高層建筑電氣設(shè)計中低壓配電系統(tǒng)安全性分析

楊彩霞

（山西省建筑設(shè)計研究院有限公司，山西 太原 030013）

中低壓配電系統(tǒng)在整個建筑電氣設(shè)計中占有十分重要的地位，是電氣系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如果中低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計不當，就會引發(fā)安全事故。高層建筑與普通建筑相比用電量比較大，因此，我們在設(shè)計時一定要注意中低壓配電系統(tǒng)的使用安全問題。高層建筑中的電器數(shù)量電器種類都有所增加，這也造成了安全隱患的增加，所以電氣設(shè)計的安全可靠是重中之重。高層建筑一般指的是樓層超過10 層或者總高度超過24 米的建筑物。隨著科技的不斷發(fā)展，城市化的建設(shè)速度越來越快，高層建筑在城市中出現(xiàn)的越來越多，因此對高層建筑的電氣設(shè)計也提出了更嚴格的要求。

1 低壓配電系統(tǒng)概述

低壓配電系統(tǒng)類型一般情況下分為三種，放射式、樹干式、鏈式。其中放射式的主要原理就是電源由總配電箱進行分配，分配給每個分配電箱，每個分配電箱單獨工作互不影響，一旦某個配電箱出現(xiàn)故障，不會影響其他配電箱的工作。放射式配電系統(tǒng)有著安全系數(shù)高的特點，缺點就是線路相對復(fù)雜，在一些比較大型的公共場所應(yīng)用的比較多；鏈式主要指的就是一條線路中連接著多個分配電箱，沒有分支，優(yōu)點就是成本比較少，在電纜線路的鋪設(shè)過程中應(yīng)用的比較多，缺點就是一旦出現(xiàn)故障就會影響整個電器設(shè)備的用電情況，安全性較低，對于一些用電要求不高的設(shè)備可以應(yīng)用；樹干式配線系統(tǒng)主要指的就是總電源和分電箱之間使用一條主干線連接，優(yōu)點就是投資成本較低、施工方便，缺點就是一旦主干線發(fā)生故障，就會影響整個用電情況，安全性不高，一般應(yīng)用在一些用電可靠性不高的場所。

2 高層建筑中低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計要求

2.1 供電電源安全性

中低壓配電系統(tǒng)設(shè)計的安全性是整個高層建筑電氣設(shè)計中的重中之重，關(guān)系到整個高層建筑的用電使用安全。我國目前高層建筑中主要配備的防火設(shè)備為滅火系統(tǒng)，整個滅火系統(tǒng)都需要電力支持，因此，如果電力系統(tǒng)的安全性得不到保障，一旦發(fā)生火宅,消防照明、淋雨系統(tǒng)都將受到影響，不能發(fā)揮自身的功能。同時一般情況下高層建筑都不單單安裝一部電梯，需要安裝多部電梯，電梯的電力也是由電力系統(tǒng)提供，如果高層建筑的建立系統(tǒng)出現(xiàn)故障，電梯也會受到影響，因此，高層建筑電氣設(shè)計中中低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計尤為重要。

2.2 確保供電持續(xù)性和電源時間性

通常情況下，高層建筑都配有兩個獨立的電源，每個獨立的電源都要滿足國家的相關(guān)使用要求，高層建筑中用電量往往比較大，因此，在高層建筑電力設(shè)計過程中要注意以下幾點：一旦高層建筑電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，而備用電力系統(tǒng)也會出現(xiàn)問題，就需要我們使用備用的柴油發(fā)電機作為電源。但是柴油發(fā)電機不是應(yīng)急電源，只能作為臨時電源使用，設(shè)計人員在高層建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計時，一定要考慮配備兩個以上的切換電源，切換電源的時間和操作流程也要符合國家的相關(guān)標準要求。

3 影響高層建筑電氣設(shè)計中低壓配電系統(tǒng)安全性的問題

3.1 過載、短路及漏電問題

對高層建筑電氣系統(tǒng)從安全方面分析，一定要重視其過載保護、漏電保護、短路保護等方面內(nèi)容，一旦中低壓配電系統(tǒng)出現(xiàn)問題，熔斷器和斷路器在第一時間就會起到保護的作用，保障配電系統(tǒng)和供電設(shè)備的安全可靠。

3.2 接地質(zhì)量問題

接地混亂的現(xiàn)象是中低壓配電系統(tǒng)中經(jīng)常出現(xiàn)的問題之一，目前的實際情況是，人們對于供電系統(tǒng)中的接地質(zhì)量重視程度不夠，在對接地進行檢查時粗心大意，沒有按照相關(guān)的流程執(zhí)行，中低壓配電系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性與接地質(zhì)量有著密切的影響。

3.3 保護裝置問題

根據(jù)實際的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，我國的高層建筑中低壓配電系統(tǒng)中，很多的安全保護裝置都存在安全隱患，日常工作中對電氣設(shè)備使用情況檢查的不及時、不仔細，很容易造成電著火以及觸電的情況發(fā)生，威脅人們的生命和財產(chǎn)安全，會給國家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟損失。

4 高層建筑電氣設(shè)計中低壓供配電系統(tǒng)安全性分析

4.1 加強主接線安全性控制

供電系統(tǒng)的運行過程中，中低壓配電系統(tǒng)的主線是十分重要的，一般主線設(shè)備的體型都比較大，使用的環(huán)境也相對復(fù)雜，操作流程比較麻煩，因此，如果主線設(shè)備出現(xiàn)問題就會影響整個高層建筑的電氣系統(tǒng)正常運行。

所以，高層建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計時一般采用系統(tǒng)集成的形式，保障供電系統(tǒng)運行安全可靠的同時降低投資成本，高層建筑的照明一般采取放射式和樹干式結(jié)合的形式，

4.2 加強接地保護

中低壓配電系統(tǒng)中，接地保護裝置使其安全使用的重要保障。高層建筑中低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計一定要考慮實際的環(huán)境、特點、使用要求等，才能選擇合適的接地保護裝置。同時如果需要使用多種接地保護措施，就要使用相應(yīng)的電位連接，避免中低壓配電系統(tǒng)受到外部電壓的影響，目前我們常用的接地方式為TT 系統(tǒng)和TN 系統(tǒng)兩種。

4.3 合理選擇漏電斷路器

隨著科技的不斷發(fā)展，高層建筑中低壓配電系統(tǒng)也在不斷地完善和創(chuàng)新，高層建筑中電氣設(shè)備數(shù)量的不斷增加，產(chǎn)生的負荷也就越來越高，電氣系統(tǒng)運行面臨著更加嚴峻的困難和挑戰(zhàn)，漏電斷路器是整個中低壓配電系統(tǒng)中的關(guān)鍵，保障了中低壓配電系統(tǒng)運行的安全可靠。漏電斷路器在進行設(shè)計時，一定要根據(jù)實際的漏電電流要求，選擇科學(xué)合理的型號，這就需要設(shè)計者了解和熟悉高層建筑中電氣設(shè)備的基本信息，采取科學(xué)合理的手段對漏電斷路器的型號進行設(shè)計，尤其要注意漏電斷路器的電流使用要求。因此，設(shè)計者需要了解和掌握高層建筑的實際用電情況，才能正確地選擇斷路器的型號。

4.4 合理選擇備用電源

要想保障中低壓配電系統(tǒng)使用的安全可靠，備用電源的設(shè)計是必不可少的，尤其要重視備用電源安全方面的影響因素。首先，單臺機組是目前高層建筑經(jīng)常使用的方式之一，需要將額定容量控制在1500kV 以下；然后，一旦發(fā)生停電，備用電源需要在3s 內(nèi)實現(xiàn)自動啟動，避免停電時間較長給國家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟損失；其次，如果發(fā)動機達到額定轉(zhuǎn)速，避免母線的啟動壓降降低，就需要按照從大到小的順序，分別進行投入；最后，供電系統(tǒng)恢復(fù)正常工作后，需要停留30s 后在進行供電，同時，發(fā)動機在供電后運行幾分鐘在進行關(guān)閉。如圖1 所示，電源由負載母線1 段引出，輸送給負載母線2 段，實現(xiàn)交流輸入和旁路輸入之間的相互替換，保障柴油發(fā)電機不會逆向倒送電。

圖1 變壓器低壓母線電路示意圖

5 結(jié)語

隨著我們城市化建設(shè)的速度越來越快，高層建筑的數(shù)量越來越多，規(guī)模越來越大，同時，高層建筑電氣設(shè)備的使用要求也越來越高，中低壓配電系統(tǒng)是高層建筑電氣設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)，保障高層建筑居民的人身安全和財產(chǎn)安全。