高層建筑電氣設(shè)計中低壓配電系統(tǒng)安全性研究

孫 宇 魁

(山西晉設(shè)拓凡建筑設(shè)計咨詢有限公司,山西 太原　030013)

我國相關(guān)法律規(guī)定，十層或者十層以上的樓層被稱為高層建筑，通常來說建筑中的電氣設(shè)備數(shù)量很多而繁雜，同時也會在實際的運行中出現(xiàn)很多安全問題。因此為了能夠充分應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，低壓配電系統(tǒng)對整個高層建筑的電氣設(shè)計起到重要作用，所以設(shè)計人員在進(jìn)行設(shè)計的時候，不但需要維護(hù)供電的穩(wěn)定性，還需要滿足電氣設(shè)備的要求和安全性。

1　低壓配電系統(tǒng)的內(nèi)涵

低壓配電系統(tǒng)是當(dāng)前供電系統(tǒng)中十分重要的部分，就其自身而言由配電變電所、高壓配電線路以及低壓配電器等幾部分組成。在電能分配發(fā)生嚴(yán)重超負(fù)荷運行的時候會實時切斷電源線路，進(jìn)行電動機(jī)保護(hù)狀態(tài)[1]。而低壓配電系統(tǒng)在實際運行的過程中卻會因為電氣線路和設(shè)備老化、安裝人員素質(zhì)不高等各種因素影響引發(fā)火災(zāi)，給人們的財產(chǎn)造成十分巨大的損失。就目前來看，我國在應(yīng)對這類現(xiàn)象時，通常都會選擇裝配漏電保護(hù)器以及實施電位聯(lián)接等方法，加強(qiáng)對電氣設(shè)計的相關(guān)審核工作，確保低壓配電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

2　高層建筑中低壓配電系統(tǒng)設(shè)計要求

2.1　保障供電持續(xù)性和電源時間性

通常情況下，高層建筑只需要通過電網(wǎng)便可以提供兩個獨立電源達(dá)到一級與二級負(fù)荷的要求，但是還需要綜合考慮系統(tǒng)出現(xiàn)故障的情況，將柴油發(fā)電機(jī)組作為備用或者應(yīng)急電源。在設(shè)計高層建筑低壓配電的時候，設(shè)計人員需要同時設(shè)計兩個或兩個以上的電源相互進(jìn)行切換，滿足電氣設(shè)備的需求。

2.2　合理設(shè)置供電電源

高層建筑中很多設(shè)備都需要供電電源，電源的安全性在一定程度上影響著人們的生產(chǎn)和生活，隨著人們生活方式的多樣化，目前高層建筑火災(zāi)情況發(fā)生的越來越多，大多數(shù)居住在高層的人員都會通過安全通道進(jìn)行疏散或高層自身的消防設(shè)施進(jìn)行滅火[2]。這種情況下安全性較低，尤其是我國大多數(shù)高層都使用電梯，如果發(fā)生電源故障就會給人們的生活和其他活動帶來阻礙，因此提高電源安全性對高層建筑消防和人們生活起到重要的作用。

3　影響高層建筑中低壓配電系統(tǒng)安全性的因素

3.1　電線短路裝置

高層建筑的工程供電系統(tǒng)需要以安全為主，一旦出現(xiàn)電器短路的情況，能夠及時進(jìn)行阻止，并且進(jìn)行補(bǔ)救工作，保護(hù)供電設(shè)備以及供電線路的安全[3]。在高層建筑電氣設(shè)計中低壓配電系統(tǒng)存在著多種形式以及管理模式，常常會因為缺乏規(guī)范化處理或者對電線等設(shè)備沒有充分重視，導(dǎo)致接地質(zhì)量存在各類問題，在一定程度上影響系統(tǒng)的運行安全。

3.2　合理設(shè)置漏電保護(hù)裝置

根據(jù)當(dāng)前高層建筑低壓配電系統(tǒng)中產(chǎn)生的諸多問題，很多問題都無法在第一時間進(jìn)行檢測，在很大程度上會引發(fā)觸電和火災(zāi)，造成人員傷亡或財產(chǎn)損失。同時漏電保護(hù)也是一種非常有效的保護(hù)措施，人員一旦接觸到電流能夠及時切斷電源，從而保證人員的安全。當(dāng)前的漏電保護(hù)裝置雖然運用廣泛，但是仍然存在各類問題，無法發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

4　提高高層建筑電氣設(shè)計中低壓配電系統(tǒng)安全性的方式

4.1　設(shè)置自動切斷電源裝置

在高層建筑電氣設(shè)計中為了確保建筑人員能夠安全用電，在人員和財產(chǎn)受到傷害的時候，電氣系統(tǒng)能夠設(shè)置自動切斷故障的設(shè)備，設(shè)計人員在對建筑電氣設(shè)計時，一般都會根據(jù)建筑特點以及所需要的設(shè)備情況進(jìn)行合理規(guī)劃[4]。為了防止因為建筑電路受到的威脅，需要對接地保護(hù)形式進(jìn)行多種點位連接，經(jīng)常采用的方式就是TN和TT兩種系統(tǒng)。TN系統(tǒng)的設(shè)置主要應(yīng)用于電氣系統(tǒng)短路或者發(fā)生電流過大的系統(tǒng)保護(hù)時，通過電流保護(hù)器來實現(xiàn)電流短路以及超負(fù)荷的保護(hù)設(shè)置；TT系統(tǒng)主要應(yīng)用于由外界情況引起的導(dǎo)電問題，是指電氣設(shè)備的金屬外殼直接作用于接地保護(hù)系統(tǒng)，在發(fā)生危險的時候能夠及時切斷電流。

4.2　設(shè)置主接線安全控制

低壓配電系統(tǒng)的主接線好像是大樹的樹干一樣，它一般會分出多個枝杈，分布非常廣泛，在電力系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障的時候會對整體產(chǎn)生影響。所以在高層建筑電氣設(shè)計低壓配電的時候，通常會采取集成取電的方式，盡量減少工程的投資。

設(shè)計人員在進(jìn)行低壓配電設(shè)計時，通常會采用380 V/220 V的交流放射式樹干形式(見圖1)。這種方式可以在一定程度上確保系統(tǒng)主線的安全，如果高層建筑采取集中性供電的方式，就可以選擇放射性供電模式，對于一般負(fù)荷量就要采用放射式與樹干式相結(jié)合的供電模式。

4.3　選擇適合備用電源

在很多建筑高層中通常會出現(xiàn)區(qū)域性停電的現(xiàn)象，如果能夠采取備用電源的方式就會減少其影響，設(shè)置備用電源可以從安全性的角度進(jìn)行判斷，如果采用單臺機(jī)組就要將額定容量盡量控制在1 500 kVA以下。備用電源能夠在斷電之后自動啟動，可以在最大程度上減少停電所造成的損失；當(dāng)發(fā)電機(jī)組達(dá)到一定程度時候盡量分批投入，來錯開投入時間，讓電流可以有恢復(fù)的過程。如果貿(mào)然恢復(fù)供電，可能會因為負(fù)荷過大產(chǎn)生更大的損失，甚至威脅到人們的生命安全。在電力恢復(fù)供電之后不要直接送電，而是延時1 min左右的時間，供電恢復(fù)之后發(fā)電機(jī)組再進(jìn)行重復(fù)供電，保護(hù)發(fā)電機(jī)的安全。

4.4　漏電斷路器的合理篩選

在電力系統(tǒng)的運行過程中，電氣設(shè)備需要承載的設(shè)備越來越多，負(fù)荷也越來越大，所以對高層建筑中電氣設(shè)計的安全性、可靠性有了更高的要求。在電力運行的過程中，漏電斷路器可以間接避免事故發(fā)生，是低壓配電系統(tǒng)漏電的第二道防線，對接零和接地保護(hù)效果更加明顯，并對整個建筑的電力系統(tǒng)會產(chǎn)生重要的作用，所以對其加強(qiáng)保護(hù)十分必要[5]。在高層建筑電氣設(shè)計中，漏電保護(hù)器的作用必不可少，在選擇的過程中，漏電保護(hù)器應(yīng)該根據(jù)高層建筑的情況進(jìn)行明確的篩選，確定漏電保護(hù)器的安全額定標(biāo)準(zhǔn)，用準(zhǔn)確的數(shù)字來進(jìn)行下一步的設(shè)計和篩選，在選取漏電斷路器的額定限制電流要超過電力系統(tǒng)發(fā)生短路漏電的數(shù)值。在選擇的過程中常常會有難以抉擇的情況出現(xiàn)，漏電斷路器想要防止人體接觸電源，就需要通過多種接觸模式對觸電防護(hù)進(jìn)行選擇，只有這樣才能夠讓高層中的電力設(shè)計充分利用自身的優(yōu)勢，電力系統(tǒng)也可以安全運行。

5　結(jié)語

伴隨著經(jīng)濟(jì)的增長，高層建筑越來越多，追求安全可靠的建筑環(huán)境成為每個住戶的愿望。為了消除高層建筑中的安全隱患，電氣設(shè)計中低壓配電問題無疑成為重點。在高層建筑中運用各類低壓配電系統(tǒng)設(shè)置，可以確保配電系統(tǒng)的安全，盡量避免事故的發(fā)生。每位設(shè)計師都要按照規(guī)定進(jìn)行設(shè)計開發(fā)，對高層建筑中的低壓配電系統(tǒng)進(jìn)行合理規(guī)劃和分析，排除影響高層建筑電氣設(shè)計中產(chǎn)生的危險因素，為今后的高層建筑低壓配電系統(tǒng)提供多種優(yōu)勢。

參考文獻(xiàn)：

[1]王巍.高層建筑電氣設(shè)計中低壓配電系統(tǒng)安全性探討[J].門窗,2017,1(1):145.

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[3]岳俊鵬.高層建筑電氣設(shè)計中低壓配電系統(tǒng)安全性探討[J].黑龍江科技信息,2015,2(8):55.

[4]葉書明.針對高層建筑電氣設(shè)計中低壓配電系統(tǒng)安全性分析[J].民營科技,2014,3(8):19.

[5]王宏偉.高層建筑電氣設(shè)計中低壓配電系統(tǒng)安全性探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2012,1(22):222.