高層建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)與線路安裝要點(diǎn)探析

任紅軍

摘 要：由于高層建筑的智能化對(duì)用電設(shè)備的需求變得越來越復(fù)雜，對(duì)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)和線路安裝提出了許多新的要求。電氣系統(tǒng)是否安裝合理也是對(duì)建筑安全的保障。本文對(duì)高層建筑電氣設(shè)計(jì)與線路安裝進(jìn)行詳細(xì)剖析，以滿足建筑智能化的要求。

關(guān)鍵詞：高層建筑；電氣設(shè)計(jì)；安裝

高層建筑面積大，人員密集，安裝的機(jī)電設(shè)備較復(fù)雜，所以對(duì)電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和安裝有嚴(yán)格的要求。要按照規(guī)定安裝電氣設(shè)備，避免事故的發(fā)生，另外施工人員也要有很強(qiáng)的安全意識(shí)，減少安全風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生率。

1.高層建筑電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1.1負(fù)荷的計(jì)算

負(fù)荷是電力負(fù)荷的簡(jiǎn)稱，負(fù)荷計(jì)算，就是計(jì)算用電設(shè)備、配電線路、配電裝置，以及變壓器、發(fā)電機(jī)中的電流和功率。這些按照一定方法計(jì)算出來的電流或功率稱為計(jì)算電流或計(jì)算功率。負(fù)荷計(jì)算通常是從用電設(shè)備開始的，逐級(jí)經(jīng)由配電裝置和配電線路，直至電力變壓器。即首先確定用電設(shè)備的設(shè)備容量（或額定負(fù)荷）和計(jì)算負(fù)荷，繼之計(jì)算用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷，最后計(jì)算總配電箱或整個(gè)配電室的計(jì)算負(fù)荷。

1.2供電電源及電壓的選擇

為了保證供電可靠性，現(xiàn)代高層建筑至少應(yīng)有兩個(gè)獨(dú)立電源，具體數(shù)量應(yīng)視負(fù)荷大小及當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)條件而定。兩路獨(dú)立電源運(yùn)行方式，原則上是兩路同時(shí)供電，互為備用。另外，還須裝設(shè)應(yīng)急備用柴油發(fā)電機(jī)組，要求在15s內(nèi)自動(dòng)恢復(fù)供電，保證事故照明、電腦設(shè)備、消防設(shè)備、電梯等設(shè)備的事故用電。國(guó)內(nèi)高層建筑的供電電壓，都采用10kV標(biāo)準(zhǔn)電壓等級(jí)。

1.3高低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

現(xiàn)代高層建筑均是采用兩路獨(dú)立的10kv電源同時(shí)供電。一般高壓采用單母線分段，自動(dòng)切換，互為備用。母線分段數(shù)目，與電源進(jìn)線回路數(shù)相適應(yīng)。只有當(dāng)供電電源為一主一備時(shí)，才考慮采用單母線不分段的結(jié)線。電源進(jìn)線幾乎全部采用電纜進(jìn)線。高壓系統(tǒng)及低壓干線的配電方式基本上都采用放射式系統(tǒng)。樓層配電則為混合式系統(tǒng)。配電設(shè)備中的主要部分是干線?，F(xiàn)代高層建筑的豎井多采用插接式母線槽。水平干線因走線困難，多采用全 塑電纜與豎井母干線聯(lián)接。每層樓豎井設(shè)層問配電小問。層間配電箱經(jīng)插接自動(dòng)空氣開關(guān)從豎井母干線取得電源。當(dāng)層數(shù)較多負(fù)荷數(shù)較大時(shí)，一般按層數(shù)分區(qū)供電，或?qū)⒆儔浩鞣稚⒃O(shè)在地下層、中間層或最頂層。低壓配電系統(tǒng)各級(jí)開關(guān)均采用自動(dòng)空氣開關(guān)（斷路器），設(shè)置瞬時(shí)、短延時(shí)、長(zhǎng)延時(shí)三級(jí)過流保護(hù)裝置。各級(jí)自動(dòng)空氣開關(guān)的保護(hù)整定，應(yīng)注意選擇性配合，防止越級(jí)跳閘。

1.4主要設(shè)備的選型

1.4.1高壓開關(guān)柜

高壓開關(guān)柜是指用于電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電、電能轉(zhuǎn)換和消耗中起通斷、控制或保護(hù)等作用。主要應(yīng)用于高層建筑的變配電中作為接受和分配電能之用，具有對(duì)電路實(shí)行控制、保護(hù)和檢測(cè)的功能?，F(xiàn)代高層建筑的變配電室設(shè)在主樓地下層，按規(guī)定不宜采用油開關(guān)。國(guó)外用于高層建筑的開關(guān)有三種類型可供選用：高壓空氣斷路器，sf6開關(guān)和真空斷路器。其中高壓空氣斷路器因技術(shù)陳舊，sf6 開關(guān) 尺寸數(shù)大，氣體具有毒性，故目前10kv真空斷路器應(yīng)用的較為普遍。

1.4.2電力變壓器

根據(jù)防火要求，主樓內(nèi)不允許裝設(shè)大容量的油浸電力變壓器。SBK系列自耦式或隔離式變壓器可解決國(guó)內(nèi)低壓電網(wǎng)與進(jìn)口設(shè)備的電壓匹配問題，同時(shí)變相變壓器既可解決電壓匹配又可解決三相電網(wǎng)不平衡的電能質(zhì)量問題。變壓器按類型分為：自耦式、隔離式、降壓式、升壓式、變相式這幾種類型。

1.4.3應(yīng)急備用發(fā)電機(jī)組

過去大多是采用柴油發(fā)電機(jī)組做應(yīng)急備用電源的。近年國(guó)外高層建筑已開始采用燃汽輪發(fā)電機(jī)。燃?xì)廨啓C(jī)主要由進(jìn)氣系統(tǒng)、壓氣機(jī)、燃燒室、透平、排氣系統(tǒng)、輔機(jī)系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)等組成。發(fā)電機(jī)采用三相同步發(fā)電機(jī)，以空氣為冷卻介質(zhì)，采用封閉式循環(huán)通風(fēng)冷卻，空氣冷卻器置于定子頂部。轉(zhuǎn)子繞組采用導(dǎo)體內(nèi)部直接冷卻形式。定子和轉(zhuǎn)子線圈絕緣等級(jí)為F級(jí)。勵(lì)磁機(jī)采用無刷勵(lì)磁，并配有高精度的自動(dòng)電壓調(diào)整器，實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)功率因數(shù)、電壓的控制、調(diào)節(jié)與保護(hù)。

1.5防雷與接地

現(xiàn)代高層建筑的防雷設(shè)計(jì)，采用避雷針和避雷帶的做法簡(jiǎn)單可靠、經(jīng)濟(jì)合算但必須保證各層樓面鋼筋、金屬管道與該層用作引下線的柱筋有可靠的連接，形成等電位層?，F(xiàn)代高層建筑的防雷接地$電氣設(shè)備的保護(hù)接地和工作接地，都是合在一起的，組成混合接地系統(tǒng)。接地電阻按最小的要求而定，通常是在4歐以下，利用建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)作接地板。

2.線路安裝內(nèi)容及要點(diǎn)

2.1地面敷設(shè)線槽的定義

地面線槽是一種封閉的，直接隱蔽于地面下的金屬線槽，可以靈活方便地提供電源、電話、電視、計(jì)算機(jī)、話筒等線纜傳輸電能和信號(hào)接口。

2.2安裝要求

（1）纜線橋架底部應(yīng)高于地面2.2m以上，頂部距建筑物樓板不宜小于300mm與梁及其他障礙物交叉處間的距離不宜小于50mm。

（2）線纜橋架水平敷設(shè)時(shí)，支撐間距宜為1.5～3m。垂直敷設(shè)時(shí)固定在建筑物結(jié)構(gòu)體上的間距宜小于2m，距地1.8m以下部分應(yīng)加金屬蓋板保護(hù)，或采用金屬走線柜包封，門應(yīng)可開啟。

（3）直線段纜線橋架沒超過15～30m或跨越建筑物變形縫時(shí)，應(yīng)設(shè)置伸縮補(bǔ)償裝置。

（4）金屬線槽敷設(shè)時(shí)，在下列情況下應(yīng)設(shè)置支架或吊架：線槽接頭處，沒間距3m處，離開線槽兩端出口0.5m出，轉(zhuǎn)彎處。

（5）橋架和線槽穿過防火墻體或樓板時(shí)，纜線布放完成后應(yīng)采取防火封堵措施。

2.3安裝工藝

（1）彈線定位：根據(jù)設(shè)計(jì)圖確定出進(jìn)戶線、盒、箱、柜等電氣器具的安裝位置，從始端至終端（先干線后支線）找好水平或垂直線，用粉線袋沿墻壁、頂棚和地面等處，在線路的中心線進(jìn)行彈線，按照設(shè)計(jì)圖要求及施工驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定，分勻檔距并用筆標(biāo)出具體位置。

（2）預(yù)留孔洞：根據(jù)設(shè)計(jì)圖標(biāo)注的軸線部位，將預(yù)制加工好的木質(zhì)或鐵制框架，固定在標(biāo)出的位置上，并進(jìn)行調(diào)直找正，待現(xiàn)澆混凝土凝固模板拆除后，拆下框架，并抹平孔洞口（收好孔洞口）。

（3）線槽敷設(shè)：線槽直線段連接應(yīng)采用連接板，用墊圈、彈簧墊圈、螺母緊固，接茬處應(yīng)縫隙嚴(yán)密平齊。線槽進(jìn)行交叉、轉(zhuǎn)彎、丁字連接時(shí)，應(yīng)采用單通、二通、四通或平面二通、平面三通等進(jìn)行變通連接，導(dǎo)線接頭處應(yīng)設(shè)置接線盒或?qū)?dǎo)線接頭放在電器具內(nèi)。線槽與盒、箱、柜等接茬是，進(jìn)線和出線口等處應(yīng)采用抱腳連接，并用螺絲緊固，末端應(yīng)加裝封堵。建筑物的表面如有坡度時(shí)，線槽應(yīng)隨其變化坡度。待線槽全部敷設(shè)完畢后，應(yīng)在配線之前進(jìn)行調(diào)整檢查。確認(rèn)合格后，再進(jìn)行槽內(nèi)配線。

（4）槽內(nèi)配線：首先清掃線槽，可先將帶線穿插至出線口，然后將布條綁在帶線一端，從中一端將布線條拉出，反復(fù)多次可將線槽內(nèi)的雜物和積水清理干凈，也可用空氣壓縮機(jī)將線槽內(nèi)的雜物和積水吹出。放線前應(yīng)先檢查管及線槽連接處的護(hù)口是否齊全，其放線和導(dǎo)線連接部分與其它管路敷設(shè)形式大致相同。

（5）線路檢測(cè)：線路檢查及絕緣遙測(cè)按相關(guān)規(guī)范操作。

總 結(jié)：

為了滿足高層建筑對(duì)智能化的需要，要將電氣系統(tǒng)實(shí)際與線路安裝的安全性和靈活性放在首位，嚴(yán)格按照安裝規(guī)定進(jìn)行施工，從而推進(jìn)建筑智能化的進(jìn)程。

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