探討低壓供配電系統(tǒng)在高層建筑電氣設(shè)計(jì)中的可靠性

史建雷

摘要：低壓供配電系統(tǒng)猶如高層建筑中的神經(jīng)樞紐，對于整個(gè)高層建筑來說異常重要。在高層建筑的低壓供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用中，往往會由于客觀條件引起可靠性問題，因此，低壓供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)?shù)玫较嚓P(guān)人員的高度重視?；诖耍疚闹饕獙Ω邔拥蛪号潆娤到y(tǒng)可靠性進(jìn)行分析，希望能夠促進(jìn)高層建筑低壓配電系統(tǒng)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：低壓供配電系統(tǒng)；建筑電氣設(shè)計(jì)；可靠性

伴隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，在現(xiàn)代建筑施工中，對電氣設(shè)計(jì)的要求也逐漸提升，特別是對高層建筑的電器設(shè)計(jì)，不但要保證供電的安全與穩(wěn)定，同時(shí)還必須達(dá)到智能化的電器需求。根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，高層兼職指的是樓層在十樓以上的住宅建筑物或者是高度高于24米的部分民用建筑物。在高層建筑當(dāng)中不但需要使用大量的電器設(shè)備，同時(shí)對電氣設(shè)備有較高的要求。在許多建筑的電氣設(shè)計(jì)中，對用電的安全可靠以及供電均有比較高的標(biāo)準(zhǔn)要求。建筑電氣設(shè)計(jì)的可靠性與否將對居民生命財(cái)產(chǎn)的安全帶來直接影響。一旦發(fā)生事故將引發(fā)無法想象的損失，因此，高層建筑的供配電系統(tǒng)的可靠性在電氣設(shè)計(jì)當(dāng)中占有極為重要的地位。

1 建筑電氣中低壓配電設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

低壓配電系統(tǒng)在實(shí)施過程中，電力工程建設(shè)中是很常見 的，一個(gè)系統(tǒng)也是必不可少的，系統(tǒng)主要包括高（低）壓配電線路、低壓斷路器和配電變電站的設(shè)備，他們的不同部分，低壓斷路器由于其獨(dú)特的作用的核心是低壓配電系統(tǒng)。

1.1用電量大

由于高層建筑的數(shù)量與大量的電氣設(shè)備，結(jié)合用戶群，迄今超過其他類型的建筑在功耗方面。兩供水設(shè)備，其中電 梯、家用電器等都屬于電力設(shè)備的長期需求，使得高層建筑的用電需求，用電負(fù)荷增加，提出了更高的要求，在可靠性和高層建筑低壓配電設(shè)計(jì)安全。

1.2功率要求大

對于商住樓高層建筑來說，供電系統(tǒng)不僅要滿足商業(yè)用電，還要滿足生活用電，這就要求供電系統(tǒng)必須具有良好的 性能。同時(shí)，高等級配電系統(tǒng)還必須保證供電系統(tǒng)故障，通過備用供電設(shè)備滿足應(yīng)急用電需求。

1.3系統(tǒng)復(fù)雜性高

高層建筑配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不僅需要實(shí)用性，還必須充分考慮與其他系統(tǒng)的連接。為了保證供電的可靠性和穩(wěn)定性，高層建筑中常用的電源。

2.影響高層建筑低壓供配電系統(tǒng)可靠性的因素

2.1過載短路問題

在高層建筑電氣設(shè)計(jì)中，站在低壓供配電系統(tǒng)可靠性視角上，要加大對過載保護(hù)與短路保護(hù)的重視力度，保證在配電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，斷路器和保護(hù)裝置及時(shí)反應(yīng)，切斷故障電路，進(jìn)而保證供電線路與供電設(shè)備的安全性。

2.2接地質(zhì)量問題

在高層建筑電氣設(shè)計(jì)中，常常發(fā)生低壓供配電系統(tǒng)接地形式混亂問題，或是接地管理混亂，再加上接地處理沒有充分的重視，接地處理不規(guī)范，沒有根據(jù)相關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，很容易發(fā)生接地質(zhì)量問題，降低低壓供配電系統(tǒng)的可靠性。

2.3保護(hù)裝置問題

在數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)調(diào)查中，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)高層建筑低壓供配電系統(tǒng)都存在安全保護(hù)裝置安裝設(shè)置問題，不能及時(shí)檢測與控制供配電系統(tǒng)漏電問題，導(dǎo)致觸電事故和火災(zāi)事故的發(fā)生，一旦發(fā)生，無論是人員傷亡還是財(cái)產(chǎn)損失都十分嚴(yán)重。

2.4漏電保護(hù)問題

漏電保護(hù)是低壓供配電系統(tǒng)的一種保護(hù)性措施，可以直接預(yù)防或是控制接地事故，若人體接觸電流，漏電保護(hù)裝置可以瞬時(shí)跳閘，切斷電源，保證人身安全。但就當(dāng)前而言，在低壓供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，無論是漏電保護(hù)裝置的選擇或是使用，都存在一定的問題，降低了漏電保護(hù)裝置的保護(hù)作用，影響低壓供配電系統(tǒng)的可靠性。

3.高層住宅低壓電源配置

供電電源在滿足電力負(fù)荷的條件下，對于變電所的安全以及公配系統(tǒng)的可靠性會產(chǎn)生一定的影響。如上文所述，高層建筑大多采用一級或者二級負(fù)荷，變壓器通常由兩臺以上，同時(shí)還有一臺柴油發(fā)電機(jī)組。啟動柴油發(fā)電機(jī)組的條件為，當(dāng)20kV兩進(jìn)線回路均停電的情況下，作為經(jīng)濟(jì)電源使用的柴油發(fā)電機(jī)竟會在10s內(nèi)自行啟動，擔(dān)負(fù)起重要負(fù)荷的供電。此外，為了不降低消防用電的可靠性，一旦出現(xiàn)火災(zāi)，就能夠自動切除非消防用電負(fù)荷。為了有效的保證供電的穩(wěn)定性，非消防一級負(fù)荷應(yīng)當(dāng)由雙電源進(jìn)行供電，假如一個(gè)電源出現(xiàn)了故障，也不會產(chǎn)生斷電事故。對于一些重要的負(fù)荷來說，使用雙重電源仍然無法滿足需求，還應(yīng)當(dāng)配置備用電源。對于非消防二級負(fù)荷來說，應(yīng)當(dāng)由兩個(gè)回路進(jìn)行同時(shí)供電，以此保證電量充足。

當(dāng)消防用電的負(fù)荷為一級時(shí)，其主電源與備用電源應(yīng)當(dāng)獨(dú)立設(shè)置在專用回路的雙電源進(jìn)行供電，而當(dāng)消防負(fù)荷等級為二級時(shí)，主電源與變電系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)采用雙回路的電源進(jìn)行供電。假如需要為消防用電設(shè)備提供雙重電源時(shí)，就可以將任意一個(gè)回路設(shè)置為主電源，當(dāng)出現(xiàn)電源斷電時(shí)，保證另一個(gè)電源能夠自動進(jìn)入供電狀態(tài)[2]。高層建筑中的消消防配電系統(tǒng)裝置應(yīng)當(dāng)設(shè)立在建筑物的電源線處或者配變電出，應(yīng)急裝置應(yīng)當(dāng)與主配電裝置分開。假如條件不允許，無法分開設(shè)置，就需要將其與主電源進(jìn)行并列布置，在兩者的分界處設(shè)置防火隔斷，設(shè)置配電裝置時(shí)，應(yīng)當(dāng)按照實(shí)際情況來進(jìn)行明確的標(biāo)注。在供配電設(shè)計(jì)中，低壓配電級數(shù)應(yīng)當(dāng)盡量減少，最好不要超過三級，需注意的是，將配電箱的總開關(guān)由斷路器換為隔離開關(guān)并不能減少配電級數(shù)。此外，為了有效的保證在發(fā)生火災(zāi)時(shí)能夠迅速的切斷消防負(fù)荷電源，應(yīng)當(dāng)在建筑的進(jìn)線處設(shè)立單獨(dú)的配電裝置。

4.供電線路的可靠性分析

4.1 供電線路安全的設(shè)計(jì)

在滿足電力負(fù)荷的要求下，供電線路的可靠性也是非常關(guān)鍵的，供電線路的敷設(shè)方式通常應(yīng)當(dāng)按照建筑自身的特點(diǎn)以及用電設(shè)備的分布等因素確定，應(yīng)當(dāng)盡量避免因?yàn)橥獠繜嵩椿蛘呋覊m聚集以及腐蝕污染等環(huán)境對于布線系統(tǒng)產(chǎn)生的影響。還應(yīng)當(dāng)注意避免在敷設(shè)以及使用的過程中因?yàn)榻ㄖ锏纳炜s。受到?jīng)_擊以及震動等外界應(yīng)力造成的損失。高層建筑的消防用電設(shè)備一般采用專用的供電回路，包括防排煙風(fēng)機(jī)、消防控制室以及消防水泵等的供電，針對此種情況，施工方應(yīng)當(dāng)在最末級的配電箱出設(shè)置自動切換裝置，敷設(shè)的配電線路應(yīng)當(dāng)滿足相關(guān)規(guī)范。在建筑電氣設(shè)計(jì)中，地下室車庫應(yīng)急照明配電通常會直接明裝在車庫墻上，而配電箱沒有安裝防水設(shè)施，假如在配電箱附近發(fā)生火災(zāi)，配電箱將會很快被燒毀，針對此種情況，施工人員應(yīng)當(dāng)在配電間設(shè)置配電箱，以此保證應(yīng)急照明系統(tǒng)的可靠性。

4.2 干線手段保護(hù)器分支線安全長度的分析

按照供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求規(guī)定，在不影響一級以及二級負(fù)荷中斷供電的情況下，配電線路被前段線路算路保護(hù)電器保護(hù)，加上在此段路線路與過負(fù)載保護(hù)電器能通過的短路能量較小，因此可不設(shè)置短路保護(hù)。為了增加供配電系統(tǒng)的安全性，在進(jìn)行建筑電氣低壓供配電設(shè)計(jì)中，無論是城區(qū)內(nèi)的高層建筑還是郊區(qū)的別墅，大多都采用了分區(qū)樹干式的配電方式。

總之，高層建筑中電氣設(shè)備很多，而且施工復(fù)雜，同時(shí)還增加 了電能負(fù)荷。低壓供配電系統(tǒng)作為電氣設(shè)計(jì)的核心環(huán)境，其是否能夠安全可靠地運(yùn)行，直接關(guān)乎到電氣設(shè)備的功能是否能夠得以充分發(fā)揮。文章強(qiáng)調(diào)電氣設(shè)備的可靠性是保證高層 建筑用電安全的關(guān)鍵，針對電氣設(shè)計(jì)中低壓供配電系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性的相關(guān)問題展開研究。

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（作者單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院）