高層建筑電氣設計中低壓配電系統(tǒng)安全性研究

孫 宇 魁

(山西晉設拓凡建筑設計咨詢有限公司,山西 太原　030013)

我國相關法律規(guī)定，十層或者十層以上的樓層被稱為高層建筑，通常來說建筑中的電氣設備數(shù)量很多而繁雜，同時也會在實際的運行中出現(xiàn)很多安全問題。因此為了能夠充分應對這一挑戰(zhàn)，低壓配電系統(tǒng)對整個高層建筑的電氣設計起到重要作用，所以設計人員在進行設計的時候，不但需要維護供電的穩(wěn)定性，還需要滿足電氣設備的要求和安全性。

1　低壓配電系統(tǒng)的內涵

低壓配電系統(tǒng)是當前供電系統(tǒng)中十分重要的部分，就其自身而言由配電變電所、高壓配電線路以及低壓配電器等幾部分組成。在電能分配發(fā)生嚴重超負荷運行的時候會實時切斷電源線路，進行電動機保護狀態(tài)[1]。而低壓配電系統(tǒng)在實際運行的過程中卻會因為電氣線路和設備老化、安裝人員素質不高等各種因素影響引發(fā)火災，給人們的財產造成十分巨大的損失。就目前來看，我國在應對這類現(xiàn)象時，通常都會選擇裝配漏電保護器以及實施電位聯(lián)接等方法，加強對電氣設計的相關審核工作，確保低壓配電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

2　高層建筑中低壓配電系統(tǒng)設計要求

2.1　保障供電持續(xù)性和電源時間性

通常情況下，高層建筑只需要通過電網(wǎng)便可以提供兩個獨立電源達到一級與二級負荷的要求，但是還需要綜合考慮系統(tǒng)出現(xiàn)故障的情況，將柴油發(fā)電機組作為備用或者應急電源。在設計高層建筑低壓配電的時候，設計人員需要同時設計兩個或兩個以上的電源相互進行切換，滿足電氣設備的需求。

2.2　合理設置供電電源

高層建筑中很多設備都需要供電電源，電源的安全性在一定程度上影響著人們的生產和生活，隨著人們生活方式的多樣化，目前高層建筑火災情況發(fā)生的越來越多，大多數(shù)居住在高層的人員都會通過安全通道進行疏散或高層自身的消防設施進行滅火[2]。這種情況下安全性較低，尤其是我國大多數(shù)高層都使用電梯，如果發(fā)生電源故障就會給人們的生活和其他活動帶來阻礙，因此提高電源安全性對高層建筑消防和人們生活起到重要的作用。

3　影響高層建筑中低壓配電系統(tǒng)安全性的因素

3.1　電線短路裝置

高層建筑的工程供電系統(tǒng)需要以安全為主，一旦出現(xiàn)電器短路的情況，能夠及時進行阻止，并且進行補救工作，保護供電設備以及供電線路的安全[3]。在高層建筑電氣設計中低壓配電系統(tǒng)存在著多種形式以及管理模式，常常會因為缺乏規(guī)范化處理或者對電線等設備沒有充分重視，導致接地質量存在各類問題，在一定程度上影響系統(tǒng)的運行安全。

3.2　合理設置漏電保護裝置

根據(jù)當前高層建筑低壓配電系統(tǒng)中產生的諸多問題，很多問題都無法在第一時間進行檢測，在很大程度上會引發(fā)觸電和火災，造成人員傷亡或財產損失。同時漏電保護也是一種非常有效的保護措施，人員一旦接觸到電流能夠及時切斷電源，從而保證人員的安全。當前的漏電保護裝置雖然運用廣泛，但是仍然存在各類問題，無法發(fā)揮其應有的作用。

4　提高高層建筑電氣設計中低壓配電系統(tǒng)安全性的方式

4.1　設置自動切斷電源裝置

在高層建筑電氣設計中為了確保建筑人員能夠安全用電，在人員和財產受到傷害的時候，電氣系統(tǒng)能夠設置自動切斷故障的設備，設計人員在對建筑電氣設計時，一般都會根據(jù)建筑特點以及所需要的設備情況進行合理規(guī)劃[4]。為了防止因為建筑電路受到的威脅，需要對接地保護形式進行多種點位連接，經(jīng)常采用的方式就是TN和TT兩種系統(tǒng)。TN系統(tǒng)的設置主要應用于電氣系統(tǒng)短路或者發(fā)生電流過大的系統(tǒng)保護時，通過電流保護器來實現(xiàn)電流短路以及超負荷的保護設置；TT系統(tǒng)主要應用于由外界情況引起的導電問題，是指電氣設備的金屬外殼直接作用于接地保護系統(tǒng)，在發(fā)生危險的時候能夠及時切斷電流。

4.2　設置主接線安全控制

低壓配電系統(tǒng)的主接線好像是大樹的樹干一樣，它一般會分出多個枝杈，分布非常廣泛，在電力系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障的時候會對整體產生影響。所以在高層建筑電氣設計低壓配電的時候，通常會采取集成取電的方式，盡量減少工程的投資。

設計人員在進行低壓配電設計時，通常會采用380 V/220 V的交流放射式樹干形式(見圖1)。這種方式可以在一定程度上確保系統(tǒng)主線的安全，如果高層建筑采取集中性供電的方式，就可以選擇放射性供電模式，對于一般負荷量就要采用放射式與樹干式相結合的供電模式。

4.3　選擇適合備用電源

在很多建筑高層中通常會出現(xiàn)區(qū)域性停電的現(xiàn)象，如果能夠采取備用電源的方式就會減少其影響，設置備用電源可以從安全性的角度進行判斷，如果采用單臺機組就要將額定容量盡量控制在1 500 kVA以下。備用電源能夠在斷電之后自動啟動，可以在最大程度上減少停電所造成的損失；當發(fā)電機組達到一定程度時候盡量分批投入，來錯開投入時間，讓電流可以有恢復的過程。如果貿然恢復供電，可能會因為負荷過大產生更大的損失，甚至威脅到人們的生命安全。在電力恢復供電之后不要直接送電，而是延時1 min左右的時間，供電恢復之后發(fā)電機組再進行重復供電，保護發(fā)電機的安全。

4.4　漏電斷路器的合理篩選

在電力系統(tǒng)的運行過程中，電氣設備需要承載的設備越來越多，負荷也越來越大，所以對高層建筑中電氣設計的安全性、可靠性有了更高的要求。在電力運行的過程中，漏電斷路器可以間接避免事故發(fā)生，是低壓配電系統(tǒng)漏電的第二道防線，對接零和接地保護效果更加明顯，并對整個建筑的電力系統(tǒng)會產生重要的作用，所以對其加強保護十分必要[5]。在高層建筑電氣設計中，漏電保護器的作用必不可少，在選擇的過程中，漏電保護器應該根據(jù)高層建筑的情況進行明確的篩選，確定漏電保護器的安全額定標準，用準確的數(shù)字來進行下一步的設計和篩選，在選取漏電斷路器的額定限制電流要超過電力系統(tǒng)發(fā)生短路漏電的數(shù)值。在選擇的過程中常常會有難以抉擇的情況出現(xiàn)，漏電斷路器想要防止人體接觸電源，就需要通過多種接觸模式對觸電防護進行選擇，只有這樣才能夠讓高層中的電力設計充分利用自身的優(yōu)勢，電力系統(tǒng)也可以安全運行。

5　結語

伴隨著經(jīng)濟的增長，高層建筑越來越多，追求安全可靠的建筑環(huán)境成為每個住戶的愿望。為了消除高層建筑中的安全隱患，電氣設計中低壓配電問題無疑成為重點。在高層建筑中運用各類低壓配電系統(tǒng)設置，可以確保配電系統(tǒng)的安全，盡量避免事故的發(fā)生。每位設計師都要按照規(guī)定進行設計開發(fā)，對高層建筑中的低壓配電系統(tǒng)進行合理規(guī)劃和分析，排除影響高層建筑電氣設計中產生的危險因素，為今后的高層建筑低壓配電系統(tǒng)提供多種優(yōu)勢。

參考文獻：

[1]王巍.高層建筑電氣設計中低壓配電系統(tǒng)安全性探討[J].門窗,2017,1(1):145.

[2]艾迎春.高層建筑電氣設計中低壓配電系統(tǒng)安全性探討[J].建材與裝飾,2016,4(9):104-105.

[3]岳俊鵬.高層建筑電氣設計中低壓配電系統(tǒng)安全性探討[J].黑龍江科技信息,2015,2(8):55.

[4]葉書明.針對高層建筑電氣設計中低壓配電系統(tǒng)安全性分析[J].民營科技,2014,3(8):19.

[5]王宏偉.高層建筑電氣設計中低壓配電系統(tǒng)安全性探討[J].科技創(chuàng)新與應用,2012,1(22):222.