高層建筑電氣設計中低壓配電系統安全性研究

宋娟

（太原市建筑設計研究院，山西太原 030002）

在進行高層建筑電氣的設計的同時，低壓電氣設備的狀態(tài)需要格外注意，如若出現施工管理方面的缺陷，可能會造成相關隱患。在高層建筑中，電壓負荷量相較于低層建筑較大。所以，在設計高層電氣系統的過程中，應充分對電氣工作的實施做好準備。隨著我國建筑水平的逐漸提升，在日常生活中高層建筑電力的需求逐漸增大，對電器的使用數量逐漸上升，這要求電氣設計質量隨之上升，為人們日常生活提供保障。

1 高層建筑低壓配電系統的構成及設計原則

低壓配電系統在高層建筑整體電力系統運行中是最重要的一部分，充當著電能分配的任務，包含配電變電所、配電變壓器、高壓配電線路、控制保護設備等重要組成部分。在出現故障時，低壓配電系統能夠及時將電源切斷，維護整個電力系統的安全，保證用戶的安全用電[1]。在高層建筑的電力系統設計中，由于高層建筑設備布置情況相較于低層設備更復雜，專業(yè)配電人員的專業(yè)技能與實際供電中的維護與維修需求能力不符，以至于設備分布合理性較低、質量參差不齊，檢驗質量不達標等。在低壓配電系統運行的同時，受多方面因素影響，產生安全隱患。一旦因為漏電產生火災，將產生不可逆的后果，對居民的生命安全產生莫大的影響。為了提升高層建筑低壓配電系統供電質量，通過裝置漏電保護系統以及實施電位連接等形式，加強對電器設得的檢查與保護，能夠保障低壓配電系統正常運行。

2 高層建筑低壓配電系統的使用現狀分析

2.1 電氣設備多、用量大、負荷增加

隨著全球化經濟日趨深入，區(qū)域經濟運轉速度逐漸加快，高層建筑作為區(qū)域經濟發(fā)展的標志，其建設數量也日漸增多，這些建筑在設計上具有獨特性，且結構較為復雜，功能設置也較為齊全，是城市發(fā)展到一定階段特有的標記。高層建筑除了層數多之外，其建筑面積也較大，其中的電氣設計較為復雜，部分區(qū)域高層建筑建設的過程中，電氣設計也逐漸發(fā)展，將多方面功能集于一身，這要求電氣設備功能更加豐富[2]。一般來說，建筑的生活功能也不能與電氣設備相脫離，以至于當前的設計更加復雜，用電需求也逐漸上升。除此之外，在城市化上升進程中，人們生活與作息時間逐漸拉長，對于工作時間之外的實踐要求逐漸豐富起來，人們活動較為密集，因此也需要電力系統集中進行供電。這也使供電系統供電壓力提升。

2.2 電氣系統復雜

為了解決高層建筑供電量較大的狀況，電荷分散是當下建筑設計中，電力系統勢必要進行重點設計的部分，主要分配原理是：用多個配電中心進行分壓，為住戶提供更加穩(wěn)定的供電，保障每戶住戶的用電需求[3]。此種供電系統能夠有效減少電纜的用量，材料耗費成本降低，節(jié)約配電資源。在安裝過程中，由于需要一定的空間，部分高層建筑在選擇配電室的時候都將其安置在地下室，或者是高層建筑的中間層，又或者是建筑的頂層區(qū)域，同時選擇集中安裝的形式。此種形式的特征是配電室的系統設計較為密集，需要專業(yè)的技術人員進行設計與維修，且在維修過程中，對專業(yè)技術人員技能要求較高[4]。高層建筑設計需要將消防方案設計與之進行結合，以保障居民生命安全。同時設置監(jiān)控系統，提升高層建筑對于各方面隱患的監(jiān)控。除此之外，還有一些小型配電室被設計安裝在其他樓層，分布范圍較為廣泛，設計人員在進行設計過程中，忽視其安裝的復雜程度以及其他外在因素，為實際建設與施工帶來難度。

2.3 低壓配電系統設計安全性要求高

由于高層建筑樓層較多，其分布的住戶也相對較多，因此在安全性方面的要求也較高為滿足住戶在各時間段的用電需求，高層建筑通常情況下會配備一級電荷或者二級電荷，進而提升供電系統的穩(wěn)定性，一旦出現配電系統故障，還有其他設備進行補充，避免停電影響人們的正常生產與生活[5]。在高層建筑中，還需要配備臨時配電系統，自主發(fā)電系統，以維持高層建筑正常供電。在安全性的要求中，為避免出現消防問題，在電路材料的選擇中，一般會選擇安全性能較高的阻燃材料。對于電纜鋪設需要提升電纜鋪設的科學性，對于容易出現損傷的電氣設備處，需要做好處理與保護。

3 提升高層建筑低壓配電系統安全性的措施

3.1 完善高層建筑低壓配電系統安全性設計方案

為了提升電源設置的安全性，供電線路在低壓系統中充當著重要角色，設計人員在進行設計的過程中，需要綜合考慮多方面因素[6]。在操作的過程中，需要注意污染物與線路布置的距離控制。同時，在線路鋪設的過程中也應盡量減少外界對線路的影響，以免因為錯位產生線路短路的問題，減少線路的使用時間，尤其是高層建筑的現房設備更應采用專業(yè)的供電回路系統，保證在出現緊急狀況的時候，進行緊急切換。與此同時，應該設置緊急照明裝置。同時因為配電裝置控制系統防水、火效果較差，一旦出現火災，配電箱出資按報廢的情況極易出現。對此，還應提升配電系統的防水、防火性能，以應對緊急狀況。

一般情況下，電力系統設計人員需要對供電方案的安全性進行分析。高層建筑會設置柴油發(fā)電機，這些設備的設計能夠給予居民安全性的保障，在出現緊急停電的同時，為避免柴油發(fā)動機出現斷電的現象，發(fā)動機會進行自啟，進行供電作業(yè)[7]。在進行安全性保護方面，相關設計人員還應注意到接地保護措施的實施，以保證高層建筑的低壓配電系統安全運行，給予人員以及建筑保護，防止意外出現。一旦出現短路的狀況，電流會通過接地設計直接流入地下。

3.2 設置自動切斷電源裝置

此電源裝置能夠減少高層建筑在不合理用電情況下產生的隱患，在出現預警信號的同時，自動進行電源切斷。針對高層建筑設備目前的應用情況以及建筑當下的狀態(tài)，對自動切斷電源的裝置進行設計，并進行科學規(guī)劃，采用TN 和TT 電源系統，利用多點位連接的方法進行裝置，保護電路的安全運行[8]。可以利用安裝電流保護器、接地系統對斷電系統進行完善。對于外界因素引起的導電問題，利用保護系統介入機電設備的外殼，一旦設備出現漏電的情況，其能夠及時進行電源切斷。

3.3 設置主接線安全控制

低壓供配電系統在設置過程中，呈現一種相對復雜的狀態(tài)，其連接結構中分支較多。出現故障的時候，整個系統都受到影響。所以，在進行完善低壓配電系統安全方面的設計上，可以采用放射式以及樹干式的配電方式對設計方案進行完善，此類主接線的安全控制設計具有一定的廣泛性，在進行集中供電的過程中，可以將放射式配電的方法應用于其中，在采用一般性負荷供電的過程中，可以采用樹干式配電的形式。

3.4 選擇合適備用電源

備用電源是保證高層建筑供電的重要措施，電路故障引起的停電是常見的情況。所以在低壓配電系統的設計中，需要對備用電源的適用性進行評估，之后對其進行選擇。在斷電的過程中，備用電源自發(fā)啟動，降低因為停電帶來的損失。一般情況下，在備用電源的選擇中，單臺機組備用電源一般會選擇單臺機組設備。

3.5 合理篩選漏電斷路器

在高層建筑設計中，受高度限制，活動人員數量一旦達到一定數值，用電需求將面臨巨大的耗用狀態(tài)，因此可能出現超高負荷的情況。在設計過程中，設計人員需要安裝漏電斷路器運行中的承載問題，保證其穩(wěn)定與安全，解決防止出現安全事故。設計人員可以在對建筑的高度進行分析后，計算出使用的合適數據，參照短路故障時長的漏電數值，對于保護器的選擇可以按照漏電數值進行參考，額定限流需要大于該數值。在漏電器的選擇上，可以開發(fā)多種形式，以提升防護效果，選擇性能較高漏電保護器。

4 結語

綜上所述，在對高層建筑低壓配電系統進行電氣設備供電研究的過程中，由于高層建筑樓層較高，電纜鋪設長度較長，在進行電能輸送的過程中，線路設備會對電能進行一定的消耗。因此，在對配電系統進行設計與維護的過程中，需要從多方面提升供電系統的安全性，提升供電質量，進而保證居民與建筑的安全，同時提升配電室等方面建設的科學性，減少相關專業(yè)技術人員進行檢修的過程中出現錯誤的頻率，從多個方面進行供電保障，提升用電質量。