條件下，安全電壓值為50V.等電位聯(lián)結(jié)有總等電位聯(lián)結(jié)（又稱主等電位聯(lián)結(jié)）和局部等電位聯(lián)結(jié)（又稱輔助等電位聯(lián)結(jié)）。
2、防電氣火災(zāi)技術(shù)
近年來，電氣火災(zāi)不斷增加，已居火災(zāi)起因首位，電氣設(shè)備或線路故障起火是十分常見的起火原因。
電氣故障主要是帶電導(dǎo)體之間的短路和帶電導(dǎo)體與“地”之間的短路。這是所說的“地”是泛指與地有聯(lián)系的設(shè)備外殼、金屬管道及構(gòu)架等外露可導(dǎo)電部分的短路，通常將前者稱為短路，后者叫做接地故障。
接地故障雖也表現(xiàn)為短路形式，但它在短路電流值、故障后果和保護(hù)措施上與相間短路均不相同。
帶電導(dǎo)體產(chǎn)、發(fā)生短路時(shí)，由于短路電流大，可令保護(hù)電器設(shè)備自動(dòng)切斷供電，防止電氣火災(zāi)的發(fā)生。而接地故障卻因短路電流小，特別是電弧性接地故障，無法令保護(hù)電器設(shè)備動(dòng)作，它不僅能導(dǎo)致人身電擊，也能引起電氣火災(zāi)。通常電弧性接地故障起火的危險(xiǎn)性及發(fā)生的幾率大于一般的相間短路。
能引燃起火的電弧電流在500mA以上，IECTC64認(rèn)為RCD是防范電氣火災(zāi)的措施之一，但保護(hù)裝置的IΔn<500mA.
在設(shè)計(jì)中，我們將防電氣火災(zāi)的RCD保護(hù)設(shè)備設(shè)在進(jìn)線處。在選擇RCD的IΔn時(shí)，未選用其上限值，的保護(hù)作用是IΔn<300mA.其動(dòng)作時(shí)間為0.25S（據(jù)廠家提供的資料，跳閘時(shí)間誤差為±20％，即t=0.25s時(shí)，跳閘區(qū)間為0.3～0.2s）。當(dāng)電源總箱供電范圍內(nèi)任一處發(fā)生能引燃起火的接地故障時(shí)，進(jìn)線處的RCD都能及時(shí)切斷電源的，從而避免電氣火災(zāi)的發(fā)生。
這里需要注意的是：干線上和支線上的RCD之IΔn配合。一般來說，漏電開關(guān)的額定漏電不動(dòng)作電流IΔn0為額定漏電動(dòng)作電流IΔn的50％。多個(gè)分支線的額定漏電不動(dòng)作電流之和ΣIΔn0如果大于干線上RCD的50％IΔn，就會(huì)使干線上的RCD誤動(dòng)作。
據(jù)有關(guān)資料介紹，在一些發(fā)達(dá)國家，要求建筑物電源總進(jìn)線上設(shè)置IΔn≤500mA的RCD，否則，當(dāng)?shù)氐墓╇姽静挥韫╇姟?BR> 3、電涌防護(hù)技術(shù)
為了保護(hù)建筑物免遭雷電襲擊，設(shè)計(jì)了由避雷帶（針、網(wǎng)）、引下線和接地裝置組成的外部防雷系統(tǒng)。
然而，雷電電涌可通過室外線路入侵建筑物內(nèi)的設(shè)備，造成毀壞。同時(shí)建筑物內(nèi)部投切過電壓亦可造成設(shè)備的損傷，這些都是外部防雷系統(tǒng)無法保護(hù)的。
防止上述用電設(shè)備絕緣被擊的主要措施是裝設(shè)電涌防護(hù)器，如過電壓保護(hù)器、放電間隙、避雷器等。當(dāng)雷電電涌或內(nèi)部過電壓值大于電涌防護(hù)器的動(dòng)作特性時(shí)，均能在瞬間使電涌防護(hù)器動(dòng)作，并通過等電位裝置，形成等電位。
也就是說，防范雷電電涌及過電壓的措施，是在最短時(shí)間內(nèi)（納秒級）令其釋入電路上產(chǎn)生的大量脈沖能量，通過等電位裝置將其泄放至大地，從而降低設(shè)備各接口間的電位差，保護(hù)用電設(shè)備。
在電子時(shí)代的今天，住宅內(nèi)設(shè)置的敏感電子設(shè)備數(shù)量和規(guī)模不斷增大，而這些設(shè)備的工作電壓卻在不斷下降，因此它們受到電涌的襲擊而損壞的可能性就大大增加。其后果可能使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)作中斷，造成經(jīng)濟(jì)損失。
4、電氣檢修安全技術(shù)
住宅小區(qū)的低壓配電系統(tǒng)，不論采用TN或TT制式，其PEN線或N線由于通過負(fù)荷電流、不平衡電流、三次諧波電流等等，令其帶電位，對地呈現(xiàn)電壓。正常工作時(shí)，這種電壓視情況為幾伏乃至十余伏。當(dāng)然，不可能大過或等于安全電壓50V.
如果正常工作時(shí)的PEN線或N線的對地電壓等于或大于50V，那么設(shè)備端子電壓則等于或小于120V，這種電壓不能令設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的ΔUPEN≥50V時(shí)設(shè)備不能工作然而，例如變配電所因某種原因發(fā)生故障，令PEN線或N線電位升高，此時(shí)，其對地電壓大于安全電壓，甚至高達(dá)百余伏，這種電壓對設(shè)備及人體是十分危險(xiǎn)的，并且會(huì)傳至建筑物的進(jìn)戶處。
進(jìn)戶處的電源的總開關(guān)若為三級，檢修是不會(huì)斷開N線（請注意，PEN線是不能斷開的），如果在N線電位升高時(shí)，人員正在檢修或安裝，由于沒有電氣隔離措施，這時(shí)危險(xiǎn)電壓會(huì)令檢修人員發(fā)生觸電傷亡事故。將電源的總開關(guān)選為四級，實(shí)施了電氣隔離，即將所有帶電導(dǎo)體斷開，因而就避免上述事故的發(fā)生。
需要說明的是，PEN線是PE線與N線合二為一的線路，規(guī)范是嚴(yán)禁將其斷開的。TN－C－S系統(tǒng)的PNE線在進(jìn)戶配電箱處分成N線及PE線，接入四極總開關(guān)的是三根相線及N線。對于TN－C系統(tǒng)而言，不允許裝四極開關(guān)，在小區(qū)的配電系統(tǒng)中，不推薦使用TN－C系統(tǒng)。
在住戶用的小配電箱中，進(jìn)線開關(guān)多是選用微型斷路器。目前市場上供應(yīng)的合格MCR，其爬電距離、空氣間隙等參數(shù)均能滿足隔離電器的要求，因此常將其當(dāng)作隔離電器使用，忽略了隔離電器對“明顯斷開點(diǎn)”的要求。
目前，某些斷路器已有觸頭狀態(tài)顯示窗，即用紅、綠兩色分別表示觸頭是處于分于分?jǐn)噙€是合閘的狀態(tài)，應(yīng)該說這種有明顯斷開點(diǎn)的斷路器才是符合隔離電器的要求。
5、保安技術(shù)
對多層住宅而言，安全系統(tǒng)是進(jìn)戶處設(shè)置一道常鎖的大門，住戶只有使用鑰匙方可進(jìn)出。來訪者則要通過設(shè)置在大門上的對講盤和住戶取得聯(lián)系，方可進(jìn)入。
對于高層住宅，是在入口的門廳處設(shè)置常鎖大門，住戶與來訪者的進(jìn)入程序同多層住宅，但增加了住戶與高層管理人員間的對講。
隨著閉路電視技術(shù)引入對講安全系統(tǒng)，住戶對來訪者的語言及容貌有準(zhǔn)確的識別，從而提高了安全程度，這就是可視對講安全系統(tǒng)。它是在前種系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增設(shè)了一個(gè)影像傳輸通道，在大門的對講盤上裝有攝像頭，以觀察來訪者。
在設(shè)計(jì)中，可以將視頻信號經(jīng)調(diào)制后送入CATV或有線電視前端，住戶可以打開電視機(jī)在專用頻道上觀察來訪者的相貌，這種系統(tǒng)雖然投資較低，但有公開個(gè)人隱私之隙及諸多不便。
另一種則是視頻信號直接通過專用同軸電纜送至住戶裝有顯像管的對講機(jī)。這種可視對講系統(tǒng)是用微型電腦控制的，是目前較為先進(jìn)的內(nèi)線控制系統(tǒng)，它具有對講、密碼與開鎖，與門衛(wèi)、管理中心通話功能，還可配合其他周邊設(shè)備實(shí)施可靠的家住安全保護(hù)。
用于家住安全保護(hù)的設(shè)備還有紅外探測器、玻璃破碎探測器等，除了業(yè)主明確要求設(shè)計(jì)此類防盜保護(hù)設(shè)備外，在設(shè)計(jì)中，一般未設(shè)置。