淺談建筑工程配電設(shè)計的關(guān)鍵點(diǎn)

田喜 鄒釩

摘 要：在現(xiàn)代建筑工程施工中，配電系統(tǒng)設(shè)計是否合理是保證施工各個工序安全順利實施的關(guān)鍵因素，配電系統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)劣直接影響建筑施工的效率、質(zhì)量和安全。合理的配電系統(tǒng)設(shè)計是施工的正常進(jìn)行，工程按期完工的重要保障。本文結(jié)合多年工作經(jīng)驗，根據(jù)建筑工程中配電系統(tǒng)的設(shè)計特點(diǎn)，對當(dāng)前建筑工程配電系統(tǒng)設(shè)計中常見的問題及解決措施進(jìn)行了簡單探討，以供交流和學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：建筑工程；配電設(shè)計；安全；節(jié)能

引言

隨著我國城市化建設(shè)的步伐不斷加快，建筑行業(yè)也得到迅猛發(fā)展。然而，在建筑施工中由于配線系統(tǒng)設(shè)計不合理造成的電氣火災(zāi)事故頻繁出現(xiàn)，給人民生命財產(chǎn)安全造成極大損失。根據(jù)對大量建筑工程質(zhì)量事故統(tǒng)計顯示，在所有的工程質(zhì)量事故中，由于設(shè)計不合理造成的工程質(zhì)量事故占了約40%。由此可見，建筑工程中的配電系統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)劣是施工工程質(zhì)量控制的關(guān)鍵，其設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)劣是決定整個工程質(zhì)量與安全的關(guān)鍵因素。

建筑施工現(xiàn)場的臨時用電設(shè)備必須制定科學(xué)合理、嚴(yán)格規(guī)范的使用計劃和施工方案，對線路接地設(shè)計必須嚴(yán)格按照操作規(guī)范進(jìn)行規(guī)劃，否則，將對建筑施工安全造成無法預(yù)料的后果。

1 供配電系統(tǒng)的設(shè)計

供電系統(tǒng)設(shè)計的一般原則是：供電可靠，操作方便、運(yùn)行安全靈活，經(jīng)濟(jì)合理，具有發(fā)展的可能性。

根據(jù)IEC規(guī)定的各種保護(hù)方式、術(shù)語概念，低壓配電系統(tǒng)按接地方式的不同分為三類，即TT、TN和IT系統(tǒng)，對以上三種系統(tǒng)分析。

圖1 接線方式

1.1 TN系統(tǒng)

在TN系統(tǒng)中，所有電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均接到保護(hù)線上，并與電源的接地點(diǎn)相連，這個接地點(diǎn)通常是配電系統(tǒng)的中性點(diǎn)。當(dāng)故障使電氣設(shè)備金屬外殼帶電時，形成相線和地線短路，回路電阻小，電流大，能使熔絲迅速熔斷或保護(hù)裝置動作切斷電源。如果將工作零線N重復(fù)接地，塑殼短路時，一部分電流就可能分流于重復(fù)接地點(diǎn)，會使保護(hù)裝置不能可靠動作或拒動，使故障擴(kuò)大化。因此，中性線（即N線）除電源中性點(diǎn)外，不應(yīng)重復(fù)接地。

按中線和保護(hù)線的接線方式分為TN-C，TN-S，TN-C-S。

TN-C系統(tǒng)中保護(hù)線與中性線合并為PEN線，具有簡單、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)發(fā)生接地短路故障時，故障電流大，可使電流保護(hù)裝置動作，切斷電源。不適用于爆炸危險環(huán)境。

TN-S系統(tǒng)中保護(hù)線和中性線分開，系統(tǒng)造價略貴。安全性高，適用于爆炸危險壞境。

TN-C-S系統(tǒng)中PEN線自A點(diǎn)起分開為保護(hù)線（PE）和中性線（N），其線路結(jié)構(gòu)簡單，又能保證一定安全水平。

1.2 TT系統(tǒng)

在電源中性點(diǎn)直接接地的三相四線系統(tǒng)中，所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均經(jīng)各自的保護(hù)線PE分別直接接地，稱之為TT供電系統(tǒng)。

TT系統(tǒng)對接地保護(hù)電阻方面具有良好的性能，但需要耗費(fèi)大量鋼材，而接地安裝和埋設(shè)施工也需要較大的工程量，故這種系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性不高。

1.3 IT系統(tǒng)

IT系統(tǒng)是指在電源中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，將所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均經(jīng)各自的保護(hù)線PE分別直接接地，稱之為IT供電系統(tǒng)。IT系統(tǒng)一般為三相三線制。

IT方式供電系統(tǒng)在供電距離不是很長時，供電的可靠性高、安全性好。一般用于不允許停電的場所，或者是要求嚴(yán)格地連續(xù)供電的地方，這種供電方式在工地上很少見。

分析比較這三種系統(tǒng)，建筑工程施工中配電系統(tǒng)設(shè)計適宜采用TN-S系統(tǒng)，但在實際安裝過程中必須充分考慮到各種自然界條件的影響，加強(qiáng)防護(hù)，避免事故產(chǎn)生。

2 線路截面選擇

在低壓配電線路的導(dǎo)線截面設(shè)計中，不僅要求導(dǎo)線截面有足夠的安全系數(shù)保證電器安全運(yùn)行，而且要避免導(dǎo)線截面過大造成的浪費(fèi)。

我國民用建筑用電負(fù)荷絕大多數(shù)為單相負(fù)荷，三相負(fù)荷不平衡必然導(dǎo)致零線通過不平衡電流。現(xiàn)代居民家庭中使用的電器產(chǎn)品種類越來越多，造成的電力污染越來越多。電力污染造成中性線電流過大，容易引發(fā)電火災(zāi)。

根據(jù)相關(guān)設(shè)計規(guī)范，在選擇民用建筑配電系統(tǒng)的導(dǎo)線截面時，原則上N或PEN線截面應(yīng)與相線截面相同。

3 變電所位置選擇

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，現(xiàn)代高層建筑用電量逐漸增大，這就對建筑物配電系統(tǒng)的安裝位置提出了較高的要求。

在確定變電所位置時，最核心的原則是變電所的位置應(yīng)盡量靠近電負(fù)荷中心，并應(yīng)充分考慮安全性和節(jié)能性。

變電所的數(shù)量及其位置的分布，應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較決定。同時也要保證可用性與維修的方便。

對于30層以內(nèi)的高層建筑，配電系統(tǒng)一般設(shè)置在底層；60層左右的高層建筑，則直接設(shè)置在建筑物地下或中層和頂層，也可以只設(shè)置在建筑物地下。

4 消防電氣設(shè)計

消防電氣設(shè)計在配電設(shè)計工作中消防電氣設(shè)計是非常重要的一環(huán)。它將直接關(guān)系到人民生命財產(chǎn)的安全。通常，火災(zāi)報警系統(tǒng)的形式應(yīng)根據(jù)具體設(shè)計對象來確定。設(shè)計者首先必須搞清楚設(shè)計對象的特點(diǎn)，如建筑形式、規(guī)模、分布等，根據(jù)實際情況來制定合理的消防設(shè)計方案。

《民用建筑工程配電設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定消防聯(lián)動控制、自動滅火控制、通信、應(yīng)急照明及緊急廣播等線路，應(yīng)穿金屬管保護(hù)，并暗敷在非燃燒體結(jié)構(gòu)內(nèi)。其保護(hù)層厚度不應(yīng)小于30mm，并采取防火措施。

5 防雷與接地設(shè)計

首先，防雷接地完全可以利用建筑基礎(chǔ)里的鋼筋作為接地體，但是必須要將鋼筋進(jìn)行電氣貫通焊接起來，并利用房屋柱子里的豎直鋼筋做引下線，一直與屋面避雷設(shè)施連接。

其次，把鋼筋多引一條出來是用來做人工接地，在使用建筑基礎(chǔ)本身做接地?zé)o法達(dá)到規(guī)定電阻要求時使用，但是其效果要比利用建筑物本身基礎(chǔ)做接地體差很多。

6 節(jié)能設(shè)計

在現(xiàn)代社會，隨著人民環(huán)境保護(hù)意識的不斷增強(qiáng)，建筑工程配電系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保性能也越來越受到關(guān)注。

節(jié)能設(shè)計的方法主要有以下幾點(diǎn)：

（1）供配電系統(tǒng)節(jié)能。a.減少變壓器的功率損耗，采用低能耗節(jié)能型干式電力變壓器；b.降低線路損耗，選擇合理路徑，合理布置，并適當(dāng)增大導(dǎo)線截面。

（2）照明節(jié)能設(shè)計。a.充分利用自然光，減少不必要的電力損耗；b.選擇合理的照明方式；c.采用合理的控制方式，盡量選用自動節(jié)能控制。

7 結(jié)束語

社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展進(jìn)步，對現(xiàn)代建筑工程配電系統(tǒng)設(shè)計提出了更高的要求。只用充分考慮各種因素，才能設(shè)計出優(yōu)質(zhì)的配電系統(tǒng)。成功的配電系統(tǒng)設(shè)計，是對安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)實用、節(jié)能、美觀的和諧統(tǒng)一。

參考文獻(xiàn)

[1]黃德明.建筑電氣工程設(shè)計[M].天津大學(xué)出版社，2010.

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