高層住宅建筑低壓配電系統設計探析

饒金玲

摘 要 隨著建筑技術的發展，高層住宅不斷增多，要保證高層建筑住宅各項功能的發揮，科學設計低壓配電系統極為關鍵。本文就高層住宅建筑低壓配電系統設計的基本原則、設計主要內容、相關問題及解決對策等進行簡要分析研究，旨為高層住宅建筑低壓配電設計人員提供參考，提高設計效果。

關鍵詞 高層住宅建筑;低壓配電系統;電氣設計

高層住宅建筑是城市化進程中的重要標志，隨著城市住宅建筑高度的增加，也給住宅供配電系統提出了更高的要求，如系統負荷容量增大、用電設備增多、供電安全性及可靠性要求提高等[1]。在此背景下，如何科學有效地設計匹配高層住宅建筑用電需求的低壓配電系統，關系到高層住宅建筑功能發揮及周期壽命。

1高層住宅建筑低壓配電系統常見問題

（1）高層住宅建筑低壓配電可靠性問題。高層住宅建筑因居住用戶多，用電分布廣泛，用電需求呈現攀升趨勢，外加上供配電系統需要長時間保持運轉，低壓配電系統的可靠性就顯得極為重要。從高層住宅建筑實際情況看，其一般具備較大的建筑面積、較大的人員密度、復雜的使用功能、較大的供電容量等特點，萬一因低壓配電系統問題而導致電氣危害，搶險難度大為增加。

（2）高層住宅建筑低壓配電系統斷路器問題。高層住宅建筑低壓配電系統中，斷路器主要起到閉合及開斷工作回路的作用。如低壓配電系統線路遭遇故障，由斷路器對故障回路加以切斷。因此，如何科學選擇及整定低壓配電系統斷路器關系到整個系統的安全性表現。從以往情況看，因高層住宅建筑低壓配電系統斷路器選型不當或未精準調整，斷路器作用得不到發揮，會增大電纜、電線及低壓配電系統用電設備故障概率。

（3）高層住宅建筑低壓配電系統接地問題。低壓配電系統一般選用TN、IT、TT三種接地形式。高層住宅建筑接地形式在選擇上需要結合建筑實際用電需求而確定，一旦接地形式選取不科學，會使高層住宅建筑暴露在不安全狀態下。例如，在TN-C系統下，非線性元件如接在三相負荷不平衡線路上，此時如諧波電流通過零線，會導致供電設備外殼附著電壓，這些電壓可能對高層住宅用戶帶來傷害。另外，在TN系統下，零線與相線如果接反或零線出現斷線，電氣設備保護裝置因缺少接地保護而不動作，極易增大電氣危害概率。而TN系統中與供電點相距較遠的用電設備如存在短路故障，因長距離線路下產生極大的阻抗值，保護電器難以在第一時間針對故障電流進行動作，電擊概率也會加大。如選用TT系統，需要保持足夠小的接地電阻以達到自動切斷故障回路的效果，而且該系統投資成本較高。

（4）高層住宅建筑低壓配電系統絕緣問題。高層住宅建筑低壓配電系統絕緣應進行覆蓋，避免其長時間暴露而遭受物化反應或電氣影響。低壓配電系統電纜電線絕緣性能要保持在良好狀態下，一般而言，高層住宅建筑低壓配電系統多為中性點接地系統，如電線或電氣材料絕緣性不佳或標準過低，極易導致漏電情況出現。此外，低壓配電系統線路在運行過程中，由于線路、電氣設備絕緣層及大地連接部位有電容存在，也會導致低壓配電系統出現一定程度的電流泄漏問題。

2高層住宅建筑低壓配電系統電源配置遵循的原則

高層住宅建筑配置低壓電源時，把握非消防一二級負荷供電及民用建筑供電要求。一級負荷采用雙重電源供電，指兩個不同電源的供電而非同一變電所供的兩回線路。具體運行方式可以采取同時供電，互為備用，或者一用一備。除此之外，還可通過增加備用電源的方式實現一級負荷用電需求。但需注意，備用供電系統中不能接入其他負荷。二級負荷采用雙回線路進行供電。消防用電負荷確定為一級時，采用主電源及與主電源分離的專用回路電源加以供電;確定為二級時，采用主電源或備用電源雙回路電源加以供電。高層住宅建筑消防配電系統選擇住宅配變電所或電源線處進行設置，分開設置主配電裝置及備用電源，如分開設置困難，可并列設置，將防火隔斷設置兩者分解部位，同時明確標注配電裝置。

3高層住宅建筑低壓配電系統設計方案

3.1 確定電源形式及變壓器數量

如普通高層住宅，可采用一路電源配搭一臺變壓器的方式，設置備用電源，確保消防及非消防負荷用電量需求得到滿足。但如高層住宅建筑用電負荷超大，可采用兩路獨立電源配搭兩臺變壓器的方式，通過兩者分列運行，保證供電安全可靠。這一方案適用負荷量極大的高層住宅。二類高層住宅可采用一路電源配搭一臺變壓器方式或兩路電源配搭兩臺變壓器方式，設置一般負荷及重要負荷母線，兩者保持分開狀態。

3.2 科學選擇高層住宅建筑低壓配電方式

（1）放射式。高層住宅建筑低壓配電方式常采用的方式之一是放射式低壓配電，該方式在高層建筑重要用電負荷設施中較為適用。放射式低壓配電和應急備用回路進行獨立設計，兩回路通過末端配電箱實現自動切換處理。

（2）樹干式。高層住宅建筑樹干式配電方式在應用中一般選擇在電氣豎井部位設置各樓層配電箱，然后借助預分支電纜、插接式封閉母線槽、電纜穿刺線夾等實現分支處理。該低壓配電方式在多樓層、高樓層、大負荷的高層住宅中較為常用，帶有一定的便捷性。

（3）分區樹干式。高層住宅建筑分區樹干式低壓配電方式主要是通過一個供電區域對應一個回路干線的方式，增強供電的安全性及可靠性。每個回路干線可以對應5層樓，在實際設計中，可以根據高層住宅建筑的具體層數來對參數加以調整，確保對應半徑應小于10層。

3.3 合理選擇斷路器及接地保護模式

高層住宅建筑斷路器選擇應確保其電流、額定電壓、額定頻率匹配所在回路，對線路故障類別及成因進行總結，制定短路保護、接地故障處理、過電壓等應急預案。選擇斷路器設備時考慮運行熱穩定性及高層住宅用電負荷量，確保斷路器具備最佳的性能，并保持與低壓配電線路及設備的聯動性。在接地保護模式的設計上，選用TN系統應確保重復接地措施，如非必要應減少TN-C系統應用概率。對電氣外露部位應及時連接系統保護接地線或采用等電位聯結。

4結束語

高層住宅建筑數量及規模不斷擴展的背景下，針對低壓配電系統應做好針對性分析及科學設計。在具體設計低壓配電系統時，應嚴格參照規范標準，結合高層住宅建筑實際情況，優中選優，確定最佳的配電方案，提高高層住宅建筑的功能性及居住舒適性。

參考文獻

[1] 陳松林.淺談高層住宅建筑高低壓供配電系統的監理[J].建筑·建材·裝飾，2018（15）：140，161.