高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)安全性探討

蔡永濤

摘 要：文章從我國(guó)高層建筑中低電壓的配置系統(tǒng)的相關(guān)概念入手分析了放射式、鏈?zhǔn)揭约皹?shù)干式等三種配當(dāng)邏輯，并且分別對(duì)高層建筑的低壓配電的安全保護(hù)措施以及高層建筑中低壓配電系統(tǒng)的安全性進(jìn)行了分析，進(jìn)一步探討加強(qiáng)中低壓配點(diǎn)系統(tǒng)安全性的相關(guān)有效措施。

關(guān)鍵詞：高層；電氣設(shè)計(jì)；中低壓；配電系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU976 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）10-0083-02

Abstract： Based on the concept of low-voltage configuration system in high-rise buildings in China， this paper analyzes three kinds of matching logic， namely， radiation type， chain type and trunk type. And the safety protection measures of low-voltage distribution in high-rise buildings and the safety of medium- and low-voltage distribution system of high-rise buildings are analyzed， and the effective measures to strengthen the safety of medium- and low-voltage distribution system are discussed.

Keywords： high-rise buildings； electrical design； medium and low voltage； distribution system

1 高層建筑中低壓配電系統(tǒng)概述

所謂的高層建筑的中低壓配電系統(tǒng)是高層建筑中常見(jiàn)的供電方式，一般來(lái)說(shuō)有以下幾種方式：

（1）放射式配電系統(tǒng)。放射式指通過(guò)高層建筑物總的配電設(shè)備，將電力分配和輸送給建筑中各個(gè)次級(jí)配電箱當(dāng)中。同時(shí)因?yàn)槊恳粋€(gè)次級(jí)電箱是單獨(dú)進(jìn)行工作的，所以每一條子線(xiàn)路都是單獨(dú)運(yùn)行的，當(dāng)任意子線(xiàn)路發(fā)生故障，無(wú)法正常工作時(shí)，其他子線(xiàn)路不會(huì)受到影響，這種配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式的好處就是可靠性高，整體配電系統(tǒng)在日常使用中的控制方便。缺點(diǎn)在于由于采取單一核心控制多種次級(jí)配點(diǎn)箱，導(dǎo)致了實(shí)際布線(xiàn)的過(guò)程較為復(fù)雜，并且需要采取高度集中的控制方式。（2）鏈條式配電系統(tǒng)。鏈條式配電系統(tǒng)指的是在同一條主線(xiàn)路上，采取“串接”的方式連接不同等級(jí)的自配電箱，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)高層建筑的整體電能控制，與之前的放射式配電系統(tǒng)相比，鏈?zhǔn)脚潆娋哂泄?jié)省布線(xiàn)長(zhǎng)度，減少支路，成本低等優(yōu)點(diǎn)，更加便于實(shí)際施工過(guò)程中電纜的鋪設(shè)。缺點(diǎn)是如果主線(xiàn)路的某個(gè)部分出現(xiàn)了故障，可能導(dǎo)致與其相連接的一部分次級(jí)配電箱的正常使用受到影響，同時(shí)如果整個(gè)系統(tǒng)中某一部分的配電單元在使用的過(guò)程中出現(xiàn)了問(wèn)題，那么就會(huì)帶來(lái)整個(gè)配電系統(tǒng)的暫時(shí)斷電檢修，影響與其相連接的電路使用端的正常使用。某個(gè)配電箱出現(xiàn)了問(wèn)題需要檢修時(shí)，要求對(duì)全中低壓配電系統(tǒng)內(nèi)的所有配電箱進(jìn)行斷電，會(huì)擴(kuò)大故障的影響范圍，導(dǎo)致大面積停電。

（3） “樹(shù)干形”配電系統(tǒng)。所謂的樹(shù)干形配電系統(tǒng)，是指各個(gè)次級(jí)的配電箱與總線(xiàn)連接在一個(gè)主干線(xiàn)上。和鏈?zhǔn)脚潆娤到y(tǒng)相似，由于在線(xiàn)路設(shè)計(jì)上路程較短，在實(shí)際施工的過(guò)程中也具有低成本，便于施工等特點(diǎn)。當(dāng)然也同樣存在如果主干線(xiàn)路出現(xiàn)故障，會(huì)影響一部分與其相連接的次級(jí)用戶(hù)的正常使用。

2 低壓配電系統(tǒng)的安全保護(hù)系統(tǒng)

一般使用的電源電力都是通過(guò)高壓輸電系統(tǒng)，輸入到具體用戶(hù)的時(shí)候需要通過(guò)配電系統(tǒng)將電流的電壓轉(zhuǎn)換為低壓，并且通過(guò)低壓配電系統(tǒng)將電流配送到每一個(gè)次級(jí)用戶(hù)端。綜上所述由于低壓配電系統(tǒng)是用戶(hù)使用息息相關(guān)的配電裝置，所以在高層建筑的配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中要十分注意低壓配電系統(tǒng)的安全性。高層建筑低壓配電系統(tǒng)的接地保護(hù)，不僅可以在技術(shù)層面上達(dá)到保護(hù)電流的效果，而且可以增加電路在使用過(guò)程中的穩(wěn)定行。那么在實(shí)際的使用過(guò)程中到底有那幾種低壓配電系統(tǒng)呢？本文主要列舉了常見(jiàn)的三種低壓配電系統(tǒng)，探討其合理性和安全性。

2.1 低壓配電TT系統(tǒng)

低壓配電TT系統(tǒng)主要應(yīng)用于兩個(gè)方面：（1）建筑電氣系統(tǒng)電源的中性點(diǎn)處需要進(jìn)行直接的接地保護(hù)；（2）對(duì)電

氣設(shè)備中外漏導(dǎo)電部分和電源中性點(diǎn)的接地設(shè)置中安裝接地保護(hù)裝置。在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)相關(guān)部門(mén)的規(guī)定選擇使用何種系統(tǒng)，TT系統(tǒng)一般應(yīng)用于用電能力較低的農(nóng)村地區(qū)和一些個(gè)別城市公用低壓線(xiàn)路也會(huì)使用，用電負(fù)荷較高的地區(qū)則不采取該系統(tǒng)。

2.2 低壓配電IT系統(tǒng)

在低壓配電IT系統(tǒng)中，包括兩個(gè)方面：（1）區(qū)分建筑電氣系統(tǒng)中的電源端口的帶電區(qū)域不進(jìn)行接地設(shè)置；（2）還要保證接地過(guò)程中對(duì)經(jīng)過(guò)的高電阻、電抗或者阻抗以及外漏導(dǎo)電部分都要進(jìn)行接地保護(hù)。在使用低壓配電IT系統(tǒng)時(shí)要確保供電穩(wěn)定性和安全性。該系統(tǒng)常被用于供電要求較高的場(chǎng)所，多數(shù)企業(yè)的運(yùn)行生產(chǎn)也使用該裝置系統(tǒng)。

2.3 低壓配電TN系統(tǒng)

TN供電系統(tǒng)也是常用于高層建筑電氣設(shè)計(jì)中，首先將設(shè)備外殼接到保護(hù)線(xiàn)上，進(jìn)行保護(hù)模式設(shè)置。TN供電系統(tǒng)有三種模式，分為T(mén)N-C，TN-S和TN-C-S，通過(guò)低壓配電系統(tǒng)中保護(hù)線(xiàn)和中性線(xiàn)的合并關(guān)系進(jìn)行設(shè)置。這三種模式各有優(yōu)缺點(diǎn)，TN-C是三相四線(xiàn)系統(tǒng)，容易設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)；TN-S是三相四線(xiàn)加PE線(xiàn)的接地系統(tǒng)，適用于精密儀器或危險(xiǎn)易爆場(chǎng)所；TN-C-S適用于工礦企業(yè)的供電。

3 高層建筑低壓配電系統(tǒng)的安全性分析

高層建筑的用電使用安全不僅關(guān)系到日常工作和生產(chǎn)是否能夠正常進(jìn)行，更是保證人民生命財(cái)產(chǎn)安全的重要手段，所以我們?cè)诖藢?duì)高層建筑低壓配電系統(tǒng)的安全性從以下幾個(gè)方面進(jìn)行剖析：首先需要考慮的是供電系統(tǒng)的負(fù)載分級(jí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要包括變壓器和電壓兩個(gè)方面，合理的選擇變壓器不僅有利于電流的輸送更是用電安全的有效保證，在選擇變壓器的時(shí)應(yīng)當(dāng)注意高層建筑各層的功能分布與用電需求，確保對(duì)電流量進(jìn)行合理的分配，另外需要符合項(xiàng)目用地所在區(qū)域供電局對(duì)于電流量的綜合調(diào)配要求，最后由于變壓器長(zhǎng)時(shí)間處于高負(fù)荷的工作狀態(tài)當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)保證負(fù)荷率在百分之八十以下，并且服務(wù)的半徑不超過(guò)兩百米。其次應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)電路主要連接線(xiàn)的安全控制，由于配電系統(tǒng)具有符合大，電壓使用頻率變化迅速等特點(diǎn)，如果發(fā)生故障會(huì)影響到整個(gè)供電線(xiàn)路的正常使用，所以建議在實(shí)際的工程當(dāng)中使用放射或樹(shù)狀輸電模式，從而提高供電的穩(wěn)定性。最后應(yīng)當(dāng)注意電路的接地保護(hù)，雖然在傳統(tǒng)的認(rèn)識(shí)當(dāng)中接地保護(hù)是最基礎(chǔ)的保護(hù)措施，但在實(shí)際的操作當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)建筑的具體形態(tài)和使用需求進(jìn)行客制化設(shè)計(jì)。

4 加強(qiáng)低壓配點(diǎn)系統(tǒng)安全性的措施

4.1 提升施工人員的技術(shù)素質(zhì)

施工人員素質(zhì)的高低以及其對(duì)于電氣安裝施工技術(shù)掌握的熟練與否，是影響電氣安裝施工質(zhì)量的關(guān)鍵因素，所以在進(jìn)行正式的入場(chǎng)施工之前首先要對(duì)施工人員的針對(duì)本項(xiàng)目進(jìn)行了施工前的技術(shù)培訓(xùn)，當(dāng)培訓(xùn)合格后方可以持上崗證開(kāi)展施工工作。另外對(duì)于比較復(fù)雜的工程項(xiàng)目，在與設(shè)計(jì)院進(jìn)行施工交底工作的時(shí)候要派技術(shù)骨干詳盡了解圖紙中的重點(diǎn)難點(diǎn)，并組織所有的電氣安裝施工人員對(duì)其進(jìn)行學(xué)習(xí)，避免施工中錯(cuò)誤的操作導(dǎo)致工期及工程質(zhì)量受到影響。

4.2 加強(qiáng)對(duì)于設(shè)備材料的管理

往往在施工的過(guò)程中并不是所有的材料都能符合施工設(shè)計(jì)時(shí)的使用要求，需要施工單位在材料進(jìn)場(chǎng)之前需要自行對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行隨機(jī)檢測(cè)，尤其是重要的或者復(fù)雜的工程在使用之前會(huì)模擬現(xiàn)場(chǎng)施工的條件進(jìn)行“試做”，特別是在電氣安裝工程施工的過(guò)程中由于其隱蔽工程較多的原因，導(dǎo)致當(dāng)埋入墻體或地下的電線(xiàn)、電纜出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，其引發(fā)的安全和使用問(wèn)題，往往很難得到解決，所以一定要在正式施工之前對(duì)電氣施工材料的性能進(jìn)行檢驗(yàn)，確保所有的建筑材料符合施工的要求，避免事故的發(fā)生。

電氣安裝分項(xiàng)工程的施工過(guò)程中，會(huì)使用到一部分的機(jī)械設(shè)備，尤其是一些小型的設(shè)備由于在電器施工的過(guò)程中經(jīng)常的使用到，所以一般的施工單位都會(huì)持有一部分的小型設(shè)備，這部分的小型設(shè)備由于施工單位經(jīng)常使用所以對(duì)其性能的把握比較清晰。在另一些工程情況較為負(fù)責(zé)的工程當(dāng)中，往往需要找第三方租賃一些設(shè)備，在使用這些設(shè)備的時(shí)候需要認(rèn)真對(duì)設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行檢查，確保其使用功能是否能夠達(dá)到設(shè)計(jì)的標(biāo)注，并判斷其是否符合項(xiàng)目設(shè)計(jì)所需的施工功能，除此之外在使用的過(guò)程中還要指派專(zhuān)人負(fù)責(zé)其保養(yǎng)和存放，做到責(zé)任到人。

4.3 注重信息化使用

和樓宇智能化息息相關(guān)的配電系統(tǒng)，如今已經(jīng)逐步向信息化、智能化轉(zhuǎn)變，可以這么說(shuō)誰(shuí)能夠更早一步的將信息化和智能化普及和投入實(shí)際的配電設(shè)計(jì)、施工和使用當(dāng)中，就能夠更好地?fù)屨际袌?chǎng)先機(jī)，并在日趨激烈的競(jìng)爭(zhēng)中勝出。目前在我國(guó)較為常用的計(jì)算機(jī)輔助軟件為廣聯(lián)達(dá)圖形算量軟件，這一通過(guò)模型的方式模擬實(shí)際建筑中的結(jié)構(gòu)關(guān)系，并通過(guò)輸出控制量的方式，提高操作者的工作效率，免除實(shí)際工作中繁瑣的人工計(jì)算工作，大大地提高了項(xiàng)目的推進(jìn)速度和準(zhǔn)確性。

4.4 將BIM技術(shù)應(yīng)用于管線(xiàn)綜合

BIM作為近年來(lái)新興的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)從最初的實(shí)驗(yàn)性應(yīng)用到如今的全專(zhuān)業(yè)配合已經(jīng)走過(guò)了很多的年頭，在實(shí)際的施工過(guò)程中可以利用BIM系統(tǒng)匯集各專(zhuān)業(yè)的圖紙，將設(shè)計(jì)信息整合并錄入到BIM系統(tǒng)當(dāng)中，從而分析并找出綜合布線(xiàn)系統(tǒng)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)位置進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)攻關(guān)，并且通過(guò)BIM軟件兼容各個(gè)專(zhuān)業(yè)的特性，發(fā)掘和優(yōu)化線(xiàn)路布置的潛力。由于采用三維模型的方式呈現(xiàn)設(shè)計(jì)，所以在原有綜合管線(xiàn)布局的基礎(chǔ)上，將設(shè)計(jì)導(dǎo)入系統(tǒng)后可以以立體直觀的方式進(jìn)行觀察管線(xiàn)的走向和布局。相比于傳統(tǒng)的平面式圖紙繪制，BIM模型實(shí)現(xiàn)從二維到三維的轉(zhuǎn)變，并且由平面模擬建成后的模型對(duì)實(shí)際工程的模擬更為立體的解釋各種管線(xiàn)之間的關(guān)系，即便是非專(zhuān)業(yè)的認(rèn)識(shí)也可以從直觀的模型中充分理解設(shè)計(jì)的含義。

5 結(jié)束語(yǔ)

高層建筑的低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工的過(guò)程中，對(duì)于安全性的關(guān)注已經(jīng)成為了業(yè)界關(guān)注的重點(diǎn)，希望通過(guò)本文對(duì)于高層建筑低壓配電系統(tǒng)安全性以及相關(guān)內(nèi)容的探討，對(duì)實(shí)際的電器施工以及樓宇智能化設(shè)計(jì)提供一份幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]白立賢.高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)安全性探討[J].江西建材，2017（16）.

[2]李宗強(qiáng).關(guān)于高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)安全性分析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2017（12）.

[3]丁式橫.超高層建筑供配電設(shè)計(jì)探討[J].現(xiàn)代建筑電氣，2013（09）.

[4]楊詩(shī)偉.高層建筑電氣低壓配電系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)研究[J].價(jià)值工程，2015（05）.

[5]周健.建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)安全性分析與闡述[J].中國(guó)管理信息化，2016，19（14）.

[6]王巍.高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)安全性探討[J].門(mén)窗，2017（01）.

[7]陳子龍.關(guān)于高層建筑電氣低壓配電系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（20）.