建筑電氣工程中低壓供配電系統的可靠性探析

張悅

摘 要：建筑電氣安裝工程是一個復雜的項目。在當前的建筑工程建設中，建筑電氣安裝工程所占的比重越來越大，它已逐漸成為影響工程進度，成本和質量的重要環節，成為整個建筑的動力源。低壓配電設計的質量直接關系到建筑系統各種功能的實現。本文主要分析和討論影響高層建筑低壓供配電系統的因素以及該供配電系統的安全性和可靠性。

關鍵詞：高層建筑;低壓供配電系統;電氣設計

前言

高層建筑中使用的電源系統通?；诘蛪汗╇姾团潆娤到y，不僅可以滿足高層建筑對電力的基本需求，而且可以確保用電過程的安全性。低壓配電系統是電氣設計中最關鍵的部分，也是整個建筑電氣系統的重要組成部分，在整個電氣系統中起著不可替代的作用。如果要設計安全可靠的低壓供電和配電系統，則應綜合考慮建筑物的特性和電氣設備的性質，并設計科學的供電和配電計劃。

1 影響建筑供電系統的安全可靠性的原因

1.1過載及短路保護

在傳統的低壓供電系統中，過于重視過載、短路保護等方面的問題，雖然達到保護用電設備和供電線路不受損壞的目的，但忽略了其安全問題。

1.2保護裝置不到位

由于正在運行的低壓配電系統中，保護接零和過流保護裝置等相關安全保護措施設置出現問題，乃至其無法科學有效地對漏電情況進行控制，導致高層建筑經常性出現火災事故，造成嚴重的人身傷亡和財產損失。

1.3電氣接地質量問題

在高層建筑的電氣設計和施工過程中，低壓配電系統的接地形式是混合的，但電源系統尚未安全有效地接地，或未按照相應工作要求接地 規格，導致電氣接地的質量出現問題，并且未對關鍵電子設備進行等電位連接設置，這會導致大量人身傷害和死亡事故，例如不應該發生的電擊。

1.4漏電保護器使用問題

隨著各種電氣設備的廣泛應用，漏電保護器的使用范圍變得越來越流行。目前，漏電保護器是對電器的有效保護，可以有效地控制和防止接地故障，并避免觸電和火災。由于漏電保護器的電流選擇和接線問題，漏電保護器常常不能充分發揮作用，因此降低了供電系統的可靠性和安全性。

2 高層建筑低壓供配電系統可靠性分析

2.1低壓供配電干線分支模式

高層建筑常用的低壓供配電分支模式包括三種：（1）樹干式分支。樹干式的供配電方式主要是把建筑各個樓層的配電箱設置在電氣豎井內，通過接式封閉母線槽、電纜穿刺線夾等把電有效分支。該模式主要在樓層多、負荷大的建筑，優勢在于安裝維修方便，減少了低壓配電屏的量;（2）分區樹干式分支，該種供配電方式采取每個回路干線負責一個供配電區域，可靠性較好。其中，每一個回路干線負責5～6層。高層建筑層數較多，因此分區可按照實際情況進行優化調整，但最高層數不可大于10層;（3）放射式分支。該模式也是高層建筑低壓供配電的主要方式之一，在消防設施和重要用電負荷重可采取該種模式，也就是應用專用型垂直干線回路。回路和備用回路是相互獨立的，可在末端供配電箱進行自動轉換。

2.2配電設備的可靠性分析

供配電設備選擇的先進性和設備本身的可靠性直接影響低壓供配電系統的可靠性。因此，有必要選擇性能良好的設備，如變壓器，繼電保護設備等。這些設備具有很高的自動化程度，具有一定的相移保護，自動開合等功能，大大提高了設備的可靠性。低壓供電和配電的可靠性。高層建筑可以選擇具有良好耐火性的箱式干式變壓器，因為干式變壓器的絕緣材料均為阻燃和阻燃材料。 即使發生火災，雷擊等，也不會造成重大災難。同時，干式變壓器具有很強的防潮和防污性能，并且可以在惡劣的環境下工作。

2.3系統主接線可靠性分析

高層建筑低壓供配電系統是直接面向控制終端的，設備多、分別廣，且現場條件較為復雜，系統本身和設備頻繁操作、故障問題等會導致諧波干擾等情況，可靠性要求較高。要求低壓供配電系統要采取系統集成的方式，降低投資和運行費用。高層建筑低壓供配電一般采用交流380/220V放射式貨樹干式結合的供電方式。對于集中負荷貨重要負荷采取放射式供電，照明及一般性負荷采用放射式和樹干式結合供電方式，可滿足供電要求，提高供電安全性和可靠性。

3 高層建筑低壓供配電系統安全性分析

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。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漏電斷路器的選擇方法

在高層建筑的接地保護設置中，漏電斷路器是必不可少的。以下是對選擇漏電斷路器的相關注意事項的分析。其中，選擇漏電斷路器的額定工作電流是非常關鍵的一步。在選擇漏電斷路器的額定工作電流時，首要任務是確定連接在配電系統末端的漏電斷路器的電擊能量的特定標準。必須注意電氣系統中的正常泄漏電流設置，并且該值必須低?；诼╇姅嗦菲鞯念~定工作電流以避免損壞電路電壓，有必要遵循某些原則來確定漏電斷路器的工作電流。在電氣設計過程中，不僅在分支線路和線路末端的電氣設備中使用漏電斷路器，還必須在分支機構和干線中使用漏電斷路器，以更好地保護電網。

3.3低壓配電系統設計中的接地保護

高層建筑應可靠接地，其接地要嚴格的要求。配電系統設計往往采用IT、TT、TN這三種接地保護模式。其中TT系統往往是提供設置在外露導電的部分的接地保護，起到的是及時切斷故障回路中的電流的作用，實現電氣保護的功能;TT系統具有的接地故障保護和IT系統差不多，同樣是設置電網的外露部分。在進行接地保護的時候，如果電網的外露導電部分的故障電壓在規定的標準之下，TT系統不會對供電進行保護性切斷，只是通過相關的警報裝置發出報警，提示相關工作人員排除相關故障。

TN系統的接地故障中，大多數是由于金屬性短路或者是故障發生時電流過大才會引發TN系統的保護機制。因此，應該采用電流保護器來實現對電路負荷和電流短路的保護功能，達到接地保護的作用。除此之外，配電系統的接地應與防雷接地獨立開來，以免形成干擾。

4 結語

簡而言之，設計低壓配電系統時，設計人員應使布局盡可能科學合理，綜合衡量供電系統的可靠性和安全性，同時有效地利用能源，實現盡可能降低建筑物的節能降噪，以確保低壓供配電系統的可靠性和安全性。

參考文獻：

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[2]住宅小區建筑電氣與智能化控制系統的設計[D].景國秀.南昌大學 2013

（中國電子系統工程第四建設有限公司北京亦莊分公司，北京100000）