高層建筑電氣設計低壓供配電系統(tǒng)的可靠性分析

韓曉慧

（中琉科技有限公司，福建 福州 350000）

隨著城市化和工業(yè)化的快速發(fā)展，高層建筑的用途也越來越多元化。高層建筑的電氣設計是其中一個重要的環(huán)節(jié)，其中低壓供配電系統(tǒng)的可靠性分析更是至關重要。低壓供配電系統(tǒng)作為高層建筑電氣系統(tǒng)的核心部分，直接關系到建筑物的可靠性和安全性。在低壓供配電系統(tǒng)的設計中，應該注重系統(tǒng)的可靠性和安全性，以確保建筑物的供電系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行，保證人們的生命安全和財產安全。因此，進行高層建筑電氣設計低壓供配電系統(tǒng)可靠性分析，是建筑業(yè)和電氣工程領域中必不可少的一項工作。本文將針對這一主題進行深入分析，旨在提高人們對低壓供配電系統(tǒng)的了解，為現(xiàn)代化建筑的電氣設計提供有力的支持。

1 高層建筑電氣設計低壓供配電系統(tǒng)的意義

1.1 低壓供配電系統(tǒng)的可靠性能夠保證建筑物的安全運行

低壓供配電系統(tǒng)是建筑物的電氣系統(tǒng)的核心部分，其質量和可靠性直接關系到建筑物的安全和穩(wěn)定運行。在系統(tǒng)設計中，應該注重系統(tǒng)的可靠性和安全性，避免由于電路短路、過負荷等原因引起的火災和安全事故，保障人們的生命安全和財產安全。因此，對低壓供配電系統(tǒng)進行可靠性分析，是保障高層建筑安全運行的關鍵。

1.2 低壓供配電系統(tǒng)的可靠性可以提高電力供應的穩(wěn)定性

電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性直接關系到建筑物內部所有電氣設備的正常運行。對于高層建筑而言，其內部的所有設備都需要大量的電力供應，因此電力供應的穩(wěn)定性尤為重要?？煽康牡蛪汗┡潆娤到y(tǒng)可以保證建筑物內所有設備的正常運行，提高電力供應的穩(wěn)定性，防止因電力不穩(wěn)定導致的損失和影響。

1.3 低壓供配電系統(tǒng)的可靠性可以降低維護和運行成本

低壓供配電系統(tǒng)的可靠性不僅能夠保障建筑物的安全運行，還可以降低長期的維護和運行成本。在設計階段，應該注重系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，盡可能減少設備的故障率和損壞率，從而降低建筑物的維護和運行成本，為建筑物的長期運行提供保障。

2 高層建筑電氣低壓供配電系統(tǒng)組成分析

高層建筑中的電氣低壓供配電系統(tǒng)是由各種電氣設備和電纜線路構成的，其主要組成部分包括配電室、配電柜、配電線路、變壓器、接地等。在本文中分別對這些組成部分進行詳細介紹。

2.1 配電室

高層建筑的配電室一般位于建筑物的地下室或頂層，用于接收來自外部電源的高電壓電源信號，并通過變電和配電等設備，進行電壓變換和分配，將電能以低電壓形式傳送到建筑物各個區(qū)域。配電室通常分為進線室和配電室兩部分，進線室負責接收來自電力公司的高壓電源信號，通過變壓器進行降壓，并將電能傳輸?shù)脚潆娛遥偻ㄟ^配電柜和配電線路進行分配。

2.2 配電柜

配電柜是低壓配電室的核心設備，主要由斷路器、開關、電壓表、電流互感器等組成。其主要作用是將電源電壓降至安全電壓，并對電路進行控制和保護，避免因短路、過流、過載等原因引發(fā)安全事故。在高層建筑中，配電柜通常布置在配電室的相對中心位置，以便于對整個電氣系統(tǒng)進行控制和管理。

2.3 配電線路

配電線路主要由配電柜輸出的低電壓電流進行傳輸，其組成包括電纜、電纜支架、電纜橋架、電纜槽、電纜井等。在高層建筑中，配電線路需要滿足安全可靠、節(jié)約空間、易于維護等要求。因此，在線路布置上，需要考慮線路的長度、線路的負載特性以及線路的可靠性等因素。

2.4 變壓器

變壓器是高層建筑電氣低壓供配電系統(tǒng)中非常重要的一部分，其主要作用是將來自配電室的高電壓信號通過升壓變壓器進行變壓，并通過配電線路傳輸?shù)浇ㄖ锔鱾€區(qū)域。變壓器一般安裝在配電室或在建筑物內部的電力分配中心，其種類和數(shù)量根據建筑物的規(guī)模和用途進行配置，以滿足電力分配的需要。

2.5 接地系統(tǒng)

接地系統(tǒng)被用于將建筑物中的電氣設備連接到地面，以保障人員和設備的安全。在高層建筑電氣低壓供配電系統(tǒng)中，接地系統(tǒng)通常由接地線、接地塊、接地網等組成。接地線貫穿整個建筑物，并與設備的金屬外殼連接，接地塊位于主電源進入建筑物時，用于將接地線與地下水層、土壤等連接，以保證整個接地系統(tǒng)的良好接地?？傮w而言，高層建筑電氣低壓供配電系統(tǒng)的組成十分復雜，融合了各種技術要素。在系統(tǒng)的設計和建設中，需要充分考慮建筑物的實際需求，以保障系統(tǒng)的可靠性和安全性，確保電氣系統(tǒng)能夠滿足建筑物的用電需求。只有在全面考慮后，才能使建筑物的電氣系統(tǒng)運行得更加穩(wěn)定和安全。

3 高層建筑低壓供配電系統(tǒng)可靠性影響因素探究

3.1 電纜線路

電纜線路是低壓供配電系統(tǒng)的重要組成部分，其可靠性直接影響供電質量和用電安全。影響電纜線路可靠性的主要因素有以下幾點。

（1）質量問題。電纜線路的質量問題是導致電纜故障的主要原因之一，例如，絕緣材料老化、腐蝕、損傷、接頭松動等。

（2）配置問題。線路配置的不合理也可能導致電纜故障，例如線路的滑移、受拉、彎曲、擠壓等。

（3）環(huán)境因素。電纜線路的環(huán)境因素也對其可靠性產生影響，例如，高溫、低溫、潮濕、腐蝕、輻射等。

3.2 開關設備

開關設備是低壓供配電系統(tǒng)的重要保護裝置，它直接參與電路運行的開關和保護等功能，因此其可靠性也十分重要。影響開關設備可靠性的因素如下。

（1）設備質量。開關設備的生產質量對其可靠性影響較大，設備的材料和工藝直接決定了設備的壽命和性能。

（2）設備狀態(tài)。開關設備的使用狀態(tài)也會影響其可靠性，例如，使用壽命、溫度、濕度等。

（3）操作問題。不正確的操作方法會影響設備的使用壽命和功能。

以福州市某高層住宅小區(qū)為例，該小區(qū)在低壓供配電系統(tǒng)的運行中出現(xiàn)了一些問題。該小區(qū)居民普遍反映，住宅電器設備經常出現(xiàn)閃爍或者短暫停電的現(xiàn)象，導致電器設備容易受到損壞。經過初步調查和檢查，發(fā)現(xiàn)該小區(qū)的低壓供配電系統(tǒng)開關設備有一定問題，存在以下幾個方面：供電變壓器和進線柜的開關設備老化嚴重，開關動作不夠靈活，經常出現(xiàn)松動、接觸不良等情況，從而導致電路中出現(xiàn)電弧現(xiàn)象，影響電壓的穩(wěn)定性。并且，小區(qū)大部分住宅單元的配電箱設備也比較老舊，使用壽命已經較短，接線不牢固，連接器表面存在氧化、脫落等情況，極易引起電氣火災和意外觸電。同時，該小區(qū)低壓供配電系統(tǒng)的電纜線路也存在問題，由于接地不良和絕緣老化嚴重，容易激發(fā)電氣火災。

3.3 電力電子器件

電力電子器件是低壓供配電系統(tǒng)中使用較多的器件，例如，交流變頻器、整流器、逆變器等。由于其工作環(huán)境較為惡劣，因此可靠性問題是很普遍的。

（1）質量問題。如前所述，器件的質量直接影響其可靠性，存在一些不合格品，也可能導致系統(tǒng)的可靠性問題。

（2）工作環(huán)境。電力電子器件的工作環(huán)境也影響其可靠性，例如，高溫、潮濕、振動等。

（3）使用狀態(tài)。電力電子器件的使用狀態(tài)也會影響其可靠性，例如，運行溫度、控制策略、升級維護等。福州市某高層商務樓在低壓供配電系統(tǒng)的運行中出現(xiàn)了一些問題。該樓主要表現(xiàn)為某些部分的電子元器件損壞嚴重，特別是在高溫、潮濕的氣候環(huán)境下，電子元器件容易受到損壞。經過初步調查和檢查，發(fā)現(xiàn)該商務樓低壓供配電系統(tǒng)中存在以下幾個方面的電子元器件問題：該商務樓的低壓配電柜中使用的斷路器、接觸器、繼電器等小型電子元器件普遍受潮，工作不穩(wěn)定，開關頻繁動作，極易引起電氣火災。同時，變頻器、整流器等大型電子元器件，在高溫、潮濕的環(huán)境下容易出現(xiàn)電容老化、電阻變化等問題，導致電能的轉換效率降低，容易引發(fā)電氣事故。并且，該商務樓中的低壓配電系統(tǒng)中存在大量的電子智能儀表，這些儀表往往過于精細，容易受到電磁輻射、瞬態(tài)電壓等干擾，引發(fā)儀表故障。

3.4 保護裝置

保護裝置是低壓配電系統(tǒng)中必不可少的部件之一，它包括短路保護、過載保護、接地保護、零序保護等。保護裝置要能夠快速、準確、可靠地保護電路，在電路出現(xiàn)故障時及時切斷電源，以保證電路和設備的安全。

（1）設備質量。保護裝置的質量直接影響其可靠性，包括部件的選材、制造工藝等。

（2）設備狀態(tài)。保護裝置的使用狀態(tài)也會影響其可靠性，例如，使用壽命、運行溫度等。

（3）維護保養(yǎng)。保護裝置的維護保養(yǎng)也十分重要，例如，及時更換損壞部件、清潔保養(yǎng)等。以廣州某辦公樓為例，該樓低壓配電系統(tǒng)采用的是輸電、配電、回路供電的結構，保護裝置的作用很重要。該樓在使用初期出現(xiàn)過多次設備故障，經過調查，發(fā)現(xiàn)是保護裝置的故障導致，這個問題與前述的設備質量、設備狀態(tài)、維護保養(yǎng)都有關。

4 提高高層建筑低壓供配電系統(tǒng)可靠性的措施

提高高層建筑低壓供配電系統(tǒng)可靠性，需要從多個方面入手，包括設備選型、施工管理、維護保養(yǎng)等。本文將從這些方面詳細分析提高高層建筑低壓供配電系統(tǒng)可靠性的措施，并結合具體案例進行說明。

4.1 設備選型

（1）合理選擇設備。在設備選型時，需要根據建筑物的需求選擇合適的設備，包括變壓器、開關設備、電纜線路等。我們需要根據建筑物的情況，包括用電負荷、地理環(huán)境、氣候條件等等，選擇適合建筑物的配電設備。以北京某高層寫字樓為例，這棟寫字樓層數(shù)較高，用電負荷較大，所以在設備選型時，需要選擇適合的變壓器和開關設備，以保證使用安全和電力供應的穩(wěn)定性。

（2）選擇優(yōu)質設備。設備質量對可靠性的影響很大，因此我們需要選擇優(yōu)質、可靠的設備。在選購設備時，需要考慮設備的材料、制造工藝、品牌信譽等因素，并進行實際使用測試，以保證設備的質量。例如，廣州某商場在進行低壓配電系統(tǒng)改造時，為了提高系統(tǒng)的可靠性，選擇了具有穩(wěn)定性和可靠性的設備，并在使用前進行實際測試，以確保設備的穩(wěn)定性和可靠性。

4.2 施工管理

（1）建立施工標準。在施工過程中，需要建立一套規(guī)范的施工標準，以保證施工質量的穩(wěn)定性和可靠性。例如，深圳某高層住宅在進行低壓配電系統(tǒng)施工時，制定了一系列的施工標準和方法，包括材料的選擇、接線的要求、設備的安裝等，以保證施工的質量和穩(wěn)定性。

（2）小心施工細節(jié)。在施工過程中，需要嚴格遵守施工細節(jié)，例如，正確安裝設備、嚴密的絕緣處理、保護電線免受損壞、正確連接線路等，以確保施工質量和可靠性。

4.3 維護保養(yǎng)

（1）建立定期維護計劃。在建筑物低壓配電系統(tǒng)的維護過程中，需要建立一套定期維護計劃，及時檢查設備的運行狀態(tài)，并進行必要的維護和更換。例如，廣州某大型商場對低壓配電系統(tǒng)進行定期檢查，及時發(fā)現(xiàn)設備故障，并進行必要的維護和更換，避免了因設備故障引起的電力中斷。

（2）維護保養(yǎng)的細節(jié)。在進行維護保養(yǎng)時，需要注意細節(jié)，例如，設備清潔、緊固螺絲、更換老化設備等。這些細節(jié)問題直接影響設備的使用壽命和可靠性。例如，武漢某大型寫字樓在進行維護保養(yǎng)時，注意設備清潔和螺絲緊固，及時更換老化設備，保證了低壓配電系統(tǒng)的穩(wěn)定和可靠運行。

4.4 預防和處理異常情況

（1）預防異常情況的發(fā)生。在使用過程中，需要注意電器設備的運行狀態(tài)，定期檢查電纜線路、開關設備等，及時發(fā)現(xiàn)并解決問題。例如，上海某住宅小區(qū)在使用低壓配電系統(tǒng)時，定期檢查電纜線路、電器設備運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)問題，避免了因設備故障引起的安全問題。

（2）處理異常情況。在發(fā)生異常情況時，需要及時處理，例如，采取措施防止電線短路、火災等問題。例如，去年，深圳一所高層公寓因低壓配電系統(tǒng)故障引起火災，消防員及時趕到現(xiàn)場，成功撲滅了火勢，避免了火災對樓房和居民的損失和傷害。

5 結語

綜上所述，提高高層建筑低壓供配電系統(tǒng)的可靠性需要從設備選型、施工管理、維護保養(yǎng)等多個方面入手，采取有效的措施來提高低壓配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。在實際操作過程中，我們需要加強施工標準、細節(jié)管理以及預防和處理異常情況等方面的措施，以確保建筑物的用電安全和電力供應的穩(wěn)定性。