高層住宅建筑低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)探析

饒金玲

摘 要 隨著建筑技術(shù)的發(fā)展，高層住宅不斷增多，要保證高層建筑住宅各項(xiàng)功能的發(fā)揮，科學(xué)設(shè)計(jì)低壓配電系統(tǒng)極為關(guān)鍵。本文就高層住宅建筑低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則、設(shè)計(jì)主要內(nèi)容、相關(guān)問題及解決對策等進(jìn)行簡要分析研究，旨為高層住宅建筑低壓配電設(shè)計(jì)人員提供參考，提高設(shè)計(jì)效果。

關(guān)鍵詞 高層住宅建筑;低壓配電系統(tǒng);電氣設(shè)計(jì)

高層住宅建筑是城市化進(jìn)程中的重要標(biāo)志，隨著城市住宅建筑高度的增加，也給住宅供配電系統(tǒng)提出了更高的要求，如系統(tǒng)負(fù)荷容量增大、用電設(shè)備增多、供電安全性及可靠性要求提高等[1]。在此背景下，如何科學(xué)有效地設(shè)計(jì)匹配高層住宅建筑用電需求的低壓配電系統(tǒng)，關(guān)系到高層住宅建筑功能發(fā)揮及周期壽命。

1高層住宅建筑低壓配電系統(tǒng)常見問題

（1）高層住宅建筑低壓配電可靠性問題。高層住宅建筑因居住用戶多，用電分布廣泛，用電需求呈現(xiàn)攀升趨勢，外加上供配電系統(tǒng)需要長時(shí)間保持運(yùn)轉(zhuǎn)，低壓配電系統(tǒng)的可靠性就顯得極為重要。從高層住宅建筑實(shí)際情況看，其一般具備較大的建筑面積、較大的人員密度、復(fù)雜的使用功能、較大的供電容量等特點(diǎn)，萬一因低壓配電系統(tǒng)問題而導(dǎo)致電氣危害，搶險(xiǎn)難度大為增加。

（2）高層住宅建筑低壓配電系統(tǒng)斷路器問題。高層住宅建筑低壓配電系統(tǒng)中，斷路器主要起到閉合及開斷工作回路的作用。如低壓配電系統(tǒng)線路遭遇故障，由斷路器對故障回路加以切斷。因此，如何科學(xué)選擇及整定低壓配電系統(tǒng)斷路器關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的安全性表現(xiàn)。從以往情況看，因高層住宅建筑低壓配電系統(tǒng)斷路器選型不當(dāng)或未精準(zhǔn)調(diào)整，斷路器作用得不到發(fā)揮，會(huì)增大電纜、電線及低壓配電系統(tǒng)用電設(shè)備故障概率。

（3）高層住宅建筑低壓配電系統(tǒng)接地問題。低壓配電系統(tǒng)一般選用TN、IT、TT三種接地形式。高層住宅建筑接地形式在選擇上需要結(jié)合建筑實(shí)際用電需求而確定，一旦接地形式選取不科學(xué)，會(huì)使高層住宅建筑暴露在不安全狀態(tài)下。例如，在TN-C系統(tǒng)下，非線性元件如接在三相負(fù)荷不平衡線路上，此時(shí)如諧波電流通過零線，會(huì)導(dǎo)致供電設(shè)備外殼附著電壓，這些電壓可能對高層住宅用戶帶來傷害。另外，在TN系統(tǒng)下，零線與相線如果接反或零線出現(xiàn)斷線，電氣設(shè)備保護(hù)裝置因缺少接地保護(hù)而不動(dòng)作，極易增大電氣危害概率。而TN系統(tǒng)中與供電點(diǎn)相距較遠(yuǎn)的用電設(shè)備如存在短路故障，因長距離線路下產(chǎn)生極大的阻抗值，保護(hù)電器難以在第一時(shí)間針對故障電流進(jìn)行動(dòng)作，電擊概率也會(huì)加大。如選用TT系統(tǒng)，需要保持足夠小的接地電阻以達(dá)到自動(dòng)切斷故障回路的效果，而且該系統(tǒng)投資成本較高。

（4）高層住宅建筑低壓配電系統(tǒng)絕緣問題。高層住宅建筑低壓配電系統(tǒng)絕緣應(yīng)進(jìn)行覆蓋，避免其長時(shí)間暴露而遭受物化反應(yīng)或電氣影響。低壓配電系統(tǒng)電纜電線絕緣性能要保持在良好狀態(tài)下，一般而言，高層住宅建筑低壓配電系統(tǒng)多為中性點(diǎn)接地系統(tǒng)，如電線或電氣材料絕緣性不佳或標(biāo)準(zhǔn)過低，極易導(dǎo)致漏電情況出現(xiàn)。此外，低壓配電系統(tǒng)線路在運(yùn)行過程中，由于線路、電氣設(shè)備絕緣層及大地連接部位有電容存在，也會(huì)導(dǎo)致低壓配電系統(tǒng)出現(xiàn)一定程度的電流泄漏問題。

2高層住宅建筑低壓配電系統(tǒng)電源配置遵循的原則

高層住宅建筑配置低壓電源時(shí)，把握非消防一二級負(fù)荷供電及民用建筑供電要求。一級負(fù)荷采用雙重電源供電，指兩個(gè)不同電源的供電而非同一變電所供的兩回線路。具體運(yùn)行方式可以采取同時(shí)供電，互為備用，或者一用一備。除此之外，還可通過增加備用電源的方式實(shí)現(xiàn)一級負(fù)荷用電需求。但需注意，備用供電系統(tǒng)中不能接入其他負(fù)荷。二級負(fù)荷采用雙回線路進(jìn)行供電。消防用電負(fù)荷確定為一級時(shí)，采用主電源及與主電源分離的專用回路電源加以供電;確定為二級時(shí)，采用主電源或備用電源雙回路電源加以供電。高層住宅建筑消防配電系統(tǒng)選擇住宅配變電所或電源線處進(jìn)行設(shè)置，分開設(shè)置主配電裝置及備用電源，如分開設(shè)置困難，可并列設(shè)置，將防火隔斷設(shè)置兩者分解部位，同時(shí)明確標(biāo)注配電裝置。

3高層住宅建筑低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

3.1 確定電源形式及變壓器數(shù)量

如普通高層住宅，可采用一路電源配搭一臺(tái)變壓器的方式，設(shè)置備用電源，確保消防及非消防負(fù)荷用電量需求得到滿足。但如高層住宅建筑用電負(fù)荷超大，可采用兩路獨(dú)立電源配搭兩臺(tái)變壓器的方式，通過兩者分列運(yùn)行，保證供電安全可靠。這一方案適用負(fù)荷量極大的高層住宅。二類高層住宅可采用一路電源配搭一臺(tái)變壓器方式或兩路電源配搭兩臺(tái)變壓器方式，設(shè)置一般負(fù)荷及重要負(fù)荷母線，兩者保持分開狀態(tài)。

3.2 科學(xué)選擇高層住宅建筑低壓配電方式

（1）放射式。高層住宅建筑低壓配電方式常采用的方式之一是放射式低壓配電，該方式在高層建筑重要用電負(fù)荷設(shè)施中較為適用。放射式低壓配電和應(yīng)急備用回路進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)，兩回路通過末端配電箱實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換處理。

（2）樹干式。高層住宅建筑樹干式配電方式在應(yīng)用中一般選擇在電氣豎井部位設(shè)置各樓層配電箱，然后借助預(yù)分支電纜、插接式封閉母線槽、電纜穿刺線夾等實(shí)現(xiàn)分支處理。該低壓配電方式在多樓層、高樓層、大負(fù)荷的高層住宅中較為常用，帶有一定的便捷性。

（3）分區(qū)樹干式。高層住宅建筑分區(qū)樹干式低壓配電方式主要是通過一個(gè)供電區(qū)域?qū)?yīng)一個(gè)回路干線的方式，增強(qiáng)供電的安全性及可靠性。每個(gè)回路干線可以對應(yīng)5層樓，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，可以根據(jù)高層住宅建筑的具體層數(shù)來對參數(shù)加以調(diào)整，確保對應(yīng)半徑應(yīng)小于10層。

3.3 合理選擇斷路器及接地保護(hù)模式

高層住宅建筑斷路器選擇應(yīng)確保其電流、額定電壓、額定頻率匹配所在回路，對線路故障類別及成因進(jìn)行總結(jié)，制定短路保護(hù)、接地故障處理、過電壓等應(yīng)急預(yù)案。選擇斷路器設(shè)備時(shí)考慮運(yùn)行熱穩(wěn)定性及高層住宅用電負(fù)荷量，確保斷路器具備最佳的性能，并保持與低壓配電線路及設(shè)備的聯(lián)動(dòng)性。在接地保護(hù)模式的設(shè)計(jì)上，選用TN系統(tǒng)應(yīng)確保重復(fù)接地措施，如非必要應(yīng)減少TN-C系統(tǒng)應(yīng)用概率。對電氣外露部位應(yīng)及時(shí)連接系統(tǒng)保護(hù)接地線或采用等電位聯(lián)結(jié)。

4結(jié)束語

高層住宅建筑數(shù)量及規(guī)模不斷擴(kuò)展的背景下，針對低壓配電系統(tǒng)應(yīng)做好針對性分析及科學(xué)設(shè)計(jì)。在具體設(shè)計(jì)低壓配電系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格參照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合高層住宅建筑實(shí)際情況，優(yōu)中選優(yōu)，確定最佳的配電方案，提高高層住宅建筑的功能性及居住舒適性。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳松林.淺談高層住宅建筑高低壓供配電系統(tǒng)的監(jiān)理[J].建筑·建材·裝飾，2018（15）：140，161.