高層建筑電氣設計中低壓配電系統安全

張宇

摘要：隨著人們對居住空間要求越來越高，我國的建筑主要以高層建筑為主，在滿足人們居住空間的要求同時也提高了土地的運用率，為城市的發展減少壓力。

關鍵詞：高層建筑;電氣設計;低壓配電系統安全

建筑供配電系統在實際運行中，能否始終處于穩定、可靠狀態，直接影響甚至決定著人身與生產安全，無論發生何種事故，其所造成的損失都是難以被估量的。所以，在整個電氣設計過程中，供配電系統的安全性為其重要環節。

1配電系統的設計原則

第一，優化原則。在高層建筑物電氣設計中運用配電系統必須要考慮三個因素，合理的成本投入，以及高層建筑建造本身的優點，還有節能環保概念的結合。配電系統方案設計時必須要提高其適用性。并且，隨著人們節能環保意識的提高，必須要對能源進行合理的應用，減少能源浪費的情況，降低能源成本，進而提高整體經濟效益。第二，高效原則。在設計配電系統的過程中，需要做到電負荷的平衡，并且盡量降低配電設備的維修成本，以及對資源的高效利用，配電時要盡最大的努力達到節能效果。

2影響低壓配電系統安全的關鍵因素

如今，高層建筑電氣系統是相對比較繁瑣的，而電氣設備在運行過程中也存在著諸多安全隱患，其中最明顯的便是相關工作者和居民的用電質量和用電安全問題。高層建筑作為人們重要的居住地，其中的安全問題是不可忽視的，直接關系到了居民的生活質量以及人身安全，具體低壓配電系統中，變壓器、配電柜、控制系統分別負責電能的運輸和分配等。而低壓配電系統在工作過程中可能出現的安全問題有：其一，系統超負荷和短路問題，在這方面進行針對設計可以有效地避免超負荷運轉與短路所帶來的危險，能夠在這兩種情況發生時立刻將電源切斷，保護其他線路和設備避免受到損壞。而高層建筑與傳統的普通建筑對比，有著空間更廣居民更多的特點，不過這也就表明了用電設備更多，線路也更復雜繁瑣，電力系統在工作過程中很容易會出現配電系統故障的情況，為了能夠解決這一問題所帶來的安全隱患，在低壓配電系統設計初期，就要對系統的超負荷及短路重點進行保護，設置相關的保護措施，盡最大可能減少故障的危害，以及避免故障的發生，保證系統能夠穩定高效地工作。其二，接地保護問題，在高層建筑中，電氣設計中很有可能會出現多種接地形式同時出現的情況，而一些施工人員也相對安全意識薄弱，接地設置不符合相關標準，以及施工人員的不規范操作都極易導致接地質量的不合格情況，對低壓配電系統的安全程度造成了很大的威脅。其三，漏電保護問題，漏電保護主要是在電力系統出現電路短路和超負荷以及接地等問題時，能夠及時地做出處理，切斷電源來保護電力設備的安全。不過，在實際運用的過程中，也有不少漏電保護系統無法發揮其原有的效果，也不能達到有效地保護作用

3供電線路的安全性

3.1供電線路安全的設計

針對供電電源來講，如果其能夠較好地滿足電力負荷的相關要求，那么針對此時的供電線路而言，其可靠、安全運行至關重要。在敷設供電線路時，究竟選擇何種方式，需要依據建筑物的各種因素來確定，像具體要求、相關性質、環境特征及用電設備的實際分布情況等。還需要指出的是，要最大程度地消除由于灰塵聚集、存在污染物、腐蝕及外部熱源等情況而影響到整個布線系統。在敷設線路及實際使用中，需要從根本上預防外界應力作用所造成的各種損傷，例如振動、沖擊以及建筑物的伸縮等。另外，針對高層民用建筑的各種消防用電設備來講，需要根據現實需要，選擇一些專門設備來進行供電，例如排煙風機、消防水泵、供電回路、消防電梯及消防控制室等，并且還需要在配電箱位置處（最末一級），根據現實需要，專門設置先進且實用的自動切換裝置;在實際敷設配電線路時，需要做到與相關規范或要求相符。還需強調的是，在圍繞建筑展開電氣設計過程中，針對位于地下室車庫的各種應急照明配電來講，一般情況下，會將其安裝于制定位置，即車庫的墻上，而對于配電箱而言，未能依照相關標準進行防火處理，如果配電箱周圍發生火災，那么針對此時的配電箱而言，其會在比較短的時間內被大火燒毀，所以，需要專門設置配電間，以此來用于放置配電箱，為地下車庫應急照明供電的持續性、實時性與可靠性提供切實保障。

3.2干線首端保護器分支線安全長度

根據供配電系統在具體設計層面的相關規范與要求，在對一、二級負荷不造成影響，且不會出現供電中斷的前提下，針對配電線路來分析，其短路保護電器給予持續、全面的保護，因此，在安全且節能的基本框架下，在圍繞建筑電氣，設計與之相配套的低壓供配電時，不管是郊區所建造的別墅，還是各個城市當中所建造的高層建筑群，或者是低層的建筑群，其在選擇具體的低壓配電方式時，大多選擇的是更加實用、安全且可靠的分區樹干式;此外，還需要指出的是，針對路燈展開供配電設計過程中，在各個燈桿當中，從初始階段的燈光，到具體的燈桿腳之間的連接線，其與干線接駁之間所選擇的連接方式都是樹干式，因此，在實際設計過程中，需要根據現實需要，安裝一定數量的短路保護元件，為各個線路的安全運行提供切實保障。但是需要指出的是，在設計過程中，針對首端安裝的短路保護電器而言，究竟能夠保護多長的分支線，乃是當前相關設計人員需要深入研究的問題。在實際設計中，可利用簡易圖解，對干線首端保護器分支線安全長度展開全面分析，將O點當作原點，另將L1當作整個直角三角性的直角邊OA，而L2當作直角邊OB，最終可以得到整個直角三角形BOA。基于分支點與O點之間的距離L3，于OA線上，可從中得到C點，然后經過C點，作一條與OA相垂直的線，與AB線相交于D點，對CD線的長度進行測量，從中得到L4，其便是分支線界面S2，于干線C位置為出發點，作分支，從中可以獲得O點短路保護電氣所保護的分支線的長度。除此之外，還可基于2個相似直角三角形DCA/BOA兩直角邊的比值，從中將CD線的長度求出來，如圖1所示。如果將主干線的短路電流整定值給予明確后，便可以對整個主干線末端相應短路電流施加全面保護，需強調的是，如果分支線末端所對應的短路電流相比于主干線末端所對應的短路電流，明顯大于后者，那么針對此時的分支線末端的短路而言，都能夠受主干線短路保護器保護，處于其保護范疇內。

4結語

隨著高層建筑在人們日常生活中越來越常見，所以其中的安全程度也備受人們重視。為了能夠提高高層建筑的安全性，避免安全問題的出現，電氣設計中的低壓配電系統自然也成為了其中的主要著手目標。

參考文獻：

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（作者單位：山東山大世紀科技有限公司）