江苏省住房和城乡建设厅
二O一二年六月八日
行业动态
住房和城乡建设部组织召开施工图审查工作座谈会
2012年4月13～14日，住房和城乡建设部工程质量安全监管司在南京组织召开了部分省、市施工图审查工作座谈会，研究修订《房屋建筑和市政基础设施工程施工图设计文件审查管理办法》（建设部令第134号）。部工程质量安全监管司尚春明副司长到会并讲话。12个省（市）负责施工图审查管理工作同志和该地区施工图审查机构负责人参加会议。我厅顾小平副厅长出席会议。
本次会议是继去年11月上海施工图审查工作座谈会后的又一次全国范围内对部令修改问题的研讨。会议的召开，加快了134号部令修订的进程，统一了各地对施工图审查工作性质定位的认识，有利于推进施工图审查工作朝向更加健康、规范、有序的方向前进。
省住建厅建筑节能与科研设计处
技术研讨
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高层建筑母线槽电压损失校验计算
苏州工业园区建设工程设计施工图审查有限公司 李兴龙
自笔者从事建设工程设计施工图审查工作以来，尚未看到有哪份图纸对于高层建筑母线槽的电压损失进行过校验计算。而我国新修订的国标《低压配电设计规范》GB 50054-2011第3.2.2条第四款规定“线路电压损失应满足用电设备正常工作及启动时端
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电压的要求”。可见，不对母线槽此类干线进行电压损失校验是无法保证电气设备端电
压的运行要求的。同时，由于电压损失的校验计算关系母线槽截面的选择，若遗漏此项，对业主也是重要技术经济指标的缺失。
在国外，无论是报送供电局的单线图，还是报送监理公司的材料，都必须有这方面的数据或者表格，否则不予通过。本文结合相关规范的规定和笔者的海内外工程经验，谈谈这方面的技巧，并给出便捷的计算表格供大家使用。
下面先从相关标准谈起。 1 关于电压损失的定义
国标《电工术语 发电、输电及配电 运行》GB/T 2900.57-2008（IEC 60050-604：1987，MOD）对于线路电压降给出了定义是：
“604-01-18 线路压降 line voltage drop
在给定时刻，沿线路两个点之间所测到的电压差。 ”
很遗憾，笔者查阅了我国的标准，虽然多部规范提到“电压损失”这个术语，但是没有找到它的定义。笔者也查阅了部分国外的规范，比如NEC（即NFPA 70）、BS 7671:2008，都只是提到Voltage Drop的概念，即电压降。工程师常用的参考书比如ABB的《低压配电电气设计安装手册》、施耐德电气的《电气装臵应用（设计）指南》、来自日本的《电气设备设计计算手册》等书籍里，同样只有“电压降”的提法。
奇怪的是，《工业与民用配电设计手册》（第三版）253页却有“电压损失”的定义以及关于电压降和电压损失的比较。然而，笔者比较国外手册的电压降计算公式和我国配电手册电压损失的计算公式，发现这些手册的公式是一致的。换言之，国外手册所指“电压降”就是我们配电手册所定义的“电压损失”！
因此，尽管“电压损失”在国内外规范里没有明确的定义，但是为了尊重中国电气界的既定习惯，下文在谈到计算时，还是使用“电压损失”这个国内常用的术语。
2 规范关于电压降的限值
国标《建筑物电气装臵 第5部分：电气设备的选择和安装 第52章：布线系统》GB 16895.6-2000（IEC60364-5-52：1993，IDT）第525条指出“若无其他考虑，建议用户电气装臵的进线至设备之间的实际电压降，不宜大于装臵额定电压的4%。其他考虑：
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包括电动机和有大冲击电流设备的起动时间，瞬间条件如瞬变电压和由于误操作引起的电压变动可忽略不计。”[3]
IEC 60204-1《机器安全 机器的电气设备——一般要求》第13.5条建议：“在正常工作条件下，供电点到负载的电压降不得超出额定电压的5%”。[6]
国标《建筑物电气装臵 第7-714部分：特殊装臵或场所的要求 户外照明装臵》GB 16895.28-2008（IEC60364-7-714：1996，IDT）第714.512条规定，“正常使用时的电压降应考虑灯的启动电流引起的电压降。”[4]
国标《电能质量 供电电压偏差》（GB/T 12325-2008）规定， “4.2 20kV及以下三相供电电压偏差为标准电压的〒7%； 4.3 220V单相供电电压偏差为标准电压的+7%，-10%。” 国标《通用用电设备配电设计规范》（GB 50055-2011）规定， “2.2.2 交流电动机起动时，配电母线上的电压应符合下列规定:
1 配电母线上接有照明或其他对电压波动较敏感的负荷，电动机频繁起动时，不宜低于额定电压的90% ;电动机不频繁起动时，不宜低于额定电压的85% 。
2 配电母线上未接照明或其他对电压波动较敏感的负荷，不应低于额定电压的80% 。
3 配电母线上未接其他用电设备时，可按保证电动机起动转矩的条件决定;对于低压电动机，尚应保证接触器线圈的电压不低于释放电压。” [7]
国标《建筑照明设计标准》GB 50034-2004规定，“7.1.3 照明灯具的端电压不宜大于其额定电压的105%，亦不宜低于其额定电压的下列数值： 1 一般工作场所——95%；
2 远离变电所的小面积一般工作场所难以满足第1款要求时，可为90%； 3 应急照明和用安全特低电压供电的照明——90%。”[5]
再看看国外。美国国家电气法规NEC（即NFPA70）第210.19（a）条和215-2（A）3条也推荐从供电进线口到电气配电系统的最远处的电压降不超过5%。[12]这里的“供电进线口”也可以理解为变压器的低压出口。英国低压电气装臵规程（BS 7671）也规定从低压公共电网供电起点到负荷点的照明用户电压降不超过3%，动力用户的电压降不超过5%。
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[6]
3 电压损失便捷计算表格 3.1 母线槽的电压降限值
从规范可以看出，电压偏差是电能质量的考量指标之一，为了保证用电设备和电气系统的安全可靠运行，用电设备端电压偏差在一定的范围内，所以必须对配电线路的电压降限值作出严格的规定。
应该指出，ABB的手册[6]对于IEC60364-5-52：1993第525条的翻译是界定于耗电
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装臵和设备起点之间，而IEC 60204-1第13.5条所言的“供电点”我们可以理解为变压器的低压侧。所以，笔者认为IEC60364-5-52：1993和IEC 60204-1的电压降限值在本质上是一致的。简言之，若从变压器低压侧算起到设备终端，线路的电压降限值为5%；若从变电所低压配电柜算起到设备终端，线路的电压降限值为4%。
一个问题随之而来：线路各段如何分配这5%的电压降限值？
美国的《电气工程师便携手册》推荐控制配电柜的电压降不超过2%，剩下的2%~3%裕度留给终端的分支回路[7]。日本的《电气设备设计计算手册》则肯定的说“但在实际当中，对干线和分支回路的电压降通常也能维持在受电电压的2%左右。” [14]
国内的设计手册尚未看到类似的推荐值。根据笔者海外工程经验，从变压器低压侧到变电所低压柜这一段，电压降控制在1%以内，从变电所到二级配电箱这一段控制在2.5%以内，从二级配电箱到终端设备控制在1.5%以内。可见，母线槽一段的电压降百分数限值为2.5%，我国三相四线低压配电系统标称电压为400V，故高层建筑干线母线槽段的电压降有名限值为2.5%x400V=10V。本文最后给出的计算表格也以此为准。
3.2 母线槽的电压损失计算
对于低压三相母线槽系统，国内外相间电压损失通用计算公式是： VD=√3IB
L
这个公式大家都比较熟悉，对于各个字母的含义笔者不再一一介绍。比较繁复的计算方式就是查阅制造商产品样本，或者参考配电手册[10]表9-84，通过铜母线槽的单位长度的电阻、感抗和功率因数（PF，Power Factor）等参数，使用上式可计算终端接负荷的情况。
有时候，制造商给出母线槽额定电流时每100英尺（米）距离上的线间电压降Vd，此时，母线槽终端接实际负荷时，电压损失计算公式为VD =Vd x（实际负荷/额定负荷）x（实际距离/100）。
欧洲的制造商习惯于给出母线槽在额定电流时单位长度相间电压降（Approximate Voltage Drop per Meter，V/m ），此时，电压损失计算公式为VD =Vd x（实际负荷/额定负荷）x实际距离。显然，Vd=√3
x额定负荷。
无论制造商以哪种形式表达Vd，显然，计算公式的实质不会改变，都和通用计算公式一致，而计算公式的形式却可以相互转化，有兴趣的同行可以自己尝试一下。
某欧洲制造商的铜母线产品数据Vd（V/m）引用表1所示，国内同行可以参考。
NO 铜母线规格（A） 1 2 3 4 5
Vd（V/m，PF=0.8） Vd（V/m，PF=0.9） 0.070 0.068 0.076 0.066 0.061 0.074 0.072 0.081 0.070 0.065 14
800 1000 1250 1350 1600 6 7 8 9 2000 2500 3200 4000 0.061 0.069 0.061 0.077 0.068 0.065 0.065 0.072 0.065 0.081 0.072 0.069 10 5000 11 6300 表1 某制造商的铜母线产品数据Vd（V/m）
3.3 母线槽电压损失计算表格
对于高层建筑的母线槽，由于负荷是沿线分布的，我们可以分段计算电压损失，各分段电压损失之和就是总的电压损失。
对于母线槽的开始段的负荷点，电压损失计算按照总负荷计算，紧接着下一段的电压损失计算时，负荷值应该是总负荷减去第一个插接箱所接负荷；下一段的负荷是上一段干线负荷减去第二个母线槽的负荷……如此类推计算。电压损失计算的起点每次不同，下一段的计算起点就是上次计算的终点。当计算到最后一个插接箱时，母线槽干线负荷自然归零。下文的便捷计算表格就是基于这个思路。
以某超高层为例，该写字楼共44层，某条母线计算负荷414.77kW，计算电流749.2A，功率因数0.8。母线槽总长度205米，建筑物层高4.2米，该母线槽接33层至38层办公负荷，低压配电室到33层母线槽的距离为179.8米。初次选择800A的铜母线槽，电压损失校验计算如表2所示。
表2 铜母线槽电压降计算样表1
从表2的计算结果可知，总电压损失达3.13%，超过2.5%，故仅按照计算电流选择800A的铜母线槽是不满足电压损失限值要求的。现在，我们把母线槽规格放大一级，重新计算，如表3所示。
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