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摘 要：发热电缆电气设计中供配电系统设计，需要系数的选择，设备安装于检测的要求。
关键词发热电缆 配电系统需要系数
中图分类号： TM247 文献标识码： A 文章编号：
一 引言
发热电缆低温辐射供暖系统是以清洁环保的电力为能源，完全避免了传统供暖的有害气体排放、锅炉噪音和粉尘污染。并且，在原材料的选用上，采用了不含铅盐、不含增塑剂和热稳定剂的无毒材料。应用节能环保的地热电缆采暖，可实现低温辐射供暖，具有温度低（在80℃以下）、小功率及合理的波长峰值。发热电缆地暖采暖能把热量最大限度地辐射出去。热效率高、无损耗、可以作到各个房间或区域独立温度（供暖）控制。需要时开启，不需要时关闭。只要将温控器的升降温度和时间设定好即可，无需反复操作，又节能又方便，做到了合理利用电能。由于发热电缆地暖铺设在地面以下，因此节省了传统供暖的暖气中所占房间的有效面积的5~10%。扩大了住房的有效利用面积。
发热电缆地暖供暖，以电为能源，配合温控器，从而可以作到“按需供暖、按表计量、谁交费认受益”。可以做到按需供热，可随时供热，温度自己控制。每个房间都能作到“有人时启动、无人时调低温”，节能效果尤为显著。由于其具有环保、节能、使用方便等特点，在新疆等电力资源充足的地区项目中已有采用，并且部分地区的政府对于采用电采暖的项目给予特殊补贴。包括电源专线、变压器、低压电线电缆、配电盘、分户计量装置等计量设施。投入运行后还将享受电价政策优惠。本人参与设计了克拉玛依某项目的发热电缆电热采暖项目的电气设计，现就设计中得体会与大家探讨。
二 供配电系统设计
本工程为一公司搬迁改造项目，园区面积较大，含生活区，生产区、生产办公区等多个板块，其中采暖面积较大的建筑，如机关办公楼，化验楼、化验中心等，电热采暖的计算负荷都在150kW左右。由于电采暖的功率较大，与采暖建筑内其他建筑用电的总和大体相当，且园区内采暖建筑较多，总和功率较大。考虑到采暖的政府专项补贴，设备投资和电能计费等因素，在园区内设置采暖专用的配电变压器。此变压器专用于电热采暖，与生产生活用电分开，在非采暖季节可以将变压器停用，可以节省业主的基本电费，也有利于管理。在单体建筑内，分别设置采暖和建筑用电的配电系统，使二者分开。
建筑物内发热电缆电热采暖的配电系统供电电压选择，按照《地面辐射供暖技术规程》(JGJ142-2004)规定，供电负荷大于12kW宜采用220/380V三相四线制供电。本工程采暖的供电负荷都较大，采用380V三相四线制供电，电缆采用等截面四芯铜芯电缆。多根发热电缆组成的采暖系统，在接入AC220V/380V三相系统时应使三相平衡。在配电回路设计时，可参照《民用建筑电气设计规范》(JGJ16-2008)第10.7.8条关于照明回路单相配电电流不宜大于16A的规定，发热电缆电热采暖每个单相配电分支回路用电负荷也不宜超过3kW。发热電缆电热采暖系统配电分支回路一般为单相配电，因此，相互分配一定要保持均衡，最大相负荷电流不宜超过平均值的115%，最小相负荷电流不宜小于平均值的85%。
发热电缆地面辐射供暖系统的电气设计应符合国家现行标准《民用建筑电气设计规范》 JGJ/T16和《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303中的有关规定。配电箱应具备过流保护和漏电保护功能，每个供电回路应设带漏电保护装置的双极开关。根据IEC规范（515-1989）建议，每一发热电缆线路应相配采用30mA对地漏电开关作电工保护。发热电缆的接地线必须与电源的地线连接，《地面辐射供暖技术规程》(JGJ142-2004)第3.10.6条规定，发热电缆的PE线必须与电源的PE线连接,为强制性条文。
针对本工程专设采暖专用变压器的特点，在电力室高压出线侧设置复费率总电表，用于园区总得采暖电费计量。可以按时段以不同的优惠电价计费。在每个建筑采暖总箱设置普通三相电表，用于园区各单位的经济核算。
三 负荷计算
建筑工程发热电缆电热采暖电功率一般根据暖通供热需要配置，考虑工程所在地的气候条件及建筑物节能保温性能的影响，通过采暖热负荷计算确定发热电缆地暖的功率，按目前建设部规定的民用住宅达到建筑物节能65%，公用建筑达到50%的要求，在保温性能较好的情况下，具有电采暖集中控制系统的工程推荐安装功率为65~80W/㎡，一般选择发热电缆规格18W/m。提高安装功率（90-180W/㎡）会提高室温提升速度和维持较宽的温度控制区间（16-35度），满足不同的人的需求和舒适度，但会增加电网的初始投资，安装功率偏低则相反。针对不同的建筑和用户应做适应调整。
电热采暖计算负荷采用需要系数法，需要系数根据《工业与民用配电设计手册》（第三版）第五页表1-2所示，民用建筑设备集中式电热器需要系数为1，功率因数为1，分散式电热器需要系数为0.75-0.95，功率因数为1，针对上述规定，按照分散式电热器进行选择，楼层分箱需要系数取0.9，建筑物总箱需要系数取0.8。
电采暖需要系数的选取，相关文章也有不同的见解。部分专家经过实测，乌鲁木齐的部分采暖建筑的实际需要系数在常规情况下，冬季室温22度时的需要系数为0.45。需要系数的取值，也应当根据当地的室外温度，室内温度的要求综合考虑。本项目在克拉玛依，冬季的气温较乌鲁木齐低，常有严寒天气发生。且考虑到不同人群对舒适度温度的要求不同，故按照手册要求进行取值。
发热电缆属于纯电阻性负载，根据手册数据显示，其功率因数为１，在配电系统设计时，采暖专用变压器不需要设置无功功率补偿装置，不用进行无功补偿。
四电气设计与设备安装
根据采暖热负荷提供的设计资料，确定相应的电气负荷，并且控制每个配电箱的控制回路数。使每个箱体的出线回路数不要太多，给管线预埋造成困难。配电箱应设置于操作检修方便，出线方便，便于管理的地区。根据发热电缆布置图，结合现场实际情况，选定温控器接线盒的暗装位置，将暗盒委托土建专业人员进行安装预埋。根据发热电缆的双导线根数并结合地温型温控器的形式和位置确定埋管数量，将暗管委托土建专业人员进行暗装预留。温控器需选用双感温或地面温度传感型的，地面温度传感器可以控制发热电缆的运行，以保证地面温度的安全与舒适;感温探头放在两根电缆中间的位置，并用扎带与钢丝网固定;在墙壁垂直于水平地面1400mm左右安装，温控器一般可安装在与房间灯开关的并列位置;并要做好成品保护措施，避免以后操作造成意外损坏。
五现场检测
安装完成后，在浇注混凝土填充层之前，必须进行发热电缆测试及交接试验。试验标准按照《建筑电气工程施工质量验收规范》（GB50303）规定进行，检查每根电缆的标称电阻和绝缘电阻，进行直流耐压试验，确定发热电缆无断路、短路现象。如有通电条件可检测发热电缆的发热效果。
测量出标称电阻后，将测量值与标称电阻比较，偏差值应在-5%-10%之间，然后与所选产品的功率比较，偏差应在±5%之内。测量绝缘电阻时，发热电缆的线间、线对地间的绝缘电阻值必须大于0.5兆欧。
六结束语
电热采暖属于今年推广的新技术，在设计安装等方面，设计规范的要求并不是很多，在设计中还需要多方的探讨。本文结合实际工程并参考其他文献写成，希望对他人设计有所帮助。
参考资料
李刚 .电热采暖工程电气设计. 建筑电气，2010，1；21，22
关键词发热电缆 配电系统需要系数
中图分类号： TM247 文献标识码： A 文章编号：
一 引言
发热电缆低温辐射供暖系统是以清洁环保的电力为能源，完全避免了传统供暖的有害气体排放、锅炉噪音和粉尘污染。并且，在原材料的选用上，采用了不含铅盐、不含增塑剂和热稳定剂的无毒材料。应用节能环保的地热电缆采暖，可实现低温辐射供暖，具有温度低（在80℃以下）、小功率及合理的波长峰值。发热电缆地暖采暖能把热量最大限度地辐射出去。热效率高、无损耗、可以作到各个房间或区域独立温度（供暖）控制。需要时开启，不需要时关闭。只要将温控器的升降温度和时间设定好即可，无需反复操作，又节能又方便，做到了合理利用电能。由于发热电缆地暖铺设在地面以下，因此节省了传统供暖的暖气中所占房间的有效面积的5~10%。扩大了住房的有效利用面积。
发热电缆地暖供暖，以电为能源，配合温控器，从而可以作到“按需供暖、按表计量、谁交费认受益”。可以做到按需供热，可随时供热，温度自己控制。每个房间都能作到“有人时启动、无人时调低温”，节能效果尤为显著。由于其具有环保、节能、使用方便等特点，在新疆等电力资源充足的地区项目中已有采用，并且部分地区的政府对于采用电采暖的项目给予特殊补贴。包括电源专线、变压器、低压电线电缆、配电盘、分户计量装置等计量设施。投入运行后还将享受电价政策优惠。本人参与设计了克拉玛依某项目的发热电缆电热采暖项目的电气设计，现就设计中得体会与大家探讨。
二 供配电系统设计
本工程为一公司搬迁改造项目，园区面积较大，含生活区，生产区、生产办公区等多个板块，其中采暖面积较大的建筑，如机关办公楼，化验楼、化验中心等，电热采暖的计算负荷都在150kW左右。由于电采暖的功率较大，与采暖建筑内其他建筑用电的总和大体相当，且园区内采暖建筑较多，总和功率较大。考虑到采暖的政府专项补贴，设备投资和电能计费等因素，在园区内设置采暖专用的配电变压器。此变压器专用于电热采暖，与生产生活用电分开，在非采暖季节可以将变压器停用，可以节省业主的基本电费，也有利于管理。在单体建筑内，分别设置采暖和建筑用电的配电系统，使二者分开。
建筑物内发热电缆电热采暖的配电系统供电电压选择，按照《地面辐射供暖技术规程》(JGJ142-2004)规定，供电负荷大于12kW宜采用220/380V三相四线制供电。本工程采暖的供电负荷都较大，采用380V三相四线制供电，电缆采用等截面四芯铜芯电缆。多根发热电缆组成的采暖系统，在接入AC220V/380V三相系统时应使三相平衡。在配电回路设计时，可参照《民用建筑电气设计规范》(JGJ16-2008)第10.7.8条关于照明回路单相配电电流不宜大于16A的规定，发热电缆电热采暖每个单相配电分支回路用电负荷也不宜超过3kW。发热電缆电热采暖系统配电分支回路一般为单相配电，因此，相互分配一定要保持均衡，最大相负荷电流不宜超过平均值的115%，最小相负荷电流不宜小于平均值的85%。
发热电缆地面辐射供暖系统的电气设计应符合国家现行标准《民用建筑电气设计规范》 JGJ/T16和《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303中的有关规定。配电箱应具备过流保护和漏电保护功能，每个供电回路应设带漏电保护装置的双极开关。根据IEC规范（515-1989）建议，每一发热电缆线路应相配采用30mA对地漏电开关作电工保护。发热电缆的接地线必须与电源的地线连接，《地面辐射供暖技术规程》(JGJ142-2004)第3.10.6条规定，发热电缆的PE线必须与电源的PE线连接,为强制性条文。
针对本工程专设采暖专用变压器的特点，在电力室高压出线侧设置复费率总电表，用于园区总得采暖电费计量。可以按时段以不同的优惠电价计费。在每个建筑采暖总箱设置普通三相电表，用于园区各单位的经济核算。
三 负荷计算
建筑工程发热电缆电热采暖电功率一般根据暖通供热需要配置，考虑工程所在地的气候条件及建筑物节能保温性能的影响，通过采暖热负荷计算确定发热电缆地暖的功率，按目前建设部规定的民用住宅达到建筑物节能65%，公用建筑达到50%的要求，在保温性能较好的情况下，具有电采暖集中控制系统的工程推荐安装功率为65~80W/㎡，一般选择发热电缆规格18W/m。提高安装功率（90-180W/㎡）会提高室温提升速度和维持较宽的温度控制区间（16-35度），满足不同的人的需求和舒适度，但会增加电网的初始投资，安装功率偏低则相反。针对不同的建筑和用户应做适应调整。
电热采暖计算负荷采用需要系数法，需要系数根据《工业与民用配电设计手册》（第三版）第五页表1-2所示，民用建筑设备集中式电热器需要系数为1，功率因数为1，分散式电热器需要系数为0.75-0.95，功率因数为1，针对上述规定，按照分散式电热器进行选择，楼层分箱需要系数取0.9，建筑物总箱需要系数取0.8。
电采暖需要系数的选取，相关文章也有不同的见解。部分专家经过实测，乌鲁木齐的部分采暖建筑的实际需要系数在常规情况下，冬季室温22度时的需要系数为0.45。需要系数的取值，也应当根据当地的室外温度，室内温度的要求综合考虑。本项目在克拉玛依，冬季的气温较乌鲁木齐低，常有严寒天气发生。且考虑到不同人群对舒适度温度的要求不同，故按照手册要求进行取值。
发热电缆属于纯电阻性负载，根据手册数据显示，其功率因数为１，在配电系统设计时，采暖专用变压器不需要设置无功功率补偿装置，不用进行无功补偿。
四电气设计与设备安装
根据采暖热负荷提供的设计资料，确定相应的电气负荷，并且控制每个配电箱的控制回路数。使每个箱体的出线回路数不要太多，给管线预埋造成困难。配电箱应设置于操作检修方便，出线方便，便于管理的地区。根据发热电缆布置图，结合现场实际情况，选定温控器接线盒的暗装位置，将暗盒委托土建专业人员进行安装预埋。根据发热电缆的双导线根数并结合地温型温控器的形式和位置确定埋管数量，将暗管委托土建专业人员进行暗装预留。温控器需选用双感温或地面温度传感型的，地面温度传感器可以控制发热电缆的运行，以保证地面温度的安全与舒适;感温探头放在两根电缆中间的位置，并用扎带与钢丝网固定;在墙壁垂直于水平地面1400mm左右安装，温控器一般可安装在与房间灯开关的并列位置;并要做好成品保护措施，避免以后操作造成意外损坏。
五现场检测
安装完成后，在浇注混凝土填充层之前，必须进行发热电缆测试及交接试验。试验标准按照《建筑电气工程施工质量验收规范》（GB50303）规定进行，检查每根电缆的标称电阻和绝缘电阻，进行直流耐压试验，确定发热电缆无断路、短路现象。如有通电条件可检测发热电缆的发热效果。
测量出标称电阻后，将测量值与标称电阻比较，偏差值应在-5%-10%之间，然后与所选产品的功率比较，偏差应在±5%之内。测量绝缘电阻时，发热电缆的线间、线对地间的绝缘电阻值必须大于0.5兆欧。
六结束语
电热采暖属于今年推广的新技术，在设计安装等方面，设计规范的要求并不是很多，在设计中还需要多方的探讨。本文结合实际工程并参考其他文献写成，希望对他人设计有所帮助。
参考资料
李刚 .电热采暖工程电气设计. 建筑电气，2010，1；21，22