高層建筑電氣設(shè)計中低壓配電系統(tǒng)安全性探討

牛紅梅

（貴州省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院 貴州貴陽 550001）

高層建筑電氣設(shè)計中低壓配電系統(tǒng)安全性探討

牛紅梅

（貴州省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院 貴州貴陽 550001）

針對目前高層建筑電氣設(shè)計中低壓配電系統(tǒng)的運行問題，本文分析了系統(tǒng)安全性問題的發(fā)生原因，并提出了與之對應(yīng)的控制策略。其目的是為相關(guān)建設(shè)者提供一些理論依據(jù)。

高層建筑；電氣設(shè)計；低壓配電系統(tǒng)安全性

隨著我國市場經(jīng)濟發(fā)展進(jìn)程的不斷加快，人們對城市建筑高度的需求越來越大，這就給其電氣工程的設(shè)計安全性帶來了一定影響。在此情況下，相關(guān)建設(shè)人員要在明確研究低壓配電系統(tǒng)運行安全性重要性的前提下，探討低壓配電系統(tǒng)的運行安全性問題和控制對策。這是找出具有針對性系統(tǒng)運行安全性問題解決策略的關(guān)鍵，相關(guān)人員應(yīng)將其作為重要研究對象，以提高整個高層建筑工程建設(shè)使用的安全穩(wěn)定性。

1 研究高層建筑電氣設(shè)計中低壓配電系統(tǒng)安全性的重要性

由于高層建筑的電器負(fù)荷量與設(shè)備數(shù)量眾多，這就使得電氣設(shè)計人員在保障低壓配電系統(tǒng)的過程中存在一定難度。低壓配電系統(tǒng)是用來分配電能使用的重要組成部分，其設(shè)計的安全合理性是保證高層建筑中電動機、電源線路等設(shè)備運行安全穩(wěn)定性的關(guān)鍵。因此，相關(guān)設(shè)計人員應(yīng)在明確其組成以及安全問題的前提下，找出具體控制的設(shè)計策略，這是提高高層建筑電氣設(shè)計中低壓配電系統(tǒng)運行安全性的有效方法。具體來說，高層建筑電氣設(shè)計中的低壓配電系統(tǒng)是由配電變壓器、配電變電所以及控制保護(hù)設(shè)備等組成，這些設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)電氣系統(tǒng)在超負(fù)荷狀態(tài)下的自行切斷。然而，現(xiàn)階段，由于高層建筑電氣工程配電系統(tǒng)安裝人員自身的素質(zhì)問題，使得電氣產(chǎn)品的運行質(zhì)量得不到保證。而且，在低壓配電系統(tǒng)的實際運行過程中，設(shè)備維護(hù)人員并沒有及時檢查運行線路和設(shè)備運行狀態(tài)，這就增加了低壓配電系統(tǒng)運行出現(xiàn)漏電事故的概率。因此，相關(guān)人員應(yīng)將低壓配電系統(tǒng)的安全性，作為高層建筑電氣設(shè)計的首要原則，并加大科研力度，以降低其運行問題所帶來的影響。

2 低壓配電系統(tǒng)運行安全性問題分析

2.1 保護(hù)裝置不到位

經(jīng)相關(guān)人員對運行的高層建筑低壓配電系統(tǒng)進(jìn)行分析表明，諸多系統(tǒng)的保護(hù)裝置并沒有按照電氣設(shè)計要求進(jìn)行正確安裝。在此情況下，一旦電氣系統(tǒng)發(fā)生運行故障，低壓配電系統(tǒng)的保護(hù)裝置就難以做出有效的控制動作，進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)等安全事故。這一問題的出現(xiàn)，在高層建筑中尤為危險，因為建筑物使用者很難快速的實現(xiàn)撤離。

2.2 電氣接地質(zhì)量不高

目前，在進(jìn)行高層建筑的電氣設(shè)計過程中，存在接地形式的混用問題。而且，與之對應(yīng)的供電系統(tǒng)也沒有采取相應(yīng)的接地措施進(jìn)行安裝。在此情況下，高層建筑電氣系統(tǒng)的接地運行就存在一系列的安全隱患。即建筑物中的重要的電氣設(shè)備無法得到有效防護(hù)，問題嚴(yán)重的還有可能給系統(tǒng)使用人員帶來安全影響。

2.3 越級跳閘導(dǎo)致的運行成本提升

在應(yīng)用低壓配電系統(tǒng)作用于高層建筑的電氣運行時，由于下級配電回路出現(xiàn)了短路路障，這就會使系統(tǒng)產(chǎn)生大量的短路電流。在此情況下，低壓配電系統(tǒng)的設(shè)備運行就極有可能出現(xiàn)越級跳閘現(xiàn)象，這就會導(dǎo)致高層建筑物的電氣系統(tǒng)運行發(fā)生大面積的斷電故障。此外，維修這一故障所帶來的經(jīng)濟成本會大幅度增加電氣系統(tǒng)的維護(hù)經(jīng)濟損失。該問題，由于安全性控制的核心技術(shù)并未得到有效開發(fā)，使得其始終困擾著電氣系統(tǒng)建設(shè)人員的安全性設(shè)計研究。

2.4 漏電保護(hù)器使用不當(dāng)

高層建筑的電氣接地過程中，不可避免會存在人觸電擊以及電氣火災(zāi)等安全隱患。相關(guān)設(shè)計人員為防止此類事故的發(fā)生，采用了漏電保護(hù)器來提高電氣系統(tǒng)運行的安全性。然而，在實際的設(shè)計使用過程中，因使用方法不當(dāng)問題，使得其保護(hù)功能得不到有效發(fā)揮，這就嚴(yán)重影響了低壓配電系統(tǒng)運行的安全性。

3 高層建筑電氣工程中低壓配電系統(tǒng)的安全性設(shè)計策略

3.1 明確配置要求

以非消防I級供配電的高層建筑電氣設(shè)計為例，設(shè)計人員采用了雙電源的形式來進(jìn)行供電，這就有效防止了電源故障所帶來的斷電事故發(fā)生。如果高層建筑設(shè)計為的非消防II級供配電來說，相關(guān)人員可采用回路同時供電的設(shè)計來保證充足的供電量。此外，在設(shè)計高層建筑物的干線配置過程中，可采用三種低壓配電系統(tǒng)設(shè)計方案。①應(yīng)用一路電源和一臺變壓器，并通過電源線低壓側(cè)引出兩個回路電源。②獨立使用兩路電源和兩臺變壓器，分列運行并設(shè)置備用電源。這一方案的供電可靠性最高，因此，更能適應(yīng)較大負(fù)荷要求的高層建筑。③只使用一路電源和一臺變壓器。這一方案實現(xiàn)了低壓母線的分段，可用于電氣負(fù)荷要求不高的普通建筑上。

3.2 接地保護(hù)設(shè)計

在設(shè)計高層建筑的低壓配電系統(tǒng)過程中，設(shè)計人員要想保證其運行的安全可靠性來降低安全性問題所帶來的安全影響，必須從優(yōu)化設(shè)置接地保護(hù)專門設(shè)備的運行效果。這是實現(xiàn)電氣系統(tǒng)故障電路自動切斷的關(guān)鍵，相關(guān)人員應(yīng)將其重視起來。具體來說，在實際設(shè)計時，設(shè)計人員要根據(jù)高層建筑的特點和要求，來采取具有針對性的保護(hù)措施。相關(guān)研究表明，此過程需遵循兩個設(shè)計原則以保證低壓配電系統(tǒng)的運行安全性。①接地保護(hù)形式的選擇，必須保證總等電位的聯(lián)結(jié)，以避免電氣線路受到外部危險電壓的影響；②由于不同高層建筑物電氣系統(tǒng)中的電氣設(shè)備類型、數(shù)量以及使用情況存在一定差異，這就需要設(shè)計人員必須根據(jù)電氣系統(tǒng)的具體需求情況，來確定設(shè)計作用的接地保護(hù)形式。就目前來說，可供選擇的高層電氣低壓配電系統(tǒng)接地保護(hù)形式包括：TN、IT和Tr。

3.3 供電線路的安全性策略

供電線路的安全性是實現(xiàn)高層建筑電氣設(shè)計中低壓配電系統(tǒng)運行安全性的關(guān)鍵因素。因此，設(shè)計人員要根據(jù)高層建筑的具體建設(shè)形式、建設(shè)特點以及用電設(shè)備的布置情況來提高供電線路的設(shè)計合理性。此外，為確保消防用設(shè)備的供電可靠性，電氣設(shè)計人員要注重火災(zāi)的防范設(shè)計。即可通過專門的供電回路系統(tǒng)設(shè)計，來使低壓配電系統(tǒng)在緊急情況下仍能實現(xiàn)及時切換以保障供電的正常運行。如圖1所示，為供電線路的設(shè)計影響的研究過程。值得注意的是，設(shè)計系統(tǒng)供電線路的過程中，外界很可能會對線路布置造成干擾影響。這就要求設(shè)計人員要確保線路的鋪設(shè)過程不會對其使用壽命造成影響。

圖1 供電線路的設(shè)計影響研究過程

3.4 漏電斷路器的優(yōu)化選擇

從理論的角度分析，漏電斷路器是用來避免高層建筑的電氣故障的。電氣系統(tǒng)設(shè)計人員需要根據(jù)工程建設(shè)的實際情況，來優(yōu)化漏電斷路器的選擇。即按照工程建設(shè)使用需求，確定漏電斷路器的額定電流范圍。此過程，要確保選擇的漏電斷路器型號額定電流要大于建筑物供電系統(tǒng)發(fā)生斷路外漏時的電流值。

4 結(jié)束語

總而言之，在設(shè)計高層建筑低壓配電的電氣系統(tǒng)過程中，設(shè)計人員要根據(jù)工程建設(shè)的要求和實際情況來優(yōu)化漏電斷路器的選擇、供電線路的安全性設(shè)計、接地保護(hù)設(shè)計以及明確相關(guān)的配置要求。這些都是控制高層建筑電氣設(shè)計中出現(xiàn)低壓配電系統(tǒng)安全性問題的有效策略，相關(guān)建設(shè)人員應(yīng)將其重視起來，以促進(jìn)高層建筑的發(fā)展建設(shè)。

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