高層建筑電氣低壓配電系統(tǒng)供電安全保障探討

嚴(yán)迎春

【摘要】低壓配電系統(tǒng)是高層建筑電氣中一個重要環(huán)節(jié)。低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)施工不當(dāng)較易引發(fā)安全問題。發(fā)揮電氣設(shè)計(jì)的功能性，實(shí)現(xiàn)電氣系統(tǒng)安全性保障，已經(jīng)成為了高層建筑電氣施工環(huán)節(jié)主要內(nèi)容。本文圍繞高層建筑電氣設(shè)計(jì)應(yīng)用，分析低壓配電系統(tǒng)，對安全性方面展開探討。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；低壓配電系統(tǒng)；安全性

1 前言

根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2014定義：建筑高度大于27m的住宅建筑和建筑高度大于24m的單層廠房，倉庫和其他民用建筑為高層建筑。高層建筑的電氣設(shè)備數(shù)量眾多并且較為復(fù)雜，樓層高度越高，對于配電系統(tǒng)的安全性、合理性等綜合性能的要求越高。高層建筑電壓負(fù)荷量和電器應(yīng)用都相對比較大，所以我們在進(jìn)行高層建筑的電氣設(shè)計(jì)當(dāng)中尤其應(yīng)當(dāng)需要注意低壓配電系統(tǒng)的安全性問題。電氣安全往往涉及電氣火災(zāi)，電氣火災(zāi)問題在高層建筑的強(qiáng)電弱電領(lǐng)域均有存在。隨著工業(yè)發(fā)展以及消防科學(xué)的日益進(jìn)步，高層建筑電氣防火問題的研究也逐漸成為關(guān)注的焦點(diǎn)。高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量對供配電的安全運(yùn)轉(zhuǎn)有著相當(dāng)大的關(guān)系。

2常用低壓配電系統(tǒng)形式

現(xiàn)階段，我國比較成熟的、較為常用的低壓配電系統(tǒng)按接地方式不同分為 IT 系統(tǒng)、TT 系統(tǒng)和TN系統(tǒng)三種形式。

2.1低壓配電IT系統(tǒng)

低壓配電IT系統(tǒng)利用對電源端口帶電區(qū)域不接地設(shè)置來實(shí)現(xiàn)對低壓配電的保護(hù)。 同時利用高電阻、電抗或阻抗來對電源端口帶電部分進(jìn)行處理來保護(hù)低壓配電系統(tǒng)。它能夠?qū)崿F(xiàn)對整個電氣系統(tǒng)穩(wěn)定性、安全性的提升，因此得到廣泛應(yīng)用。

2.2低壓配電TT系統(tǒng)

TT系統(tǒng)相對TN系統(tǒng)而言應(yīng)用范圍較小，其主要通過對電源中性點(diǎn)位置的接地設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)對整個低壓配電系統(tǒng)的安全性保護(hù)。 除此之外， 對于電氣設(shè)備當(dāng)中能夠出現(xiàn)外漏導(dǎo)電部

分也必須要進(jìn)行接地保護(hù)設(shè)置。其更適用于一些用電要求較低或用電容量較小的高層建筑當(dāng)中。

2.3低壓配電TN系統(tǒng)

低壓配電 TN 系統(tǒng)是將整個高層建筑當(dāng)中的電氣設(shè)備可導(dǎo)電金屬外殼都連接到統(tǒng)一的保護(hù)線上，通過對保護(hù)模式的選擇實(shí)現(xiàn)對整個低壓配電系統(tǒng)的保護(hù)，一般高層建筑主要采用此系統(tǒng)。

3供電系統(tǒng)運(yùn)行安全隱患問題分析

3.1 過載及短路保護(hù)

在電路系統(tǒng)中應(yīng)該加強(qiáng)對保護(hù)過載、短路，以保證用電設(shè)備和供電線路不受損壞。

3.2 電氣接地

低壓配電系統(tǒng)混用的接地形式在高層建筑電氣的設(shè)計(jì)施工過程中普遍存在，電氣接地質(zhì)量問題頻頻發(fā)生，因?yàn)楣╇娤到y(tǒng)未進(jìn)行安全有效的接地處理，或者未按相應(yīng)工作規(guī)范要求進(jìn)行接地，沒有對關(guān)鍵機(jī)電設(shè)備采取等電位連接設(shè)置方式，造成大量電傷亡等傷亡事故。

3.3 保護(hù)裝置不周全

低壓配電系統(tǒng)中的保護(hù)接零和過流保護(hù)裝置等相關(guān)安全保護(hù)措施設(shè)置不周全，不能科學(xué)有效控制漏電情況，容易導(dǎo)致高層建筑發(fā)生火災(zāi)，造成人身傷亡及財(cái)產(chǎn)損失。

3.4 漏電保護(hù)器使用故障

漏電保護(hù)器的使用范圍越來越廣，它能夠有效控制接地故障，避免觸電事故和電氣火災(zāi)的發(fā)生，但由于目前漏電保護(hù)器的技術(shù)問題，導(dǎo)致供電系統(tǒng)的可靠性與安全性降低。

3.5 越級跳閘故障

越級跳閘故障是高層建筑低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個難題，當(dāng)下級配電回路出現(xiàn)短路故障時，即使該上級配電回路帶有保護(hù)裝的短延時，往往也會出現(xiàn)無選擇性越級跳閘，導(dǎo)致斷電情況，帶來經(jīng)濟(jì)損失。目前此問題長期未能完全得到解決。

4 解決與改進(jìn)方法分析

以往低壓供電系統(tǒng)主要考慮對過載、短路保護(hù)方面問題的處理，保護(hù)用電設(shè)備和供電線路不受損壞。現(xiàn)在低壓供電系統(tǒng)優(yōu)先考慮人身和消防安全，主要圍繞安全用電進(jìn)行設(shè)計(jì)。以下就低壓供電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)中常見問題的改進(jìn)措施進(jìn)行分析。

4.1 供電系統(tǒng)負(fù)荷分級設(shè)計(jì)

根據(jù) 《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ16-2008的要求確定高層建筑的負(fù)荷等級，該規(guī)范表明，建筑物的使用性質(zhì)與建筑物在其內(nèi)部設(shè)施的負(fù)荷等級劃分有較大聯(lián)系。

4.1.1變壓器設(shè)計(jì)

需要綜合多方面因素考慮變壓器的位置與數(shù)量，要考慮到建筑負(fù)荷分布、建筑功能、建筑負(fù)荷容量等因素。應(yīng)以計(jì)算后得到的容量為依據(jù)選擇變壓器的容量。一般情況下變壓器的負(fù)荷率在80%左右，供電半徑不高于200米。當(dāng)實(shí)際需求的供電距離超過200米或供電容量大于500千瓦時，為簡化配電系統(tǒng)，增強(qiáng)其可靠性，可在條件允許的情況下，在負(fù)荷附近建設(shè)配電所，這樣還能降低電壓流通損耗。

4.1.2 電壓設(shè)計(jì)

在高層建筑電氣中低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)在滿足設(shè)計(jì)規(guī)范方面規(guī)定基礎(chǔ)上，有針對性地圍繞供電負(fù)荷等級選擇供電措施。

4.2 漏電斷路器的選擇方法

漏電斷路器是高層建筑接地保護(hù)設(shè)置不可或缺的。選擇漏電斷路器的主要參數(shù)依據(jù)是額定動作電流。要清楚配電系統(tǒng)的末端所采用什么種類和什么型號的漏電斷路器，安全界限標(biāo)準(zhǔn)的額定數(shù)值是多少。選擇漏電斷路器額定動作電流時，首先要針對配電系統(tǒng)中的末端所接用的漏電斷路器的安全界限確定上限標(biāo)準(zhǔn)，漏電斷路器的額定動作電流必須大于設(shè)置電氣系統(tǒng)中的正常泄漏電流。根據(jù)要求來確定漏電斷路器的動作電流，在電氣設(shè)計(jì)過程中，電路支線、干線、分支線、線路末端均使用漏電斷路器，這樣才能更好地保護(hù)電路電網(wǎng)。

4.3 低壓配電系統(tǒng)的接地保護(hù)

低壓配電系統(tǒng)的接地保護(hù)設(shè)計(jì)在高層建筑的施工中，具有十分廣泛的應(yīng)用作用。高層建筑電氣設(shè)計(jì)的接地保護(hù)設(shè)置要結(jié)合建筑工程本身的特點(diǎn)及其電氣設(shè)計(jì)的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

在進(jìn)行高層建筑的電氣設(shè)計(jì)時，須以避免人身傷亡及財(cái)產(chǎn)威脅為目的，保證建筑用電安全為宗旨。接地保護(hù)，就是設(shè)置自動切斷故障電路保護(hù)措施，保障建筑供電系統(tǒng)正常運(yùn)行。在建筑接地保護(hù)設(shè)置中，若建筑電網(wǎng)線路較長、電網(wǎng)線路導(dǎo)線截面不大時，可采用漏電保護(hù)器兼做保護(hù)設(shè)置和接地設(shè)置。

綜上所述，低壓配電系統(tǒng)作為高層建筑電氣設(shè)計(jì)中的基本內(nèi)容， 其安全性能對于自身功能、作用發(fā)揮以及對百姓生活的安全保障都具有重要意義。應(yīng)從接地保護(hù)設(shè)計(jì)為基準(zhǔn)，充分利用接地保護(hù)，從低壓配電系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)開始進(jìn)行嚴(yán)格控制，才能使高層建筑更好實(shí)現(xiàn)自身功能性作用，使整個電氣系統(tǒng)的通暢運(yùn)行得到保障。為百姓提供更高生活服務(wù)的同時，為高層建筑電氣設(shè)計(jì)水平的提升打下基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李夢陽. 高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)安全性的探討 [J].信息周刊，2015（1）.

[2] 杜敏. 高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)安全性的探討 [J].規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2014（10）.

[3]熊麗金. 高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)安全性探討[J].建筑設(shè)計(jì)，2015（4）.

[4]蔣娜. 高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)安全性探討[J].科技論壇，2014（9）.