淺談建筑工程配電設計的關鍵點

田喜 鄒釩

摘 要：在現代建筑工程施工中，配電系統設計是否合理是保證施工各個工序安全順利實施的關鍵因素，配電系統設計的優劣直接影響建筑施工的效率、質量和安全。合理的配電系統設計是施工的正常進行，工程按期完工的重要保障。本文結合多年工作經驗，根據建筑工程中配電系統的設計特點，對當前建筑工程配電系統設計中常見的問題及解決措施進行了簡單探討，以供交流和學習。

關鍵詞：建筑工程；配電設計；安全；節能

引言

隨著我國城市化建設的步伐不斷加快，建筑行業也得到迅猛發展。然而，在建筑施工中由于配線系統設計不合理造成的電氣火災事故頻繁出現，給人民生命財產安全造成極大損失。根據對大量建筑工程質量事故統計顯示，在所有的工程質量事故中，由于設計不合理造成的工程質量事故占了約40%。由此可見，建筑工程中的配電系統設計的優劣是施工工程質量控制的關鍵，其設計質量的優劣是決定整個工程質量與安全的關鍵因素。

建筑施工現場的臨時用電設備必須制定科學合理、嚴格規范的使用計劃和施工方案，對線路接地設計必須嚴格按照操作規范進行規劃，否則，將對建筑施工安全造成無法預料的后果。

1 供配電系統的設計

供電系統設計的一般原則是：供電可靠，操作方便、運行安全靈活，經濟合理，具有發展的可能性。

根據IEC規定的各種保護方式、術語概念，低壓配電系統按接地方式的不同分為三類，即TT、TN和IT系統，對以上三種系統分析。

圖1 接線方式

1.1 TN系統

在TN系統中，所有電氣設備的外露可導電部分均接到保護線上，并與電源的接地點相連，這個接地點通常是配電系統的中性點。當故障使電氣設備金屬外殼帶電時，形成相線和地線短路，回路電阻小，電流大，能使熔絲迅速熔斷或保護裝置動作切斷電源。如果將工作零線N重復接地，塑殼短路時，一部分電流就可能分流于重復接地點，會使保護裝置不能可靠動作或拒動，使故障擴大化。因此，中性線（即N線）除電源中性點外，不應重復接地。

按中線和保護線的接線方式分為TN-C，TN-S，TN-C-S。

TN-C系統中保護線與中性線合并為PEN線，具有簡單、經濟的優點。當發生接地短路故障時，故障電流大，可使電流保護裝置動作，切斷電源。不適用于爆炸危險環境。

TN-S系統中保護線和中性線分開，系統造價略貴。安全性高，適用于爆炸危險壞境。

TN-C-S系統中PEN線自A點起分開為保護線（PE）和中性線（N），其線路結構簡單，又能保證一定安全水平。

1.2 TT系統

在電源中性點直接接地的三相四線系統中，所有設備的外露可導電部分均經各自的保護線PE分別直接接地，稱之為TT供電系統。

TT系統對接地保護電阻方面具有良好的性能，但需要耗費大量鋼材，而接地安裝和埋設施工也需要較大的工程量，故這種系統經濟性不高。

1.3 IT系統

IT系統是指在電源中性點不接地系統中，將所有設備的外露可導電部分均經各自的保護線PE分別直接接地，稱之為IT供電系統。IT系統一般為三相三線制。

IT方式供電系統在供電距離不是很長時，供電的可靠性高、安全性好。一般用于不允許停電的場所，或者是要求嚴格地連續供電的地方，這種供電方式在工地上很少見。

分析比較這三種系統，建筑工程施工中配電系統設計適宜采用TN-S系統，但在實際安裝過程中必須充分考慮到各種自然界條件的影響，加強防護，避免事故產生。

2 線路截面選擇

在低壓配電線路的導線截面設計中，不僅要求導線截面有足夠的安全系數保證電器安全運行，而且要避免導線截面過大造成的浪費。

我國民用建筑用電負荷絕大多數為單相負荷，三相負荷不平衡必然導致零線通過不平衡電流。現代居民家庭中使用的電器產品種類越來越多，造成的電力污染越來越多。電力污染造成中性線電流過大，容易引發電火災。

根據相關設計規范，在選擇民用建筑配電系統的導線截面時，原則上N或PEN線截面應與相線截面相同。

3 變電所位置選擇

隨著我國社會經濟的高速發展，現代高層建筑用電量逐漸增大，這就對建筑物配電系統的安裝位置提出了較高的要求。

在確定變電所位置時，最核心的原則是變電所的位置應盡量靠近電負荷中心，并應充分考慮安全性和節能性。

變電所的數量及其位置的分布，應通過技術經濟比較決定。同時也要保證可用性與維修的方便。

對于30層以內的高層建筑，配電系統一般設置在底層；60層左右的高層建筑，則直接設置在建筑物地下或中層和頂層，也可以只設置在建筑物地下。

4 消防電氣設計

消防電氣設計在配電設計工作中消防電氣設計是非常重要的一環。它將直接關系到人民生命財產的安全。通常，火災報警系統的形式應根據具體設計對象來確定。設計者首先必須搞清楚設計對象的特點，如建筑形式、規模、分布等，根據實際情況來制定合理的消防設計方案。

《民用建筑工程配電設計規范》中規定消防聯動控制、自動滅火控制、通信、應急照明及緊急廣播等線路，應穿金屬管保護，并暗敷在非燃燒體結構內。其保護層厚度不應小于30mm，并采取防火措施。

5 防雷與接地設計

首先，防雷接地完全可以利用建筑基礎里的鋼筋作為接地體，但是必須要將鋼筋進行電氣貫通焊接起來，并利用房屋柱子里的豎直鋼筋做引下線，一直與屋面避雷設施連接。

其次，把鋼筋多引一條出來是用來做人工接地，在使用建筑基礎本身做接地無法達到規定電阻要求時使用，但是其效果要比利用建筑物本身基礎做接地體差很多。

6 節能設計

在現代社會，隨著人民環境保護意識的不斷增強，建筑工程配電系統的節能環保性能也越來越受到關注。

節能設計的方法主要有以下幾點：

（1）供配電系統節能。a.減少變壓器的功率損耗，采用低能耗節能型干式電力變壓器；b.降低線路損耗，選擇合理路徑，合理布置，并適當增大導線截面。

（2）照明節能設計。a.充分利用自然光，減少不必要的電力損耗；b.選擇合理的照明方式；c.采用合理的控制方式，盡量選用自動節能控制。

7 結束語

社會經濟的不斷發展進步，對現代建筑工程配電系統設計提出了更高的要求。只用充分考慮各種因素，才能設計出優質的配電系統。成功的配電系統設計，是對安全、穩定、經濟實用、節能、美觀的和諧統一。

參考文獻

[1]黃德明.建筑電氣工程設計[M].天津大學出版社，2010.

[2]李宏毅，金磊.建筑工程電氣節能[M].中國電力出版社，2004.