高層建筑電氣系統設計與線路安裝要點探析

任紅軍

摘 要：由于高層建筑的智能化對用電設備的需求變得越來越復雜，對電氣系統設計和線路安裝提出了許多新的要求。電氣系統是否安裝合理也是對建筑安全的保障。本文對高層建筑電氣設計與線路安裝進行詳細剖析，以滿足建筑智能化的要求。

關鍵詞：高層建筑；電氣設計；安裝

高層建筑面積大，人員密集，安裝的機電設備較復雜，所以對電氣系統的設計和安裝有嚴格的要求。要按照規定安裝電氣設備，避免事故的發生，另外施工人員也要有很強的安全意識，減少安全風險的發生率。

1.高層建筑電氣系統的設計要點

1.1負荷的計算

負荷是電力負荷的簡稱，負荷計算，就是計算用電設備、配電線路、配電裝置，以及變壓器、發電機中的電流和功率。這些按照一定方法計算出來的電流或功率稱為計算電流或計算功率。負荷計算通常是從用電設備開始的，逐級經由配電裝置和配電線路，直至電力變壓器。即首先確定用電設備的設備容量（或額定負荷）和計算負荷，繼之計算用電設備組的計算負荷，最后計算總配電箱或整個配電室的計算負荷。

1.2供電電源及電壓的選擇

為了保證供電可靠性，現代高層建筑至少應有兩個獨立電源，具體數量應視負荷大小及當地電網條件而定。兩路獨立電源運行方式，原則上是兩路同時供電，互為備用。另外，還須裝設應急備用柴油發電機組，要求在15s內自動恢復供電，保證事故照明、電腦設備、消防設備、電梯等設備的事故用電。國內高層建筑的供電電壓，都采用10kV標準電壓等級。

1.3高低壓配電系統的設計

現代高層建筑均是采用兩路獨立的10kv電源同時供電。一般高壓采用單母線分段，自動切換，互為備用。母線分段數目，與電源進線回路數相適應。只有當供電電源為一主一備時，才考慮采用單母線不分段的結線。電源進線幾乎全部采用電纜進線。高壓系統及低壓干線的配電方式基本上都采用放射式系統。樓層配電則為混合式系統。配電設備中的主要部分是干線。現代高層建筑的豎井多采用插接式母線槽。水平干線因走線困難，多采用全 塑電纜與豎井母干線聯接。每層樓豎井設層問配電小問。層間配電箱經插接自動空氣開關從豎井母干線取得電源。當層數較多負荷數較大時，一般按層數分區供電，或將變壓器分散設在地下層、中間層或最頂層。低壓配電系統各級開關均采用自動空氣開關（斷路器），設置瞬時、短延時、長延時三級過流保護裝置。各級自動空氣開關的保護整定，應注意選擇性配合，防止越級跳閘。

1.4主要設備的選型

1.4.1高壓開關柜

高壓開關柜是指用于電力系統發電、輸電、配電、電能轉換和消耗中起通斷、控制或保護等作用。主要應用于高層建筑的變配電中作為接受和分配電能之用，具有對電路實行控制、保護和檢測的功能。現代高層建筑的變配電室設在主樓地下層，按規定不宜采用油開關。國外用于高層建筑的開關有三種類型可供選用：高壓空氣斷路器，sf6開關和真空斷路器。其中高壓空氣斷路器因技術陳舊，sf6 開關 尺寸數大，氣體具有毒性，故目前10kv真空斷路器應用的較為普遍。

1.4.2電力變壓器

根據防火要求，主樓內不允許裝設大容量的油浸電力變壓器。SBK系列自耦式或隔離式變壓器可解決國內低壓電網與進口設備的電壓匹配問題，同時變相變壓器既可解決電壓匹配又可解決三相電網不平衡的電能質量問題。變壓器按類型分為：自耦式、隔離式、降壓式、升壓式、變相式這幾種類型。

1.4.3應急備用發電機組

過去大多是采用柴油發電機組做應急備用電源的。近年國外高層建筑已開始采用燃汽輪發電機。燃氣輪機主要由進氣系統、壓氣機、燃燒室、透平、排氣系統、輔機系統以及控制系統等組成。發電機采用三相同步發電機，以空氣為冷卻介質，采用封閉式循環通風冷卻，空氣冷卻器置于定子頂部。轉子繞組采用導體內部直接冷卻形式。定子和轉子線圈絕緣等級為F級。勵磁機采用無刷勵磁，并配有高精度的自動電壓調整器，實現發電機功率因數、電壓的控制、調節與保護。

1.5防雷與接地

現代高層建筑的防雷設計，采用避雷針和避雷帶的做法簡單可靠、經濟合算但必須保證各層樓面鋼筋、金屬管道與該層用作引下線的柱筋有可靠的連接，形成等電位層。現代高層建筑的防雷接地$電氣設備的保護接地和工作接地，都是合在一起的，組成混合接地系統。接地電阻按最小的要求而定，通常是在4歐以下，利用建筑物的鋼筋混凝土基礎作接地板。

2.線路安裝內容及要點

2.1地面敷設線槽的定義

地面線槽是一種封閉的，直接隱蔽于地面下的金屬線槽，可以靈活方便地提供電源、電話、電視、計算機、話筒等線纜傳輸電能和信號接口。

2.2安裝要求

（1）纜線橋架底部應高于地面2.2m以上，頂部距建筑物樓板不宜小于300mm與梁及其他障礙物交叉處間的距離不宜小于50mm。

（2）線纜橋架水平敷設時，支撐間距宜為1.5～3m。垂直敷設時固定在建筑物結構體上的間距宜小于2m，距地1.8m以下部分應加金屬蓋板保護，或采用金屬走線柜包封，門應可開啟。

（3）直線段纜線橋架沒超過15～30m或跨越建筑物變形縫時，應設置伸縮補償裝置。

（4）金屬線槽敷設時，在下列情況下應設置支架或吊架：線槽接頭處，沒間距3m處，離開線槽兩端出口0.5m出，轉彎處。

（5）橋架和線槽穿過防火墻體或樓板時，纜線布放完成后應采取防火封堵措施。

2.3安裝工藝

（1）彈線定位：根據設計圖確定出進戶線、盒、箱、柜等電氣器具的安裝位置，從始端至終端（先干線后支線）找好水平或垂直線，用粉線袋沿墻壁、頂棚和地面等處，在線路的中心線進行彈線，按照設計圖要求及施工驗收規范規定，分勻檔距并用筆標出具體位置。

（2）預留孔洞：根據設計圖標注的軸線部位，將預制加工好的木質或鐵制框架，固定在標出的位置上，并進行調直找正，待現澆混凝土凝固模板拆除后，拆下框架，并抹平孔洞口（收好孔洞口）。

（3）線槽敷設：線槽直線段連接應采用連接板，用墊圈、彈簧墊圈、螺母緊固，接茬處應縫隙嚴密平齊。線槽進行交叉、轉彎、丁字連接時，應采用單通、二通、四通或平面二通、平面三通等進行變通連接，導線接頭處應設置接線盒或將導線接頭放在電器具內。線槽與盒、箱、柜等接茬是，進線和出線口等處應采用抱腳連接，并用螺絲緊固，末端應加裝封堵。建筑物的表面如有坡度時，線槽應隨其變化坡度。待線槽全部敷設完畢后，應在配線之前進行調整檢查。確認合格后，再進行槽內配線。

（4）槽內配線：首先清掃線槽，可先將帶線穿插至出線口，然后將布條綁在帶線一端，從中一端將布線條拉出，反復多次可將線槽內的雜物和積水清理干凈，也可用空氣壓縮機將線槽內的雜物和積水吹出。放線前應先檢查管及線槽連接處的護口是否齊全，其放線和導線連接部分與其它管路敷設形式大致相同。

（5）線路檢測：線路檢查及絕緣遙測按相關規范操作。

總 結：

為了滿足高層建筑對智能化的需要，要將電氣系統實際與線路安裝的安全性和靈活性放在首位，嚴格按照安裝規定進行施工，從而推進建筑智能化的進程。

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