建筑電氣設計中低壓供配電系統可靠性分析

陳彥軍 黃麗娟

摘要：在現代化的高層建筑當中，各項電氣設備是確保建筑功能發揮的關鍵所在。高層建筑所使用的供電系統一般以低壓供配電系統為主，其既能夠滿足高層建筑對于電力資源的基本需求，又能確保用電過程的安全性。但是，低壓供配電系統依然存在一定的短板和弊端，尤其是在經過長期使用之后往往會出現供電不穩、電壓失常的等問題，從而影響到高層建筑用戶的生活體驗。為達到改善低壓供配電系統的目的，就必須從電氣設計的角度出發，強化對于其可靠性的研究。

關鍵詞：低壓供配電系統;高層建筑;電氣設計;可靠性

1低壓供配電系統可靠性的影響因素

1.1接地設備的質量

接地設備是建筑電氣中比較重要的組成部分，接地設備的質量嚴重影響低壓供配系統的使用安全性。在建筑工程的電氣設計中，低壓供配電系統存在著接地形式混亂的情況，管理混亂，尤其是供電系統，往往對于接地處理重視不足，或者沒有按照相關標準及規范進行接地處理，導致其接地質量存在一定的問題，嚴重影響了系統的運行安全。

1.2漏電原因

在高層建筑電氣設計中，漏電保護措施主要存在兩方面的問題，一個是漏電保護器的使用狀態，有的漏電保護器一直處于異常狀態，失去了保護器該有的作用，一個是保護器一直處于正常的工作狀態，長期正常的工作，導致保護器的靈敏度降低，降低了保護器的使用壽命和工作性能。漏電保護裝置的配備，是對低壓供配電系統正常運行的一種有效的措施與手段，能夠有效的預防觸電事故和漏電火災的發生。具體的流程是當電流短路，感應器溫度升高達到臨界值，就會自動跳閘，關閉電源，預防勢態更進一步的惡化，這種設置能夠有效的保障用戶的生命安全。

1.3過載和短路

過載是指流經電流超過線路所能承受的額定功率;短路則是電流流動過程中超出局部或全部負荷產生的故障問題。兩者之間最大的區別為：過載中電流是逐漸增大的，隨著時間的推移逐漸對供電系統帶來影響，而短路故障中的電流是瞬間增大的，會在瞬時發生系統故障，嚴重時會直接燒損設備或線路。所以在低壓供配電系統設置中，需要針對這兩種情況設置合理的保護措施，有效控制電流流通。另外，在出現短路故障時，工作人員應及時切斷電源，避免短路問題擴大，威脅整個系統的安全運行。

1.4變壓器及保護裝置

變壓器是一種能夠改變交流電壓的裝置，因此在高層建筑的電氣設計中，一般都會有變壓器的存在，變壓器的安裝位置和使用類型很重要，這會影響低壓供配系統的使用穩定性，一般根據樓層的高低，決定變壓器的安裝位置。很多高層建筑中，建筑電氣系統存在很多問題，在低壓供配系統方面出現問題的頻率比較高，有的未配備安全保護裝置，導致漏電發生的瞬間不能進行監測，或是安裝的安全裝置不合格，起不到監測的作用，增加了安全問題的發生，例如觸電事故、漏電引起的火災等不安全問題的出現，對建筑使用著或是其他人造成不必要的危害和損失。

2建筑電氣設計中低壓供配電系統可靠性

2.1供電線路的可靠性

供電線路在敷設施工之初，首先要考慮到高層的建筑特點和電氣設備的分部情況，使線路能達到在建筑滿負荷運轉的同時還有可靠的安全性，不要發生因供電不足電氣設備無法使用和由于滿負荷運轉對線路的破壞等諸多不利因素，同時在敷設施工時還要考慮到周邊的環境因素，不要離熱源太近，不能曝露地表外，不可以敷設在煙塵或灰塵較多的地方，也不可在沒有任何防腐設施情況下敷設在環境腐蝕嚴重的地方，還要避免由于建筑本身的收縮或拉伸和外部的強烈震動給線路造成的損壞。在高層的供電敷設施工中還要考慮到一個非常重要的環節就是消防線路的敷設，消防線路一般采用的是專電專供的方式，對于建筑用電來說，是一個相對獨立的線路，其目的在于，建筑發生火災供電停止的情況下，能獨立的為消防設備供電，從而降低居民的傷亡率和建筑的安全。其中消防設備也分為消防排煙機、樓層消防中控系統、消防水泵、應及照明等。綜上所述，在敷設施工時應在最末級設置供電自動轉換裝置，電線也應當具備滿足上述設備工作時的條件，同時配電箱也要做防水處理，以免在消防系統工作時進水導致斷電無法工作。

2.2設置接地保護

接地保護系統的應用可以確保當建筑電氣系統出現故障或不良反應時及時中斷故障區域的電力供應，從而降低電氣故障所造成的負面影響。接電保護系統的設置需要避免影響到低壓供配電系統的正常運行，以免起到負面的效果。從保護的先后順序來看，變壓器系統是保護的重點對象，且尤其需要側重于對易漏電部位的保護和控制。

2.3供配電系統主接線的可靠性

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、操作繁瑣，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。

2.4供配電設備

為保證供配電設備的質量及運行可靠性，設計人員應當在經濟允許的情況下，優先選擇高性能、高質量的供配電設備，或者為供配電設備提供諸多的輔助保護裝置。例如：智能化電壓器繼電保護裝置的使用可以實現對于電壓器的自動化控制，其能夠根據不同時間段的供配電需求調整電壓器的運行參數，從而起到提高電壓器穩定性、延長使用壽命的效果。在選擇變壓器的時候，要充分考慮到低壓供配電系統的運行環境和運行情況。由于電氣設備容易引發火災，所以，在變壓器的選擇上，要求其具有良好的防火性能。箱型干式變壓器所使用的絕緣材料具有良好的防火性能，其不容易燃燒，即便是雷電天氣，也不會引發火災。

3結語

綜上所述，隨著高層建筑的功能不斷完善，其所需的電氣設備數量勢必會呈現出增長的趨勢。因此，在開展電氣設計的過程中要始終將低壓配電系統的可靠性設計視為重點，從線路布置、接地、供配電設備等幾方面進行綜合考量，且注重設計方案選用的合理性，提高系統運行質量，以此增大系統安全系數，減少危險的發生，保證建筑供電的穩定性。

參考文獻：

[1]建筑電氣設計低壓供配電系統可靠性分析[J].饒建平.住宅與房地產.2019（25）.

[2]低壓供配電系統在高層建筑電氣設計中的可靠性[J].李忠，孫紅尾，王洋，萬超.地產.2019（22）.

（作者單位：安陽建工（集團）有限責任公司）