探討高層建筑電氣設計低壓供配電系統的可靠性

張紹暉

摘 要：低壓供配電系統是建筑電氣設計中的關鍵環節，對于整個電氣系統來說都非常重要。在建筑工程的電氣設計應用中，由于低壓供配電系統設計施工不當引起的安全問題數不勝數，因此低壓供配電系統應設計應當得到重視。文章主要針對高層建筑電氣設計低壓供配電系統的可靠性進行分析，為高層建筑電氣設計提供一定的參考。

關鍵詞：高層建筑；電氣設計；低壓供配電系統

引 言

自二十世紀九十年代以來，我國城市化進程的腳步逐漸加快，城市迅速擴張，加上農村人口大量涌入城市，刺激了城市的住房需求，但城市可供建房用的土地十分有限，無法滿足人們的需求，在這一環境下，建筑逐漸開始向高層化方向發展。高層建筑對于供配電系統的要求更高，想要設計安全可靠的低壓供配電系統，就應當按照建筑的特點以及用電設備的性質等進行綜合考慮，設計出科學的供配電方案。

1 高層建筑的供配電系統設計要求

在高層建筑中，想要保證供電電源的可靠性，較為困難。因為高層建筑的用電符合較大，其中一、二類負荷較多，對于用電設備的電能質量有更高的要求，由于高層建筑的高度較高，因此就需要較長的供配電線路[1]。此外，高層建筑的供配電系統的設計應當做好簡單可靠，具有一定的安全性，便于操作與檢修，且低壓配電級數不應過高，在變配電設備的布置中，應當盡量做到安裝于維護的操作。通常情況下，高層建筑的地下層有兩層，再設計時應當將總配電室設置在地下一層，對于高層建筑來說，供配電系統的設計非常重要，設計的合理性會直接影響整個建筑的使用性能，因此需要謹慎對待。

2 高層住宅低壓電源配置

供電電源在滿足電力負荷的條件下，對于變電所的安全以及公配系統的可靠性會產生一定的影響。如上文所述，高層建筑大多采用一級或者二級負荷，變壓器通常由兩臺以上，同時還有一臺柴油發電機組。啟動柴油發電機組的條件為，當20kV兩進線回路均停電的情況下，作為經濟電源使用的柴油發電機竟會在10s內自行啟動，擔負起重要負荷的供電。此外，為了不降低消防用電的可靠性，一旦出現火災，就能夠自動切除非消防用電負荷。為了有效的保證供電的穩定性，非消防一級負荷應當由雙電源進行供電，假如一個電源出現了故障，也不會產生斷電事故。對于一些重要的負荷來說，使用雙重電源仍然無法滿足需求，還應當配置備用電源。對于非消防二級負荷來說，應當由兩個回路進行同時供電，以此保證電量充足。

當消防用電的負荷為一級時，其主電源與備用電源應當獨立設置在專用回路的雙電源進行供電，而當消防負荷等級為二級時，主電源與變電系統應當采用雙回路的電源進行供電。假如需要為消防用電設備提供雙重電源時，就可以將任意一個回路設置為主電源，當出現電源斷電時，保證另一個電源能夠自動進入供電狀態[2]。高層建筑中的消消防配電系統裝置應當設立在建筑物的電源線處或者配變電出，應急裝置應當與主配電裝置分開。假如條件不允許，無法分開設置，就需要將其與主電源進行并列布置，在兩者的分界處設置防火隔斷，設置配電裝置時，應當按照實際情況來進行明確的標注。在供配電設計中，低壓配電級數應當盡量減少，最好不要超過三級，需注意的是，將配電箱的總開關由斷路器換為隔離開關并不能減少配電級數。此外，為了有效的保證在發生火災時能夠迅速的切斷消防負荷電源，應當在建筑的進線處設立單獨的配電裝置。

3 供電線路的可靠性分析

3.1 供電線路安全的設計

在滿足電力負荷的要求下，供電線路的可靠性也是非常關鍵的，供電線路的敷設方式通常應當按照建筑自身的特點以及用電設備的分布等因素確定，應當盡量避免因為外部熱源或者灰塵聚集以及腐蝕污染等環境對于布線系統產生的影響。還應當注意避免在敷設以及使用的過程中因為建筑物的伸縮。受到沖擊以及震動等外界應力造成的損失。高層建筑的消防用電設備一般采用專用的供電回路，包括防排煙風機、消防控制室以及消防水泵等的供電，針對此種情況，施工方應當在最末級的配電箱出設置自動切換裝置，敷設的配電線路應當滿足相關規范[3]。在建筑電氣設計中，地下室車庫應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施，假如在配電箱附近發生火災，配電箱將會很快被燒毀，針對此種情況，施工人員應當在配電間設置配電箱，以此保證應急照明系統的可靠性。

3.2 干線手段保護器分支線安全長度的分析

按照供配電系統設計的要求規定，在不影響一級以及二級負荷中斷供電的情況下，配電線路被前段線路算路保護電器保護，加上在此段路線路與過負載保護電器能通過的短路能量較小，因此可不設置短路保護。為了增加供配電系統的安全性，在進行建筑電氣低壓供配電設計中，無論是城區內的高層建筑還是郊區的別墅，大多都采用了分區樹干式的配電方式。

4 結 語

高層建筑的低壓供配電工作是非常復雜的工作，其與人民的工作生活有密切的關系，且會影響居民生命財產的安全。因此，在設計供配電系統時，要以“安全第一”為原則，兼顧供電效率，以此保證低壓供配電系統的可靠性。

參考文獻

[1]曾德慧，楊蓓蓓，周一飛，劉雨涵.高層建筑低壓配電系統漏電的火災危險性及其防范措施研究[J].科技信息.2010，32（29）：43～45.

[2]秦紅梅.高層建筑電氣設計中有關消防設備的設置與控制等問題的探討[J].中華民居（下旬刊）.2013，43（11）：63～65.

[3]C. Gallé，J. Sercombe. Permeability and pore structure evolution of silicocalcareous and hematite high-strength concretes submitted to high temperatures[J]. Materials and Structures.2009，21（10）：42～44.