高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)安全問(wèn)題探究

曾真斌

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，逐漸增多的城市人口對(duì)住房需求的不斷增加，高層建筑就這樣應(yīng)運(yùn)而生了。在高層建筑的構(gòu)成當(dāng)中，低壓配電系統(tǒng)占據(jù)著至關(guān)重要的地位。在高層建筑施工過(guò)程中，其電氣設(shè)計(jì)低壓配電系統(tǒng)應(yīng)該不斷地優(yōu)化，否則就會(huì)為高層建筑在后期的使用過(guò)程中埋下安全隱患。尤其是高層建筑在使用中會(huì)涉及到大量的電器設(shè)備，就使其用電負(fù)荷大大增加，一旦設(shè)計(jì)出現(xiàn)故障很容易引起安全事故。因此，本文主要分析高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)的安全性，并闡述其具體應(yīng)用和設(shè)計(jì)保護(hù)方面的內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：高層建筑；低壓配電系統(tǒng)；電氣設(shè)計(jì)；安全問(wèn)題

經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展帶動(dòng)了我國(guó)建筑行業(yè)的進(jìn)步，其中高層建筑的出現(xiàn)和應(yīng)用就是我國(guó)建筑行業(yè)的進(jìn)步表現(xiàn)。低壓配電系統(tǒng)對(duì)于高層建筑而言至關(guān)重要，因此，在高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮其合理性和科學(xué)性，從而為電氣系統(tǒng)的正常運(yùn)作奠定良好的基礎(chǔ)。現(xiàn)如今，在我國(guó)高層建筑低壓配電系統(tǒng)中逐漸暴露一些問(wèn)題，若相關(guān)工作人員沒(méi)有妥善的處理這些問(wèn)題，將不利于我國(guó)高層建筑電氣系統(tǒng)的健康發(fā)展。因此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該立足于實(shí)際情況，堅(jiān)持實(shí)事求是的原則來(lái)處理其中存在的安全問(wèn)題，從而使我國(guó)建筑工程的整體質(zhì)量得到切實(shí)的保障。

一、常見的低壓配電系統(tǒng)

1、TT低壓配電系統(tǒng)

TT低壓配電系統(tǒng)在我國(guó)由來(lái)已久，但是該系統(tǒng)的應(yīng)用范圍比TN低壓配電系統(tǒng)的應(yīng)用范圍要小很多，TT低壓配電系統(tǒng)在接地設(shè)計(jì)時(shí)充分利用電源中性點(diǎn)的位置，從而達(dá)到保護(hù)低壓配電系統(tǒng)安全性的目的。此外，在電氣設(shè)備中存在導(dǎo)電部分外漏的可能性，因此也應(yīng)該對(duì)其設(shè)置接地保護(hù)。高層建筑電氣系統(tǒng)處在正常運(yùn)行的狀態(tài)時(shí)，PE線路是不攜帶電流的，也就是說(shuō)在高層建筑電氣低壓配電中利用TT系統(tǒng)時(shí)，電力系統(tǒng)內(nèi)部的PE線和中性線N是不帶電的。盡管在某種程度上來(lái)講，TT系統(tǒng)可以使漏電設(shè)備外殼對(duì)地電壓得到大幅度的降低，但是即便是降低了也無(wú)法符合安全范圍的具體要求。在充分把握TT系統(tǒng)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，可以充分的認(rèn)識(shí)到，其在具有較小電容量的農(nóng)村低壓電網(wǎng)或者具有較高接地要求的電子設(shè)備中可以發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

2、TN低壓配電系統(tǒng)

在高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)最常見的一種系統(tǒng)應(yīng)用就是TN系統(tǒng)。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理就是將所有可到金屬外殼中統(tǒng)一的保護(hù)線連接到高層建筑所有的電氣設(shè)備上，并且在保護(hù)低壓配電系統(tǒng)時(shí)可以采用切合實(shí)際的保護(hù)模式。此外，為了使保護(hù)效果得到較大的提升，除了要設(shè)置電氣設(shè)備外殼保護(hù)線之外，亦要用相同模式來(lái)連接配電系統(tǒng)的各個(gè)中性點(diǎn)。在TN低壓配電系統(tǒng)中，根據(jù)電氣設(shè)備外露的不同導(dǎo)電部分及連接方式，可以將其分為三種保護(hù)模式，分別是TN-C-S、TN-C、TN-S。在設(shè)置這三種低壓配電系統(tǒng)時(shí)應(yīng)該充分考慮到保護(hù)線與中性線之間的合并關(guān)系，并有效劃分其細(xì)節(jié)，實(shí)現(xiàn)最大程度的保護(hù)低壓配電系統(tǒng)，從而切實(shí)的提高高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)的安全性。

二、配電系統(tǒng)中供配電方案的安全性分析

在高層建筑電氣設(shè)計(jì)當(dāng)中，要以電力符合的基本要求為基礎(chǔ)來(lái)設(shè)置供電電源。根據(jù)中斷供電在經(jīng)濟(jì)上和政治上所造成的影響及損失程度的不同，可以將其分為一、二、三個(gè)等級(jí)的電力負(fù)荷。發(fā)電機(jī)組若可以脫離正常電源而獨(dú)立存在，其應(yīng)急電源應(yīng)選擇可以獨(dú)立運(yùn)作的干電池、蓄電池及專用饋電線路。在設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)的過(guò)程中，其所采取的供電措施只有以負(fù)荷等級(jí)為基礎(chǔ)才能夠在一定程度上保障供電系統(tǒng)的安全性和合理性。無(wú)論供電電源的負(fù)荷級(jí)別如何，其都應(yīng)該嚴(yán)格遵守相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。對(duì)于高層建筑而言，其對(duì)負(fù)荷并沒(méi)有特殊要求，因此可以選擇一路市政電源加應(yīng)急發(fā)電機(jī)組或者兩路市政電源供電均可，其中前者在高層建筑中的應(yīng)用較為廣泛。

在高層建筑中，其負(fù)荷大多數(shù)可以分為一級(jí)負(fù)荷和二級(jí)負(fù)荷，在這種情況下其需要配備的設(shè)備有變壓器2臺(tái)、柴油發(fā)電機(jī)組1臺(tái)。柴油發(fā)電機(jī)組在啟動(dòng)過(guò)程中有如下要求：當(dāng)10kV兩進(jìn)線回路均停電時(shí)，作為應(yīng)急電源設(shè)備的柴油發(fā)電機(jī)組其自動(dòng)啟動(dòng)的時(shí)間在15秒以內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷的供電目標(biāo)，為了盡可能的避免由于停電對(duì)消防用電可靠性的不利影響，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，消防控制室應(yīng)該在第一時(shí)間對(duì)火災(zāi)進(jìn)行確認(rèn)，盡可能的將所有非消防電源立即切斷，并將報(bào)警裝置、疏散標(biāo)志燈和火災(zāi)應(yīng)急照明燈接通。因此，在選擇高層建筑電氣設(shè)計(jì)低壓配電系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)該根據(jù)工程項(xiàng)目的實(shí)際需求來(lái)優(yōu)化配電系統(tǒng)方案，提高其方案的科學(xué)性和合理性，從而使高層建筑供電安全得以有效保障。

三、高層建筑中低壓配電系統(tǒng)的接地保護(hù)設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)高層建筑低壓配電系統(tǒng)接地保護(hù)時(shí)，應(yīng)該將具備自動(dòng)切斷功能的故障電路保護(hù)裝置及時(shí)的安裝到位，當(dāng)?shù)蛪号潆娤到y(tǒng)發(fā)生故障時(shí)盡可能的保障其運(yùn)營(yíng)的穩(wěn)定性和安全性。為了將接地保護(hù)系統(tǒng)的重要作用充分發(fā)揮出來(lái)，在高層建筑電氣設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該充分考慮到其電氣的特點(diǎn)和工程實(shí)際情況，詳細(xì)的掌握和了解高層建筑使用電氣設(shè)備的實(shí)際情況，并校驗(yàn)電氣回路的導(dǎo)線截面，這是接地保護(hù)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，可以在一定程度上提高接地保護(hù)的安全性和有效性。在高層建筑電氣設(shè)計(jì)中，外部危險(xiǎn)電壓會(huì)對(duì)其產(chǎn)生一定的不利影響，嚴(yán)重威脅和影響高層建筑線路的安全性，在這種情況下，需要聯(lián)結(jié)低壓配電系統(tǒng)接地保護(hù)形式的總電位，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該區(qū)分不同的接地保護(hù)模式。IT接地保護(hù)系統(tǒng)是在電網(wǎng)外部導(dǎo)電部分上設(shè)置接地故障保護(hù)，因此，該系統(tǒng)在實(shí)踐過(guò)程中，外部導(dǎo)電部分若出現(xiàn)故障，且其電壓在規(guī)定范圍內(nèi)的情況下，接地保護(hù)系統(tǒng)在不中斷供電保護(hù)的前提下發(fā)出警報(bào)。TN接地保護(hù)系統(tǒng)最容易出現(xiàn)的短路問(wèn)題主要集中在金屬部分，在這種情況下需要充分利用電流保護(hù)器來(lái)有效的控制短路電流，以此為基礎(chǔ)設(shè)置設(shè)備保護(hù)，接地設(shè)置的合理性和科學(xué)性可以在一定程度上使高層建筑低壓配電系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障的頻率大大降低。但是值得注意的是，若高層建筑具有較長(zhǎng)的電網(wǎng)線路或其具有較小的電網(wǎng)線路導(dǎo)線截面，其在保護(hù)設(shè)置時(shí)應(yīng)該重視對(duì)漏電保護(hù)器的有效應(yīng)用。TT接地保護(hù)系統(tǒng)也是在外部導(dǎo)電部分設(shè)置接地故障保護(hù)，實(shí)現(xiàn)有效保護(hù)電氣，切斷故障回路電流的目的。

此外，在低壓配電系統(tǒng)接地保護(hù)中應(yīng)該重視對(duì)漏電斷路器的有效應(yīng)用，合理選擇漏電斷路器可以從整體上提高低壓配電系統(tǒng)的安全性。

結(jié)語(yǔ)：

在高層建筑電氣設(shè)計(jì)當(dāng)中，低壓配電系統(tǒng)的安全性至關(guān)重要，要想使其安全性得到一定的保障，就需要對(duì)低壓配電系統(tǒng)采取接地保護(hù)措施，在一定程度上提高整個(gè)高層建筑電氣系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，從而使高層建筑電氣設(shè)計(jì)水平得到較大的提升，以便可以更好的服務(wù)于廣大百姓，為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

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