高層建筑電氣設計中低壓配電系統安全性探討

牛紅梅

（貴州省城鄉規劃設計研究院 貴州貴陽 550001）

高層建筑電氣設計中低壓配電系統安全性探討

牛紅梅

（貴州省城鄉規劃設計研究院 貴州貴陽 550001）

針對目前高層建筑電氣設計中低壓配電系統的運行問題，本文分析了系統安全性問題的發生原因，并提出了與之對應的控制策略。其目的是為相關建設者提供一些理論依據。

高層建筑；電氣設計；低壓配電系統安全性

隨著我國市場經濟發展進程的不斷加快，人們對城市建筑高度的需求越來越大，這就給其電氣工程的設計安全性帶來了一定影響。在此情況下，相關建設人員要在明確研究低壓配電系統運行安全性重要性的前提下，探討低壓配電系統的運行安全性問題和控制對策。這是找出具有針對性系統運行安全性問題解決策略的關鍵，相關人員應將其作為重要研究對象，以提高整個高層建筑工程建設使用的安全穩定性。

1 研究高層建筑電氣設計中低壓配電系統安全性的重要性

由于高層建筑的電器負荷量與設備數量眾多，這就使得電氣設計人員在保障低壓配電系統的過程中存在一定難度。低壓配電系統是用來分配電能使用的重要組成部分，其設計的安全合理性是保證高層建筑中電動機、電源線路等設備運行安全穩定性的關鍵。因此，相關設計人員應在明確其組成以及安全問題的前提下，找出具體控制的設計策略，這是提高高層建筑電氣設計中低壓配電系統運行安全性的有效方法。具體來說，高層建筑電氣設計中的低壓配電系統是由配電變壓器、配電變電所以及控制保護設備等組成，這些設備能夠實現電氣系統在超負荷狀態下的自行切斷。然而，現階段，由于高層建筑電氣工程配電系統安裝人員自身的素質問題，使得電氣產品的運行質量得不到保證。而且，在低壓配電系統的實際運行過程中，設備維護人員并沒有及時檢查運行線路和設備運行狀態，這就增加了低壓配電系統運行出現漏電事故的概率。因此，相關人員應將低壓配電系統的安全性，作為高層建筑電氣設計的首要原則，并加大科研力度，以降低其運行問題所帶來的影響。

2 低壓配電系統運行安全性問題分析

2.1 保護裝置不到位

經相關人員對運行的高層建筑低壓配電系統進行分析表明，諸多系統的保護裝置并沒有按照電氣設計要求進行正確安裝。在此情況下，一旦電氣系統發生運行故障，低壓配電系統的保護裝置就難以做出有效的控制動作，進而引發火災等安全事故。這一問題的出現，在高層建筑中尤為危險，因為建筑物使用者很難快速的實現撤離。

2.2 電氣接地質量不高

目前，在進行高層建筑的電氣設計過程中，存在接地形式的混用問題。而且，與之對應的供電系統也沒有采取相應的接地措施進行安裝。在此情況下，高層建筑電氣系統的接地運行就存在一系列的安全隱患。即建筑物中的重要的電氣設備無法得到有效防護，問題嚴重的還有可能給系統使用人員帶來安全影響。

2.3 越級跳閘導致的運行成本提升

在應用低壓配電系統作用于高層建筑的電氣運行時，由于下級配電回路出現了短路路障，這就會使系統產生大量的短路電流。在此情況下，低壓配電系統的設備運行就極有可能出現越級跳閘現象，這就會導致高層建筑物的電氣系統運行發生大面積的斷電故障。此外，維修這一故障所帶來的經濟成本會大幅度增加電氣系統的維護經濟損失。該問題，由于安全性控制的核心技術并未得到有效開發，使得其始終困擾著電氣系統建設人員的安全性設計研究。

2.4 漏電保護器使用不當

高層建筑的電氣接地過程中，不可避免會存在人觸電擊以及電氣火災等安全隱患。相關設計人員為防止此類事故的發生，采用了漏電保護器來提高電氣系統運行的安全性。然而，在實際的設計使用過程中，因使用方法不當問題，使得其保護功能得不到有效發揮，這就嚴重影響了低壓配電系統運行的安全性。

3 高層建筑電氣工程中低壓配電系統的安全性設計策略

3.1 明確配置要求

以非消防I級供配電的高層建筑電氣設計為例，設計人員采用了雙電源的形式來進行供電，這就有效防止了電源故障所帶來的斷電事故發生。如果高層建筑設計為的非消防II級供配電來說，相關人員可采用回路同時供電的設計來保證充足的供電量。此外，在設計高層建筑物的干線配置過程中，可采用三種低壓配電系統設計方案。①應用一路電源和一臺變壓器，并通過電源線低壓側引出兩個回路電源。②獨立使用兩路電源和兩臺變壓器，分列運行并設置備用電源。這一方案的供電可靠性最高，因此，更能適應較大負荷要求的高層建筑。③只使用一路電源和一臺變壓器。這一方案實現了低壓母線的分段，可用于電氣負荷要求不高的普通建筑上。

3.2 接地保護設計

在設計高層建筑的低壓配電系統過程中，設計人員要想保證其運行的安全可靠性來降低安全性問題所帶來的安全影響，必須從優化設置接地保護專門設備的運行效果。這是實現電氣系統故障電路自動切斷的關鍵，相關人員應將其重視起來。具體來說，在實際設計時，設計人員要根據高層建筑的特點和要求，來采取具有針對性的保護措施。相關研究表明，此過程需遵循兩個設計原則以保證低壓配電系統的運行安全性。①接地保護形式的選擇，必須保證總等電位的聯結，以避免電氣線路受到外部危險電壓的影響；②由于不同高層建筑物電氣系統中的電氣設備類型、數量以及使用情況存在一定差異，這就需要設計人員必須根據電氣系統的具體需求情況，來確定設計作用的接地保護形式。就目前來說，可供選擇的高層電氣低壓配電系統接地保護形式包括：TN、IT和Tr。

3.3 供電線路的安全性策略

供電線路的安全性是實現高層建筑電氣設計中低壓配電系統運行安全性的關鍵因素。因此，設計人員要根據高層建筑的具體建設形式、建設特點以及用電設備的布置情況來提高供電線路的設計合理性。此外，為確保消防用設備的供電可靠性，電氣設計人員要注重火災的防范設計。即可通過專門的供電回路系統設計，來使低壓配電系統在緊急情況下仍能實現及時切換以保障供電的正常運行。如圖1所示，為供電線路的設計影響的研究過程。值得注意的是，設計系統供電線路的過程中，外界很可能會對線路布置造成干擾影響。這就要求設計人員要確保線路的鋪設過程不會對其使用壽命造成影響。

圖1 供電線路的設計影響研究過程

3.4 漏電斷路器的優化選擇

從理論的角度分析，漏電斷路器是用來避免高層建筑的電氣故障的。電氣系統設計人員需要根據工程建設的實際情況，來優化漏電斷路器的選擇。即按照工程建設使用需求，確定漏電斷路器的額定電流范圍。此過程，要確保選擇的漏電斷路器型號額定電流要大于建筑物供電系統發生斷路外漏時的電流值。

4 結束語

總而言之，在設計高層建筑低壓配電的電氣系統過程中，設計人員要根據工程建設的要求和實際情況來優化漏電斷路器的選擇、供電線路的安全性設計、接地保護設計以及明確相關的配置要求。這些都是控制高層建筑電氣設計中出現低壓配電系統安全性問題的有效策略，相關建設人員應將其重視起來，以促進高層建筑的發展建設。

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