高層建筑低壓配電系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)分析

劉冬平

摘 要：近年來高層建筑已發(fā)展成為我國城市的主要建筑形式。相較于多層建筑，高層建筑使用過程中電能消耗較大，配電系統(tǒng)需要承載較大的電壓。因此在高層建筑低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，需要匹配具有較高安全性的低壓配電系統(tǒng)。在高層建筑電氣設(shè)計(jì)過程中，低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有極為重要的意義，其不僅直接關(guān)系到居民的正常用電，還會對整體建筑電氣系統(tǒng)的安全性帶來影響，因此需要在高層建筑低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，全面保證該系統(tǒng)的安全性，為后續(xù)電氣系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量奠定良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：高層建筑；電氣設(shè)計(jì)；低壓配電系統(tǒng)；安全性設(shè)計(jì)

中圖分類號：TU972 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）36-0077-02

前言

當(dāng)前城市中高層建筑數(shù)量不斷增加，在高層建筑投入使用后，其內(nèi)部諸多的機(jī)電設(shè)備對電能消耗較大。因此需要在高層建筑電氣設(shè)計(jì)過程中，注意低壓配電系統(tǒng)安全性的設(shè)計(jì)，以此來全面提升高層建筑電氣系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，確保居民的用

電安全。

1 低壓配電系統(tǒng)的安全事故及其原因分析

當(dāng)前高層建筑低壓配電系統(tǒng)主要以各種配電設(shè)備和保護(hù)裝置為主，在高層建筑低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，需要保證各種電氣設(shè)備配電的安全性，針對容易導(dǎo)致低壓配電系統(tǒng)安全事故的因素進(jìn)行分析，以此來避免居民用電過程中安全事故的發(fā)生，確保低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性。

1.1 漏電

在發(fā)生漏電事故時，多是由電線或是絕緣材料性能較差，從而導(dǎo)致帶電流的導(dǎo)線之間裸露的部位發(fā)生接觸，電流會通過導(dǎo)線與大地進(jìn)行接觸，導(dǎo)線上的電流流向大地。一旦用電負(fù)荷大于額定負(fù)荷時，導(dǎo)線上電流值會增加，導(dǎo)線出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，一旦溫度達(dá)到一定程度，則會引發(fā)火災(zāi)。當(dāng)導(dǎo)線絕緣能力較差情況下，電流流過時在導(dǎo)線和大地之間會產(chǎn)生電容，直接威脅配電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。當(dāng)漏電故障點(diǎn)與接地點(diǎn)、變壓器中接地中性點(diǎn)受到某些因素影響，則會造成漏電回路現(xiàn)象。

1.2 短路

短路電流產(chǎn)生多是由于兩根裸露導(dǎo)線接觸點(diǎn)的電勢不同，這時電流會不通過用電設(shè)備，而且電流數(shù)值較大，這必然會導(dǎo)致導(dǎo)線溫度隨之升高，不僅導(dǎo)線金融導(dǎo)體容易融化，而且還會產(chǎn)生電火花、電弧等現(xiàn)象，極易引發(fā)火災(zāi)事故。

1.3 過負(fù)荷

導(dǎo)線的電流量都具有一定的負(fù)荷，一旦電流量超出這個限度時，則會存在過負(fù)荷情況，這種情況下導(dǎo)線內(nèi)阻會出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，嚴(yán)重時導(dǎo)線絕緣層會發(fā)生破裂或是自燃。

1.4 接觸不良導(dǎo)致的電阻過大

接觸不良現(xiàn)象多發(fā)生在電源線、開關(guān)及大型用電設(shè)備的結(jié)合處，出現(xiàn)接觸不良的部位電阻值會增加，當(dāng)回路電流流經(jīng)該處時，線路熱量會急劇增加，造成絕緣保護(hù)層出現(xiàn)融化和燃燒等情況。而且在導(dǎo)電線路兩端也會產(chǎn)生電火花，在電火花密度較大情況下，還會形成電弧，從而導(dǎo)致火災(zāi)或是爆炸事故發(fā)生。

2 影響高層建筑低壓配電系統(tǒng)安全可靠性的原因

2.1 過載及短路保護(hù)

在高層建筑低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，需要進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)過載及短路保護(hù)，以此來實(shí)現(xiàn)對用電設(shè)備和供電線路的有效保護(hù)，減少其運(yùn)行過程中發(fā)生故障的可能性。

2.2 電氣接地質(zhì)量問題

無論是在高層建筑電氣設(shè)計(jì)還是在電氣施工過程中，低壓配電系統(tǒng)接地形式都存在混用的現(xiàn)象，存在供電系統(tǒng)沒有進(jìn)行安全接地處理的情況，或是接地沒有嚴(yán)格依照相關(guān)的規(guī)范要求進(jìn)行，這就導(dǎo)致電氣接地質(zhì)量達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的要求，部分關(guān)鍵性電子市設(shè)備也沒有進(jìn)行等電位連接設(shè)置，因此極易導(dǎo)致觸電事故發(fā)生，嚴(yán)重時還會引發(fā)人身傷亡事故。

2.3 保護(hù)裝置不到位

當(dāng)前高層建筑低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，存在保護(hù)接零和過流保護(hù)裝置安全保護(hù)措施不到位的情況，部分漏電情況沒有采取科學(xué)合理的措施進(jìn)行控制，這就極易引發(fā)高層建筑火災(zāi)事故，從而帶來無法估量的損失。

2.4 漏電保護(hù)器使用問題

當(dāng)前由于各種電氣設(shè)備的廣泛應(yīng)用，漏電保護(hù)器的使用范圍也不斷擴(kuò)大。通過應(yīng)用漏電保護(hù)器，可能有效的對接地故障進(jìn)行控制和防范，有效的避免電氣火災(zāi)及人身觸電事故的發(fā)生。但當(dāng)前在實(shí)際漏電保護(hù)器應(yīng)用過程中，由于選用和接線方面還存在一些問題，這就導(dǎo)致漏電保護(hù)器還沒有完全發(fā)揮出其應(yīng)有作用，這必然會降低供電系統(tǒng)的可靠性和安全性。

2.5 越級跳閘導(dǎo)致巨額經(jīng)濟(jì)損失

在當(dāng)前高層建筑低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，越級跳閘是一直存在的一個難題。即在高層建筑低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行過程中，即使上級配電回路設(shè)置有三階段的保護(hù)斷路器，在下級配電回路發(fā)生短路電流故障時，也會發(fā)生越級跳閘現(xiàn)象，從而造成大面積停電事故發(fā)生，從而導(dǎo)致巨額經(jīng)濟(jì)損失。

3 高層建筑低壓配電系統(tǒng)中安全性設(shè)計(jì)分析

3.1 供電系統(tǒng)負(fù)荷分級設(shè)計(jì)

在高層建筑低壓配電系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)過程中，需要根據(jù)具體的電氣設(shè)計(jì)規(guī)范要求來對高層建筑的負(fù)荷等級進(jìn)行確定，通常需要針對建筑物的使用性質(zhì)來具體劃分其內(nèi)部設(shè)施的負(fù)荷等級，然后根據(jù)具體等級來對供電系統(tǒng)負(fù)荷進(jìn)行分級設(shè)計(jì)，以此來提高低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。

3.1.1 變壓器設(shè)計(jì)

在進(jìn)行變壓器設(shè)計(jì)過程中，需要綜合多種因素來對選擇變壓器的數(shù)量，并對變壓器的位置進(jìn)行確定。這其中要針對建筑物的具體功能、負(fù)荷分布及負(fù)荷等因素進(jìn)行綜合分析，同時還要與當(dāng)?shù)毓╇娋值幕疽笙喾稀Ｔ诰唧w設(shè)計(jì)過程中，要通過具體的計(jì)算來選擇適宜的變壓器容量，并以此作為依據(jù)來設(shè)置配電所。當(dāng)供電距離在200米以上，而且供電容量超過500千瓦的情況下，則需要增加配電所的數(shù)量。具體設(shè)計(jì)時，配電所位置要盡量與負(fù)荷中心接近，以此來實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的簡化，提高低壓配電系統(tǒng)的安全性和可靠性，并進(jìn)一步降低線路流通過程中電壓的損耗。

3.1.2 電壓設(shè)計(jì)endprint

在高層建筑低壓配電系統(tǒng)中電壓設(shè)計(jì)時，不僅要確保其設(shè)計(jì)與相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范要求相滿足，而且在具體參照供電負(fù)荷等級，通過選擇科學(xué)合理的供電措施，以此來保證電壓設(shè)計(jì)的合理性。在實(shí)踐中低壓配電系統(tǒng)中供電電流電壓通常為380/220V。

3.2 高層建筑接地保護(hù)設(shè)計(jì)中漏電斷路器的選擇

漏電斷路器作為高層建筑接地保護(hù)設(shè)置過程中必不可少的裝置，在具體選擇漏電斷路器過程中，要科學(xué)選擇漏電斷路器的額定動作電流，即在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，配電系統(tǒng)中末端使用的漏電斷路器電擊數(shù)量的安全界限與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求相符，同時電力系統(tǒng)中正常的泄漏電流應(yīng)小于漏電斷路器的額定動作電流，這樣可以有效的減少對電電壓帶來的損害。而且在選擇漏電斷路器動作電流過程中，還要遵循具體的選擇原則，即對于分支線和線路末端用電設(shè)備、電路支線及電路干線等都需要使用漏電斷路器，以此來有效地保護(hù)電路電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

3.3 低壓配電系統(tǒng)的接地保護(hù)

高層建筑低壓配電系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)離不開接地保護(hù)，即通過設(shè)置具體的自動斷斷故障的保護(hù)裝置來有效地保證建筑的用電安全，實(shí)現(xiàn)對人身和財(cái)產(chǎn)安全的有效保護(hù)。在具體進(jìn)行接地保護(hù)設(shè)置過程中，要針對建筑工程及建筑電氣設(shè)計(jì)的具體特點(diǎn)來開展設(shè)計(jì)，通過參照建筑配電系統(tǒng)的接地形式和電氣設(shè)備使用情況、電氣回路中保護(hù)線截面來設(shè)置具體的接地保護(hù)。在具體設(shè)置接地保護(hù)過程中，總等電位聯(lián)結(jié)是使用任何接地形式都必不可少的一個步驟，這樣能夠有效地防范外部危險電壓對建筑配電系統(tǒng)帶來的威脅和影響。

當(dāng)前高層建筑低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)過程中，IT、TN和TT三種模式是最為常用到的接地保護(hù)模式。其中TT系統(tǒng)的接地故障保護(hù)一般是設(shè)置在外漏導(dǎo)電部分，以實(shí)現(xiàn)保護(hù)電氣，切斷故障回路電流的作用。而IT系統(tǒng)的接地故障保護(hù)也是在電網(wǎng)的外露導(dǎo)電部分進(jìn)行設(shè)置的，IT系統(tǒng)在進(jìn)行接地保護(hù)時，如果外露導(dǎo)電部分出現(xiàn)故障的電壓在一定的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)時，IT系統(tǒng)接地保護(hù)不需要進(jìn)行供電保護(hù)的中斷，只需要通過警報設(shè)置裝置進(jìn)行報警，以進(jìn)行故障排除。低壓配電系統(tǒng)中TN系統(tǒng)的接地故障保護(hù)中的接地故障多是因?yàn)榻饘傩远搪坊蛘甙l(fā)生故障的電流較大，因此在進(jìn)行接地保護(hù)設(shè)置時可以通過電流保護(hù)器實(shí)現(xiàn)對于電路負(fù)荷以及電流短路的保護(hù)設(shè)置，同時也是低壓配電系統(tǒng)的接地故障保護(hù)設(shè)置。但在具體設(shè)計(jì)過程中，如果建筑電網(wǎng)線路過長或是導(dǎo)線截面較小的情況下，需要采用漏電保護(hù)器來作為保護(hù)裝置及接地保護(hù)，以此來保證線路運(yùn)行的暢通性和安全性。

4 結(jié)束語

當(dāng)前高層建筑的不斷興起，人們對高層建筑的安全性越來越關(guān)注。因此在高層建筑低壓配電系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)過程中，需要做好具體的接地保護(hù)設(shè)計(jì)，同時還要重視電網(wǎng)線路及選擇適宜的電氣設(shè)備，嚴(yán)格管控具體的施工安裝質(zhì)量，以此來實(shí)現(xiàn)對低壓配電系統(tǒng)的安全控制，確保高層建筑中低壓配電系統(tǒng)安全、可靠的運(yùn)行，為高層建筑電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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