高層建筑電氣中的低壓配電設(shè)計(jì)分析

趙龍

摘要：現(xiàn)代城市化建設(shè)進(jìn)程不斷加快，但城市建設(shè)用地資源有限，因此現(xiàn)代城市建筑都呈現(xiàn)縱向發(fā)展的趨勢(shì)，即建筑的高度逐漸提升。這種情況下需要保障高層建筑的用電質(zhì)量與安全，目前我國(guó)高層建筑通常采用低壓配電系統(tǒng)進(jìn)行供電，其安全性作為核心內(nèi)容，對(duì)于整體用電安全具有重要影響。基于這種情況下，筆者查閱相關(guān)資料后結(jié)合自身實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了綜合分析。

關(guān)鍵詞：高層建筑;電氣設(shè)計(jì);低壓配電;設(shè)計(jì)

高層建筑由于樓層高，其用電量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通建筑物，其電壓負(fù)荷也會(huì)隨之增加，再加上高層建筑中的電器數(shù)量多，很容易滋生出安全隱患，這就凸顯出低壓供配電系統(tǒng)可靠運(yùn)行的重要性，以保證高層建筑電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。在這樣的環(huán)境背景下，探究高層建筑電氣設(shè)計(jì)低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、高層建筑電氣中低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

（一）安全性

供配電是高層建筑電氣設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵點(diǎn)，直接影響高層建筑的使用性能和質(zhì)量安全，由于近幾年城市快速發(fā)展，高層建筑結(jié)構(gòu)趨于多樣化，提高了低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。相比于傳統(tǒng)建筑而言，高層建筑空間跨度大，尤其是縱向跨度更大，再加上大量配置電梯、空調(diào)等用電設(shè)備，其安全穩(wěn)定運(yùn)行全部依賴(lài)于配電系統(tǒng)的電力支持，使得低壓配電系統(tǒng)的可靠性直接關(guān)系到高層建筑用電安全。

（二）可靠性

在高層建筑電氣設(shè)計(jì)中，低壓配電系統(tǒng)必須具備可靠性，這主要是因?yàn)榈蛪号潆娤到y(tǒng)的可靠性直接關(guān)系到高層建筑用電設(shè)備運(yùn)行的安全性，考慮到高層建筑的特征，一旦發(fā)生火災(zāi)，由于樓宇高、跨度大，不利于火災(zāi)救援，只能依靠高層建筑的消防措施和安全通過(guò)進(jìn)行人員疏散，而消防裝置必須依賴(lài)于供電電源的可靠運(yùn)行。這就說(shuō)明若配電系統(tǒng)可靠性低，一旦出現(xiàn)火災(zāi)，淋水系統(tǒng)、消防電梯、報(bào)警設(shè)備等消防滅火設(shè)備無(wú)法發(fā)揮作用[1]。

（三）持續(xù)性

在低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行中，必須具備持續(xù)性特征，保證供電的持續(xù)性，借助電網(wǎng)提供分別獨(dú)立的電源，達(dá)到一級(jí)負(fù)荷要求和二級(jí)負(fù)荷要求，配以柴油發(fā)電機(jī)組作為備用或者應(yīng)急電源。

二、高層建筑電氣中低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的安全性綜述

電氣設(shè)計(jì)直接關(guān)系到建筑供電的安全性和可靠性。在開(kāi)展設(shè)計(jì)前需要對(duì)建筑的用電需求和負(fù)荷承載力進(jìn)行有效的分析，并結(jié)合建筑的綜合實(shí)際情況選擇適宜的電氣設(shè)計(jì)供電模式。在進(jìn)行線(xiàn)路鋪設(shè)過(guò)程中需要對(duì)鋪設(shè)環(huán)境進(jìn)行清理，避免灰塵附著導(dǎo)致溫度過(guò)高或是熱源腐蝕對(duì)線(xiàn)路造成危害，對(duì)建筑和人員產(chǎn)生潛在的安全隱患。在進(jìn)行建筑供電設(shè)計(jì)時(shí)需要采用專(zhuān)用供電回路的消防用電設(shè)備，并且在消防電梯、送風(fēng)機(jī)等設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的雙電源切換設(shè)備，使其滿(mǎn)足安全用電需求。在進(jìn)行低壓配電系統(tǒng)施工過(guò)程中需要做好防火處理，避免配電箱安全范圍內(nèi)發(fā)生線(xiàn)路火災(zāi)，通常在對(duì)配電間進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要保障應(yīng)急照明系統(tǒng)的可靠性。在對(duì)一些公共建筑進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時(shí)，需要加強(qiáng)對(duì)電纜線(xiàn)和基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)容的重視，采用國(guó)際化產(chǎn)品檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)以保證電纜線(xiàn)實(shí)驗(yàn)方法較為科學(xué)有效。

三、高層建筑電氣中低壓配電設(shè)計(jì)

（一）明確系統(tǒng)配置要求

第一，非消防一級(jí)負(fù)荷供配電要求?；诘蛪号潆娤到y(tǒng)可靠性視角，針對(duì)關(guān)鍵負(fù)荷而言，必須設(shè)置雙重電源，或是啟動(dòng)備用電源，兩個(gè)電源相互獨(dú)立，其中一個(gè)電源發(fā)生故障后，另一個(gè)電源會(huì)立即啟動(dòng)，保證高層建筑的正常供電，防止斷電事故的發(fā)生。第二，非消防二級(jí)負(fù)荷供配電要求。以回路供電為主，通過(guò)同步供電的方式保證電量充足，提高高層建筑低壓配電系統(tǒng)的可靠性。第三，民用高層建筑供電要求。若消防用電負(fù)荷為一級(jí)，系統(tǒng)主電源與備用電源則獨(dú)立于回路，實(shí)現(xiàn)雙電源供電;若消防用電負(fù)荷為二級(jí)，則由主電源、變電源進(jìn)行雙回路電源供電[2]。

（二）低壓配電系統(tǒng)的接地保護(hù)設(shè)計(jì)

1、低壓配電IT系統(tǒng)

現(xiàn)階段來(lái)說(shuō)，在高層建筑電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中通常會(huì)采用低壓配電IT系統(tǒng)，并且該系統(tǒng)也是目前較為先進(jìn)的接地保護(hù)措施。常規(guī)情況下，低壓配電IT系統(tǒng)的帶電區(qū)域電源端口不采用專(zhuān)門(mén)的保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，而是通過(guò)對(duì)端口增加電阻和電抗的方式大幅度降低電流的方式進(jìn)行保護(hù)。除此之外，在電氣設(shè)備正常運(yùn)行過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)漏電情況，因此需要在電氣設(shè)備的外部進(jìn)行接地保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)，防止漏電危害。該系統(tǒng)能夠?qū)╇姺€(wěn)定性進(jìn)行有效的優(yōu)化，并且安全性能夠得到保障，一般來(lái)說(shuō)，該系統(tǒng)通常在高層建筑電氣設(shè)計(jì)中進(jìn)行應(yīng)用。

2、低壓配電TT系統(tǒng)

低壓配電TT系統(tǒng)在建筑電氣設(shè)計(jì)中也較為常見(jiàn)。采用這種系統(tǒng)能夠?qū)﹄娫粗行渣c(diǎn)位置進(jìn)行有效的保護(hù)，對(duì)于運(yùn)行狀態(tài)下的電氣設(shè)備外部導(dǎo)電設(shè)備來(lái)說(shuō)，低壓配電TT喜用的保護(hù)措施與中性點(diǎn)位置保護(hù)方式大致相同，但該位置設(shè)計(jì)了直接接地保護(hù)設(shè)備。低壓配電TT系統(tǒng)在應(yīng)用過(guò)程中為保證建筑供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，PE線(xiàn)與N中性線(xiàn)兩者之間，通電關(guān)系是不存在的;采用該TT系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，PE線(xiàn)通電情況是不存在的，因此無(wú)法傳輸電力。但在實(shí)際應(yīng)用中，該系統(tǒng)可以有效的在用電量較低的建筑中得以應(yīng)用，一般較多應(yīng)用在農(nóng)村，部分城市也所有應(yīng)用。

3、低壓配電TN系統(tǒng)

低壓配電TN系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用與IT、TT系統(tǒng)相比復(fù)雜程度較高，在其設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)于保護(hù)線(xiàn)的要求嚴(yán)格，需要質(zhì)量和效率較高的保護(hù)線(xiàn)將電氣設(shè)備進(jìn)行連接，構(gòu)建合并式保護(hù)系統(tǒng)，連接過(guò)程中需要對(duì)中性點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一連接，這項(xiàng)內(nèi)容尤為重要[3]。

（三）接地保護(hù)的應(yīng)用

本文所述的三種低壓供電系統(tǒng)較為具有代表性，對(duì)于IT系統(tǒng)來(lái)說(shuō)在進(jìn)行接地保護(hù)裝置設(shè)計(jì)過(guò)程中能夠有效的切斷電氣設(shè)備的外部導(dǎo)電內(nèi)容，并發(fā)出警報(bào)，使技術(shù)人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取有效的處理措施;TN供電系統(tǒng)多采用金屬電子元件，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的電流，這種情況下對(duì)于用電量較大的電氣設(shè)別來(lái)說(shuō)能夠進(jìn)行有效的保護(hù)，并降低使用者的經(jīng)濟(jì)損失;而TT系統(tǒng)這是通過(guò)地外保護(hù)裝置來(lái)對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行保護(hù)，可以及時(shí)的對(duì)故障回路電流進(jìn)行切斷，更好的保證電路運(yùn)行安全。

（四）漏電斷路器種類(lèi)選擇

通過(guò)對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行研究，我們可以指導(dǎo)漏電斷路器具有較大的作用，能夠有效的保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，一般來(lái)說(shuō)高層建筑中的電氣設(shè)計(jì)都會(huì)設(shè)計(jì)兩道漏電保護(hù)防線(xiàn)。在電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中需要對(duì)漏電斷路器的類(lèi)別進(jìn)行科學(xué)選擇，使其能夠在合理范圍內(nèi)進(jìn)行電流切斷，選擇過(guò)程中需要對(duì)高層建筑低壓配電的實(shí)際使用狀況及波段斷路器型號(hào)和規(guī)格進(jìn)行詳細(xì)分析，并對(duì)漏電斷路器的標(biāo)準(zhǔn)額定電流值進(jìn)行分析，使漏電斷路器能額定限制電流能夠大于電力系統(tǒng)發(fā)生斷路外漏時(shí)的電流值，確保低壓供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行[4]。

四、結(jié)語(yǔ)：

現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展進(jìn)程中，人們的安全意識(shí)不斷提升，對(duì)于低壓配電系統(tǒng)的安全性也提出了新的要求。基于這種情況下，相關(guān)的從業(yè)人員應(yīng)當(dāng)不斷加強(qiáng)對(duì)各類(lèi)低壓配電系統(tǒng)的深入探究，并且現(xiàn)代城市發(fā)展建設(shè)中高層建筑數(shù)量不斷增加，低壓配電系統(tǒng)的應(yīng)用復(fù)雜性也逐漸增強(qiáng)，技術(shù)人員需要設(shè)計(jì)多層保護(hù)措施，確保供電安全，確保使用者的生命財(cái)產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬超.建筑電氣中的低壓配電設(shè)計(jì)方案之研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（36）：275.

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[3]楊劍.高層建筑電氣中低壓配電設(shè)計(jì)管窺[J].科技風(fēng)，2016（01）：190.

[4]田衛(wèi)波.高層建筑電氣中低壓配電設(shè)計(jì)方案研究[J].中華民居（下旬刊），2014（04）：58.