建筑電氣工程中低壓供配電系統(tǒng)的可靠性探析

張悅

摘 要：建筑電氣安裝工程是一個(gè)復(fù)雜的項(xiàng)目。在當(dāng)前的建筑工程建設(shè)中，建筑電氣安裝工程所占的比重越來(lái)越大，它已逐漸成為影響工程進(jìn)度，成本和質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，成為整個(gè)建筑的動(dòng)力源。低壓配電設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接關(guān)系到建筑系統(tǒng)各種功能的實(shí)現(xiàn)。本文主要分析和討論影響高層建筑低壓供配電系統(tǒng)的因素以及該供配電系統(tǒng)的安全性和可靠性。

關(guān)鍵詞：高層建筑;低壓供配電系統(tǒng);電氣設(shè)計(jì)

前言

高層建筑中使用的電源系統(tǒng)通?；诘蛪汗╇姾团潆娤到y(tǒng)，不僅可以滿(mǎn)足高層建筑對(duì)電力的基本需求，而且可以確保用電過(guò)程的安全性。低壓配電系統(tǒng)是電氣設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的部分，也是整個(gè)建筑電氣系統(tǒng)的重要組成部分，在整個(gè)電氣系統(tǒng)中起著不可替代的作用。如果要設(shè)計(jì)安全可靠的低壓供電和配電系統(tǒng)，則應(yīng)綜合考慮建筑物的特性和電氣設(shè)備的性質(zhì)，并設(shè)計(jì)科學(xué)的供電和配電計(jì)劃。

1 影響建筑供電系統(tǒng)的安全可靠性的原因

1.1過(guò)載及短路保護(hù)

在傳統(tǒng)的低壓供電系統(tǒng)中，過(guò)于重視過(guò)載、短路保護(hù)等方面的問(wèn)題，雖然達(dá)到保護(hù)用電設(shè)備和供電線(xiàn)路不受損壞的目的，但忽略了其安全問(wèn)題。

1.2保護(hù)裝置不到位

由于正在運(yùn)行的低壓配電系統(tǒng)中，保護(hù)接零和過(guò)流保護(hù)裝置等相關(guān)安全保護(hù)措施設(shè)置出現(xiàn)問(wèn)題，乃至其無(wú)法科學(xué)有效地對(duì)漏電情況進(jìn)行控制，導(dǎo)致高層建筑經(jīng)常性出現(xiàn)火災(zāi)事故，造成嚴(yán)重的人身傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

1.3電氣接地質(zhì)量問(wèn)題

在高層建筑的電氣設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，低壓配電系統(tǒng)的接地形式是混合的，但電源系統(tǒng)尚未安全有效地接地，或未按照相應(yīng)工作要求接地 規(guī)格，導(dǎo)致電氣接地的質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題，并且未對(duì)關(guān)鍵電子設(shè)備進(jìn)行等電位連接設(shè)置，這會(huì)導(dǎo)致大量人身傷害和死亡事故，例如不應(yīng)該發(fā)生的電擊。

1.4漏電保護(hù)器使用問(wèn)題

隨著各種電氣設(shè)備的廣泛應(yīng)用，漏電保護(hù)器的使用范圍變得越來(lái)越流行。目前，漏電保護(hù)器是對(duì)電器的有效保護(hù)，可以有效地控制和防止接地故障，并避免觸電和火災(zāi)。由于漏電保護(hù)器的電流選擇和接線(xiàn)問(wèn)題，漏電保護(hù)器常常不能充分發(fā)揮作用，因此降低了供電系統(tǒng)的可靠性和安全性。

2 高層建筑低壓供配電系統(tǒng)可靠性分析

2.1低壓供配電干線(xiàn)分支模式

高層建筑常用的低壓供配電分支模式包括三種：（1）樹(shù)干式分支。樹(shù)干式的供配電方式主要是把建筑各個(gè)樓層的配電箱設(shè)置在電氣豎井內(nèi)，通過(guò)接式封閉母線(xiàn)槽、電纜穿刺線(xiàn)夾等把電有效分支。該模式主要在樓層多、負(fù)荷大的建筑，優(yōu)勢(shì)在于安裝維修方便，減少了低壓配電屏的量;（2）分區(qū)樹(shù)干式分支，該種供配電方式采取每個(gè)回路干線(xiàn)負(fù)責(zé)一個(gè)供配電區(qū)域，可靠性較好。其中，每一個(gè)回路干線(xiàn)負(fù)責(zé)5～6層。高層建筑層數(shù)較多，因此分區(qū)可按照實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，但最高層數(shù)不可大于10層;（3）放射式分支。該模式也是高層建筑低壓供配電的主要方式之一，在消防設(shè)施和重要用電負(fù)荷重可采取該種模式，也就是應(yīng)用專(zhuān)用型垂直干線(xiàn)回路?；芈泛蛡溆没芈肥窍嗷オ?dú)立的，可在末端供配電箱進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)換。

2.2配電設(shè)備的可靠性分析

供配電設(shè)備選擇的先進(jìn)性和設(shè)備本身的可靠性直接影響低壓供配電系統(tǒng)的可靠性。因此，有必要選擇性能良好的設(shè)備，如變壓器，繼電保護(hù)設(shè)備等。這些設(shè)備具有很高的自動(dòng)化程度，具有一定的相移保護(hù)，自動(dòng)開(kāi)合等功能，大大提高了設(shè)備的可靠性。低壓供電和配電的可靠性。高層建筑可以選擇具有良好耐火性的箱式干式變壓器，因?yàn)楦墒阶儔浩鞯慕^緣材料均為阻燃和阻燃材料。 即使發(fā)生火災(zāi)，雷擊等，也不會(huì)造成重大災(zāi)難。同時(shí)，干式變壓器具有很強(qiáng)的防潮和防污性能，并且可以在惡劣的環(huán)境下工作。

2.3系統(tǒng)主接線(xiàn)可靠性分析

高層建筑低壓供配電系統(tǒng)是直接面向控制終端的，設(shè)備多、分別廣，且現(xiàn)場(chǎng)條件較為復(fù)雜，系統(tǒng)本身和設(shè)備頻繁操作、故障問(wèn)題等會(huì)導(dǎo)致諧波干擾等情況，可靠性要求較高。要求低壓供配電系統(tǒng)要采取系統(tǒng)集成的方式，降低投資和運(yùn)行費(fèi)用。高層建筑低壓供配電一般采用交流380/220V放射式貨樹(shù)干式結(jié)合的供電方式。對(duì)于集中負(fù)荷貨重要負(fù)荷采取放射式供電，照明及一般性負(fù)荷采用放射式和樹(shù)干式結(jié)合供電方式，可滿(mǎn)足供電要求，提高供電安全性和可靠性。

3 高層建筑低壓供配電系統(tǒng)安全性分析

3.1供電線(xiàn)路安全的設(shè)計(jì)

在滿(mǎn)足電力負(fù)荷的要求下，供電線(xiàn)路的可靠性也是非常關(guān)鍵的，供電線(xiàn)路的敷設(shè)方式通常應(yīng)當(dāng)按照建筑自身的特點(diǎn)以及用電設(shè)備的分布等因素確定，應(yīng)當(dāng)盡量避免因?yàn)橥獠繜嵩椿蛘呋覊m聚集以及腐蝕污染等環(huán)境對(duì)于布線(xiàn)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響，還應(yīng)當(dāng)注意避免在敷設(shè)以及使用的過(guò)程中因?yàn)榻ㄖ锏纳炜s、受到?jīng)_擊以及震動(dòng)等外界應(yīng)力造成的損失。高層建筑的消防用電設(shè)備一般采用專(zhuān)用的供電回路，包括防排煙風(fēng)機(jī)、消防控制室以及消防水泵等的供電，針對(duì)此種情況，施工方應(yīng)當(dāng)在最末級(jí)的配電箱出設(shè)置自動(dòng)切換裝置，敷設(shè)的配電線(xiàn)路應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)范。在建筑電氣設(shè)計(jì)中，地下室車(chē)庫(kù)應(yīng)急照明配電通常會(huì)直接明裝在車(chē)庫(kù)墻上，而配電箱沒(méi)有安裝防水設(shè)施，假如在配電箱附近發(fā)生火災(zāi)，配電箱將會(huì)很快被燒毀，針對(duì)此種情況，施工人員應(yīng)當(dāng)在配電間設(shè)置配電箱，以此保證應(yīng)急照明系統(tǒng)的可靠性。

3.2漏電斷路器的選擇方法

在高層建筑的接地保護(hù)設(shè)置中，漏電斷路器是必不可少的。以下是對(duì)選擇漏電斷路器的相關(guān)注意事項(xiàng)的分析。其中，選擇漏電斷路器的額定工作電流是非常關(guān)鍵的一步。在選擇漏電斷路器的額定工作電流時(shí)，首要任務(wù)是確定連接在配電系統(tǒng)末端的漏電斷路器的電擊能量的特定標(biāo)準(zhǔn)。必須注意電氣系統(tǒng)中的正常泄漏電流設(shè)置，并且該值必須低?；诼╇姅嗦菲鞯念~定工作電流以避免損壞電路電壓，有必要遵循某些原則來(lái)確定漏電斷路器的工作電流。在電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中，不僅在分支線(xiàn)路和線(xiàn)路末端的電氣設(shè)備中使用漏電斷路器，還必須在分支機(jī)構(gòu)和干線(xiàn)中使用漏電斷路器，以更好地保護(hù)電網(wǎng)。

3.3低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的接地保護(hù)

高層建筑應(yīng)可靠接地，其接地要嚴(yán)格的要求。配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)往往采用IT、TT、TN這三種接地保護(hù)模式。其中TT系統(tǒng)往往是提供設(shè)置在外露導(dǎo)電的部分的接地保護(hù)，起到的是及時(shí)切斷故障回路中的電流的作用，實(shí)現(xiàn)電氣保護(hù)的功能;TT系統(tǒng)具有的接地故障保護(hù)和IT系統(tǒng)差不多，同樣是設(shè)置電網(wǎng)的外露部分。在進(jìn)行接地保護(hù)的時(shí)候，如果電網(wǎng)的外露導(dǎo)電部分的故障電壓在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)之下，TT系統(tǒng)不會(huì)對(duì)供電進(jìn)行保護(hù)性切斷，只是通過(guò)相關(guān)的警報(bào)裝置發(fā)出報(bào)警，提示相關(guān)工作人員排除相關(guān)故障。

TN系統(tǒng)的接地故障中，大多數(shù)是由于金屬性短路或者是故障發(fā)生時(shí)電流過(guò)大才會(huì)引發(fā)TN系統(tǒng)的保護(hù)機(jī)制。因此，應(yīng)該采用電流保護(hù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電路負(fù)荷和電流短路的保護(hù)功能，達(dá)到接地保護(hù)的作用。除此之外，配電系統(tǒng)的接地應(yīng)與防雷接地獨(dú)立開(kāi)來(lái)，以免形成干擾。

4 結(jié)語(yǔ)

簡(jiǎn)而言之，設(shè)計(jì)低壓配電系統(tǒng)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)使布局盡可能科學(xué)合理，綜合衡量供電系統(tǒng)的可靠性和安全性，同時(shí)有效地利用能源，實(shí)現(xiàn)盡可能降低建筑物的節(jié)能降噪，以確保低壓供配電系統(tǒng)的可靠性和安全性。

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