高層建筑電氣設計中低壓供配電系統安全性的考慮

劉文濤

摘要：低壓配電系統在高層建筑中占有重要地位，建筑工程中電氣工程設計的發展成為人們關注的焦點。本文分析了高層建筑電氣設備的特點和常見的低壓配電系統。在人們的日常生活中，常見的低壓配電系統有TT低壓配電系統、TN系統等模式。通過闡述日常生活中常見的低壓配電系統，分析了高層建筑電氣設計中低壓配電系統的安全性。

關鍵詞：高層建筑;電氣設計;低壓配電系統

引言：

從安全角度來看，提高低壓配電系統安全性有三種途徑，即設置科學合理的自動切斷裝置、選擇最佳備用電源和選擇合適的漏電斷路器來提高配電系統的安全性。但是，在實際發展過程中，我國的電氣設計存在很多問題。針對存在的弊端，如果現代技術人員不采取合理的措施來糾正和避免隱患，將會嚴重阻礙我國高層建筑電氣的順利發展。整個高層建筑的低壓配電系統主要由低壓配電器、高壓配電線路和配電變電站組成。在安全設計上，考慮到過載帶來的風險，當整個高層建筑電能過載時，自動保護系統切斷電源，從而保證高層建筑內設備和電機的安全。

1高層建筑物電氣設備的特點

高層建筑在緩解城市居民土地緊張方面發揮了積極作用。然而，在高密度、集群供電的需求下，如何保證低壓配電系統供電的穩定性成為人們需要考慮的問題。高層建筑電氣設備有其自身的特點：①內部電氣設備豐富，弱電設備多，家用電器多，如空調設備、廚房電器、鍋爐房用電、電梯、防雷設備、照明設備、洗衣房、消防用電等;②電氣系統復雜。除了電氣系統之外，建筑中還有許多系統交叉混合，導致設備和系統非常復雜。③有各種電路。在高層建筑中，電氣線路包括消防、消防、廣播音響、通信、高低壓配電等。④電氣室多。為保證負荷中心，變電所設置在地下室、外層等。一些設計師將設施設計在建筑物的頂部或中部。通信站、廣播室、消防控制中心等。都需要空間。為了區分高層建筑中的多種電氣線路，人們選擇垂直向上敷設，也就是說需要設置電氣豎井和電力功能室。⑤對供電可靠性要求高。高層建筑中的電力負荷大部分是二級負荷，只有一部分是一級負荷。因此，高層建筑對供電可靠性提出了更多的要求，一般只有兩個或兩個以上的高壓電源。為保證供電的穩定性和可靠性，將選擇柴油發電機組和燃氣輪機發電機組作為備用電源。⑥用電量大，負荷密度高，高層建筑用電設備需求量大，尤其是空調設備用電量巨大，占40-50%。負載密度在60W/m以上，甚至更高。⑦自動化程度高。根據高層建筑的實際情況，為了降低能耗、設備更新費用、保證設備的使用壽命、減少管理勞動力的投入，只能采用自動化技術。利用自動化技術實現設備的實時監控和管理、設備控制和性能優化。高層建筑的消防也要做好基本的自衛自救，消防以安全和經濟為主。

2高層建筑低壓配電系統安全性的影響因素

2.1電線短路裝置對安全性的影響

由于高層建筑中設備和用戶數量眾多，低壓配電系統具有一定的復雜性，對整個供電系統的要求也很高。在多種運行方式的共同作用下，電氣短路問題頻繁發生。如果高層建筑的管理者在短路發生后，對電氣設備的處理不夠重視，很可能會出現接地質量問題，阻礙整個電力系統的正常運行。因此，為了保證供電設備和供電的安全，必須及時糾正導線的短路故障。

2.2漏電保護裝置對安全的影響

合理的漏電保護裝置可以有效地檢測漏電問題的發生，進而減少由此引發的漏電和火災事故。如果漏電保護裝置設計不合理，極有可能引發一系列事故，給生命財產安全帶來損失。該漏電保護器能在高層建筑中的人們在日常生活中接觸到電流時，及時切斷電源，確保人們的生命安全。

2.3供配電方案的安全性分析

供配電方案的安全性分析主要涉及兩個方面：一是配電線路的安全性;第二，低壓配電系統供電方案的安全性。這兩個因素對低壓供配電系統的后續安全穩定運行具有重要意義。在配電線路的安全設計中，設計人員需要綜合分析建筑物本身的性質、配電系統的整體建設要求以及施工環境因素。在實際設計中，應避免外界污染物對施工的影響，防止線路的敷設受到外界的擠壓和沖擊。根據配電箱的設計，應采用防水和防火保護裝置。同時，針對設計的整體控制，做好供配電的安全性分析，有利于保證后續設備運行的穩定性。這就需要設計人員制定幾個最優方案，深入研究每個方案所采用的供配電系統的優缺點，然后選擇最終的措施。

3高層建筑電氣設計中低壓配電系統安全性探究

3.1設置科學合理的自動切斷裝置

在高層建筑低壓配電系統的接地保護設置中安裝自動切斷保護裝置，可以起到很好的保護作用，有助于保證整個建筑電氣系統的安全和低壓配電系統在故障情況下的安全。在電氣設計中，一定要掌握高層建筑用電需求的實際情況，了解系統的電氣特性，充分掌握電氣設備的具體用法，了解電氣設備電路導體的截面材料，以獲得的數據作為實現接地保護的主要依據，進行基礎設計，確保接地保護更加安全。在電氣設計過程中，為了避免外部危險電壓對系統的影響，給建筑線路帶來更多的威脅，可以對低壓配電系統的接地保護形式進行總電位聯合設計。例如，對于IT、TN和TT三種不同的接地形式，也需要進行合理的區分和單獨設計，以保證電網的整體運行安全。IT系統的故障主要是由于外部導電部分的接地保護設置裝置。如果在具體使用過程中出現外部問題，電壓在規定的標準范圍內，接地保護系統會在此過程中報警，但會繼續提供保護。TN接地保護系統大多因金屬故障而短路，所以在設置TN模式保護時，需要電流保護器保護電流，從而保護設備。正確的接地設置可以減少系統故障，但當采用特定的保護措施時，如長線路、小網線截面時，則選擇漏電保護器保護電源。在TT保護系統中，接地故障保護設置在外部導電部分，從而有效地保護用電，達到切斷故障回路電流的目的。

3.2選擇合適的備用電源

建筑物內使用的備用電源包括應急發電機組、應急消防電源等。應急發電機組包括柴油發電機組和燃氣發電機組。柴油發電機組是柴油和發動機共同發電的設備。優點是機組的運行不會受到城市電網運行的影響，是一個相對獨立的理想電源。該裝置動力好，射程強，操作簡單，易于自控。缺點是噪音大，過載能力低。汽輪機組有很多種，如燃氣輪機、發電機等，不需要使用冷卻水進行冷卻，空氣可以自行冷卻。也就是說，燃氣輪機組的耗氣量比柴油機組大，所以可以安裝在地面上，也可以安裝在屋頂上，不適合排氣困難的地下場所。

3.3選擇合適的漏電斷路器

漏電斷路器是高層建筑中的重要環節，在低壓配電系統中起著非常重要的作用。在高層建筑的電氣低壓配電系統中，選擇合理的漏電斷路器非常重要，它能有效地保障供電的安全性和合理性，有利于供電的穩定性。因此，技術人員在選擇漏電電流時，應進行詳細分析，通過選擇合理的漏電斷路器來確定操作電流。為保證漏電斷路器額定動作的準確選擇，技術人員可按兩步選擇：①漏電斷路器具有良好的能力，安全極限符合實際標準;②確定額定工作電流范圍高于系統的泄漏電流，避免在安全范圍內操作造成的錯誤，實現對電網的有效保護。技術人員在設計時，要在支線和線路的每個環節安裝漏電斷路器，例如在末端、支線和干線，通過合理的設計提高供電系統的安全性和合理性。短時漏電裝置可以防止人員觸電，從而保證電力系統的安全性和可靠性。

結語：

目前，中國建筑行業的發展逐漸穩定，其中硬件設計越來越復雜，發展迅速。在這種趨勢下，高層建筑如雨后春筍，隨之而來的是與高層建筑一起發展起來的電氣工程設計。高層建筑的發展需要電氣設備作為重要支撐。在這種情況下，需要科學合理地完成設計，以保證系統的正常運行。

參考文獻：

[1]孫宇魁.高層建筑電氣設計中低壓配電系統安全性研究[J].山西建筑，2018，44（07）：124-126.

[2]陳濤.高層建筑電氣設計中低壓配電系統安全性初探[J].建材與裝飾，2018（28）：197-198.