高層建筑電氣設計中低壓配電系統安全性分析

楊彩霞

（山西省建筑設計研究院有限公司，山西 太原 030013）

中低壓配電系統在整個建筑電氣設計中占有十分重要的地位，是電氣系統的關鍵環節，如果中低壓配電系統的設計不當，就會引發安全事故。高層建筑與普通建筑相比用電量比較大，因此，我們在設計時一定要注意中低壓配電系統的使用安全問題。高層建筑中的電器數量電器種類都有所增加，這也造成了安全隱患的增加，所以電氣設計的安全可靠是重中之重。高層建筑一般指的是樓層超過10 層或者總高度超過24 米的建筑物。隨著科技的不斷發展，城市化的建設速度越來越快，高層建筑在城市中出現的越來越多，因此對高層建筑的電氣設計也提出了更嚴格的要求。

1 低壓配電系統概述

低壓配電系統類型一般情況下分為三種，放射式、樹干式、鏈式。其中放射式的主要原理就是電源由總配電箱進行分配，分配給每個分配電箱，每個分配電箱單獨工作互不影響，一旦某個配電箱出現故障，不會影響其他配電箱的工作。放射式配電系統有著安全系數高的特點，缺點就是線路相對復雜，在一些比較大型的公共場所應用的比較多；鏈式主要指的就是一條線路中連接著多個分配電箱，沒有分支，優點就是成本比較少，在電纜線路的鋪設過程中應用的比較多，缺點就是一旦出現故障就會影響整個電器設備的用電情況，安全性較低，對于一些用電要求不高的設備可以應用；樹干式配線系統主要指的就是總電源和分電箱之間使用一條主干線連接，優點就是投資成本較低、施工方便，缺點就是一旦主干線發生故障，就會影響整個用電情況，安全性不高，一般應用在一些用電可靠性不高的場所。

2 高層建筑中低壓配電系統的設計要求

2.1 供電電源安全性

中低壓配電系統設計的安全性是整個高層建筑電氣設計中的重中之重，關系到整個高層建筑的用電使用安全。我國目前高層建筑中主要配備的防火設備為滅火系統，整個滅火系統都需要電力支持，因此，如果電力系統的安全性得不到保障，一旦發生火宅,消防照明、淋雨系統都將受到影響，不能發揮自身的功能。同時一般情況下高層建筑都不單單安裝一部電梯，需要安裝多部電梯，電梯的電力也是由電力系統提供，如果高層建筑的建立系統出現故障，電梯也會受到影響，因此，高層建筑電氣設計中中低壓配電系統的設計尤為重要。

2.2 確保供電持續性和電源時間性

通常情況下，高層建筑都配有兩個獨立的電源，每個獨立的電源都要滿足國家的相關使用要求，高層建筑中用電量往往比較大，因此，在高層建筑電力設計過程中要注意以下幾點：一旦高層建筑電力系統出現故障，而備用電力系統也會出現問題，就需要我們使用備用的柴油發電機作為電源。但是柴油發電機不是應急電源，只能作為臨時電源使用，設計人員在高層建筑電氣系統設計時，一定要考慮配備兩個以上的切換電源，切換電源的時間和操作流程也要符合國家的相關標準要求。

3 影響高層建筑電氣設計中低壓配電系統安全性的問題

3.1 過載、短路及漏電問題

對高層建筑電氣系統從安全方面分析，一定要重視其過載保護、漏電保護、短路保護等方面內容，一旦中低壓配電系統出現問題，熔斷器和斷路器在第一時間就會起到保護的作用，保障配電系統和供電設備的安全可靠。

3.2 接地質量問題

接地混亂的現象是中低壓配電系統中經常出現的問題之一，目前的實際情況是，人們對于供電系統中的接地質量重視程度不夠，在對接地進行檢查時粗心大意，沒有按照相關的流程執行，中低壓配電系統運行的安全性和穩定性與接地質量有著密切的影響。

3.3 保護裝置問題

根據實際的調查研究發現，我國的高層建筑中低壓配電系統中，很多的安全保護裝置都存在安全隱患，日常工作中對電氣設備使用情況檢查的不及時、不仔細，很容易造成電著火以及觸電的情況發生，威脅人們的生命和財產安全，會給國家帶來巨大的經濟損失。

4 高層建筑電氣設計中低壓供配電系統安全性分析

4.1 加強主接線安全性控制

供電系統的運行過程中，中低壓配電系統的主線是十分重要的，一般主線設備的體型都比較大，使用的環境也相對復雜，操作流程比較麻煩，因此，如果主線設備出現問題就會影響整個高層建筑的電氣系統正常運行。

所以，高層建筑電氣系統設計時一般采用系統集成的形式，保障供電系統運行安全可靠的同時降低投資成本，高層建筑的照明一般采取放射式和樹干式結合的形式，

4.2 加強接地保護

中低壓配電系統中，接地保護裝置使其安全使用的重要保障。高層建筑中低壓配電系統的設計一定要考慮實際的環境、特點、使用要求等，才能選擇合適的接地保護裝置。同時如果需要使用多種接地保護措施，就要使用相應的電位連接，避免中低壓配電系統受到外部電壓的影響，目前我們常用的接地方式為TT 系統和TN 系統兩種。

4.3 合理選擇漏電斷路器

隨著科技的不斷發展，高層建筑中低壓配電系統也在不斷地完善和創新，高層建筑中電氣設備數量的不斷增加，產生的負荷也就越來越高，電氣系統運行面臨著更加嚴峻的困難和挑戰，漏電斷路器是整個中低壓配電系統中的關鍵，保障了中低壓配電系統運行的安全可靠。漏電斷路器在進行設計時，一定要根據實際的漏電電流要求，選擇科學合理的型號，這就需要設計者了解和熟悉高層建筑中電氣設備的基本信息，采取科學合理的手段對漏電斷路器的型號進行設計，尤其要注意漏電斷路器的電流使用要求。因此，設計者需要了解和掌握高層建筑的實際用電情況，才能正確地選擇斷路器的型號。

4.4 合理選擇備用電源

要想保障中低壓配電系統使用的安全可靠，備用電源的設計是必不可少的，尤其要重視備用電源安全方面的影響因素。首先，單臺機組是目前高層建筑經常使用的方式之一，需要將額定容量控制在1500kV 以下；然后，一旦發生停電，備用電源需要在3s 內實現自動啟動，避免停電時間較長給國家帶來巨大的經濟損失；其次，如果發動機達到額定轉速，避免母線的啟動壓降降低，就需要按照從大到小的順序，分別進行投入；最后，供電系統恢復正常工作后，需要停留30s 后在進行供電，同時，發動機在供電后運行幾分鐘在進行關閉。如圖1 所示，電源由負載母線1 段引出，輸送給負載母線2 段，實現交流輸入和旁路輸入之間的相互替換，保障柴油發電機不會逆向倒送電。

圖1 變壓器低壓母線電路示意圖

5 結語

隨著我們城市化建設的速度越來越快，高層建筑的數量越來越多，規模越來越大，同時，高層建筑電氣設備的使用要求也越來越高，中低壓配電系統是高層建筑電氣設計中的重要環節，保障高層建筑居民的人身安全和財產安全。