高層建筑電氣設計中低壓配電系統安全性分析

陳逸群

中國江蘇國際經濟技術合作集團有限公司建筑設計院 江蘇南京 210000

在社會經濟不斷發展的強大推動下，高層建筑的建設數量不斷上升，建設規模不斷增大。高層建筑的用電量比普通建筑大，并且隨著電器的數量與種類在高層建筑中的增加，安全隱患也隨之增加，因此在對高層建筑低壓配電系統設計時，必須高度重視其安全性和穩定性，把保障人身和財產安全、建設資源節約型社會的政策貫徹到低壓配電設計中去。

1 低壓供配電接線方式

放射式、鏈式、樹干式是低壓配電系統接線的三種主要形式。放射式就是由總配電箱直接將電源供給各負載或分配電箱，各分配電箱獨立受電，一旦發生故障只局限于本身，不會對其他回路造成影響，所以供電可靠性高。但由于線路多，有色金屬消耗量較大，缺少靈活性，適用于設備容量大，對于供電可靠性要求高的重要設備配電回路。樹干式是由總配電箱至各分配電箱之間采用一條干線連接的配電方式。干線一旦發生故障，受影響的范圍大；鏈式與樹干式一樣也是在一條供電干線上帶多個負載或分配電箱。鏈式后面設備的電源引自前面設備的端子是其與樹干式不同之處[1]。

2 高層建筑低壓配電系統故障引發的安全事故

低壓配電系統是指電壓等級1KV以下的配電網絡。低壓配電系統主要由配電線路、配電裝置保和用電設備等組成。漏電、超負載、短路等是在高層建筑實際使用中會經常性發生的情況，此時低壓配電系統會自動切斷電源，為電動機和電力系統的完好性提供保障，避免安全事故的發生。各種類型的安全事故在我國高層建筑的低壓配電系統使用過程中頻發。研究人員發現，主要是因為低壓配電系統的一部分安裝人員的綜合素質及專業技能欠缺，除此之外，維護設備人員在巡檢時未按照要求進行操作，導致高層建筑中的低壓配電系統經常出現安全性問題，如超負荷、漏電等。如果低壓配電系統運行異常，可能會引發火災并威脅人員的生命財產安全。因此我們可以得出在高層建筑電氣設計中低壓配電系統設計至關重要，必須足夠的重視低壓配電系統設計的安全性。設計人員要將可靠性滲透到低壓供配電系統之中，不斷提高供電可靠性和電能質量。優化設計低壓供配電系統，將設備和電路的使用壽命予以延長，同時應有效控制建筑電氣施工難度性，結線簡單可靠，避免浪費不必要的施工費用和成本。

3 高層建筑中低壓配電系統的安全性解析

3.1 配電線路的安全性解析

設計人員在進行配電線路設計時，要根據高層建筑的特點充分考慮用電環境、用電設備等因素，以避免出現線路漏電、線路腐蝕等問題，進而對高層建筑電力系統的實際使用及安全性造成一定的影響。線路短時間的過負荷并不立即引起災害，在某些情況下犧牲一些使用壽命也應保證對負荷的不間斷供電，讓導體超過允許溫度運行，即如消防水泵、消防風機、旋轉電機的勵磁回路等，這時保護可作用于信號。如漏電斷路器過載或漏電時，只作用于報警不動作于跳閘。

3.2 配電方案的安全性分析

通常情況下，高層住宅項目從小區內變電所引來220/380V電源，供給每棟住宅樓住宅用電；分別從小區內兩個獨立的變電所引來滿足國家相關設計、使用要求的兩路低壓電源，供給每棟住宅樓動力及公共照明負荷用電；兩路電源互為備用。一級負荷用電設備采用兩路電源供電，其兩路電源不應同時發生故障。其中消防風機、消防電梯、應急照明、消防排水泵等消防用電設備主、備用電源的供電回路為專用回路，且消防用電設備配電線路的最末一級配電箱處安裝自動切換裝置，如消防水泵應在消防水泵房的配電箱處切換。消防用電設備的備用電源供電時間和容量應滿足該建筑火災延續時間內各消防用電設備的要求[2]。

4 提高低壓配電系統在高層建筑設計中的安全性

4.1 增強主接線安全性控制

低壓配電系統的接線方式應引起設計人員的重視。高層建筑中在設計低壓配電系統時，向樓層各個配電點供電，宜選用分區樹干式配電；由豎井內配電箱或樓層配電間供至用戶配電箱的配電，應采取放射至配電；高層建筑的照明系統設計常用樹干式和放射式相結合的接線形式。

4.2 合理選擇保護電器

想要提高高層建筑電氣設計中低壓配電系統的安全性，一定要重視過負荷、短路保護等方面內容。線路因過電流會導致絕緣受損，從而引發火災等其他災害，所以設置過負荷保護和短路保護的意義重大。當低壓配電系統發生安全事故，保證保護電器立刻起到保護線路的作用，以保障配電系統的正常使用和供電設備的安全運轉。過負荷保護的兩個條件及其關系可以用圖1說明：

圖1 過電荷保護電器的動力特性關系圖

4.3 加強接地保護

低壓配電系統中經常出現接地混亂的現象。接地質量密切影響低壓配電系統運行的安全性和穩定性。通常情況下，高層建筑中采用的接地保護裝置設置有3種：為TN、IT、TT模式。TN-C-S接地模式在我國高層民用建筑中使用率很高。中性線、保護線處于部分分離、部分合并的狀態，是TN-C-S這種接地模式的特點。TN-C-S系統兼有TN-C系統和TN-S系統兩個系統的優點，同時保證了操作性和電路的安全性[3]。

5 結語

在高層建筑電氣設計中，低壓配電系統的安全關系著建筑整體的安全，因此要對低壓配電系統安全性賦予高度重視，將低壓供配電系統的可靠性提升上來，確保建筑物整體功能的穩步提升。為高層建筑中人員和電氣設備的安全提供保障。