高層建筑電氣設計中低壓配電系統安全性探討

羅亮

四川國恒建筑設計有限公司重慶分公司 重慶 401147

引言

電氣設計是高層建筑功能的重要部分，在設計過程中為了提高建筑電氣系統運行的實用性和安全性，設計人員應充分重視低壓供配電系統的可靠性需求，讓電氣系統更加貼合高層建筑的使用標準。在城市建筑住房需求日漸增高的背景下，高層建筑對低壓供配電系統提出了更為嚴格的要求，這也為電氣設計人員帶來了一定的壓力，以下將從低壓供配電系統的設計原則出發，逐步提出增強系統可靠性的措施。

1 淺析低壓配電系統

1.1 放射式

放射式的供電方式主要是利用總配電箱將電直接供應給分配電箱的方式。此種配電方式因為每個負荷是單獨受電的，若是出現短路故障，是不會影響其他配電箱中的運行設備的，因此此種供電方式的可靠性是極高的，同時在實際運行時比較容易控制，它有待改善的方面是系統性能不夠靈活以及供電時所需的線路較多。放射式的分配方式通常是應用在容電量較大的設備上，或是集中控制電源的場合中。

1.2 鏈式

鏈式供電方式與樹干式的供電方式有些相似，都是利用一條主線電路，再連接一些分配電箱或是用電設備來完成供電，此種供電方式由于供電線路上缺少分支點，所要投資的費用不會很大，對于廣泛鋪設是比較適合的。但其在進行供電時出現問題，在對其進行檢查過程中需要停掉所有用電設備，因此此種供電方式的可靠性并不高，通常應用在可靠性要求不大的小容量設備上。

1.3 樹干式

樹干式供電方式主要是通過運用一條主線連接各個分配電箱以及總電線，使其連接完全來保障供電工作順利開展。此種配電方式的優點就是投入的資金費用比較少，并且施工建設比較簡單。它同樣存在一些缺點，例如配電主線出現問題，會影響大范圍電路受到影響。因此樹干式的配電方式通常是應用在供電可靠性不高的區域應用，因其用電負荷分配十分均勻，它的電源設備的容量不會很高[1]。

2 供配電系統運行安全性分析

2.1 供配電系統主接線的安全性

低壓供配電系統中，由于安裝有很多的系統主線設備，主線所發揮的作用至關重要。供配電系統本身就設計復雜、操作煩瑣，如果這些設備在運行中產生故障，就會對整個的低壓供配電系統的運行效果產生負面影響。所以，低壓供配電系統多為集成設計，以對系統主線設備優化配置。為了確保所有的主線設備處于安全穩定的運行狀態，就要在設計低壓供配電系統主接線的時候，采用380伏電壓電源或者380伏電壓電源的交流放射供配電形式以及樹干式供配電形式進行設計，且要高度重視細部的主線路設計。對于高層建筑的普通照明，在供配電線路的設計上，采用流放射供配電形式與樹干式供配電形式相結合的主接線方式為宜。如果高層建筑的電氣設備采用集中性的負荷，在供配電的主接線方式上，可以選擇流放射供配電形式即可[2]。

2.2 備用電源安全性

高層建筑中的備用電源大部分為柴油發電機組，為了提高供配電系統的安全性，備用電源通常需滿足以下要求：①電源為單臺機組時，額定容量需控制在1500kVA以內；②若發電機組在大型商業高層建筑中作為應急電源時，若供電系統終端，應在10s內正常運作并投入使用，從而減少經濟損失；③發電機組達到額定轉速后應分批投入負荷，根據由大到小的順序錯開容量的投入時間，盡量減小低壓母線的起動壓降；④若電網恢復供電，則應將備用電源延遲30～60s，讓市電自動恢復，然后延遲3min讓發電機組停止工作[3]。

2.3 保障供電的持續性以及電源時間性

通常狀況下，針對可以通過電網便可以供應獨立電源的建筑來講，它基本是可以實現一到二級的需求。但是因為當前建筑的內部負荷極為重要，因此，需要針對下述幾點內容進行重點分析:當對建筑中的電源系統進行維護檢修過程中需要建立一個獨立的電源來保障建筑供電正常，因此需要配備應急電源或是柴油發電機以備不時之需。而對于只有一個獨立電源的建筑來講，務必要將柴油發電機組作備用電源。需要重點注意的是柴油發電機組的存在意義是備用，而并非是應急。所以，在對建筑進行配點系統規劃時，務必要保證有兩個或是兩個以上電源，可以保障電源隨時切換，在電源切換過程中對于時間的要求是較大的，其務必要滿足電氣設備運行的需要[4]。

2.4 IT型低壓配電系統保護接地體系

保護接地是提高低壓配電系統安全性主要手段，通過接地體將電氣設備外殼與大地有效的連接在一起，一旦電氣設備出現漏電現象，可以將漏電流及時傳輸到地下，使得電氣設備外殼對地電位迅速下降，進而有效保證低壓配電系統的綜合安全水平。在實際應用中，IT型低壓配電系統保護體系屬于三線三相制配電系統，借助保護接地系統，將三相變壓器進行繞組變為Y型結構，以N點為中心點，以L1、L2、L3為輸出相線，使得三線三相相互促進而不接地。在進行實際保護中，相關工作人員要設置相應的保護接地設置，通過RE接地極將電氣設備與大地連接，在發生漏電事故時，由于大量漏電流的輸出，人即使碰到電氣設備外殼也不會發生和相線構成回路，進而防止觸電事故的發生。值得注意的是，大地要和各個相線阻抗進行連接，并與絕緣電阻并聯在分布電容中，可以有效地將人體觸及電氣設備外殼電壓控制在安全范圍內，發揮保護人體的作用[5]。

3 結束語

綜上所述，針對低壓配電系統對于高層建筑電氣設計的重要性，在建筑電氣線路容易造成火災事故，由此，值得我們重視低壓配電系統的設計和安裝工作，做好安全防護措施，特別是接地設置。低壓配電系統設計任重道遠，必須要綜合各類影響因素進行綜合全面的考慮，從而做好規避危險事故的措施，做好最佳的預防措施。

[1] 岳俊鵬.高層建筑電氣設計中低壓配電系統安全性探討[J].黑龍江科技信息,2015,(08):55.

[2] 劉祖斌.高層建筑電氣中的低壓配電設計分析[J].江西建材,2015,(18):204,208.

[3] 藺怡.建筑電氣低壓配電設計中各種接地系統的分析[J].黑龍江科技信息,2014,(16):79.

[4] 李忱濤.高層商住樓的電氣照明設計與研究[D].西安:長安大學,2012.

[5] 黃柱中.高層建筑電氣設計中低氣壓配電系統安全性探討[J].住宅與房地產,2016,(18):69-70.