高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓供配電系統(tǒng)安全性的考慮

劉文濤

摘要：低壓配電系統(tǒng)在高層建筑中占有重要地位，建筑工程中電氣工程設(shè)計(jì)的發(fā)展成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。本文分析了高層建筑電氣設(shè)備的特點(diǎn)和常見(jiàn)的低壓配電系統(tǒng)。在人們的日常生活中，常見(jiàn)的低壓配電系統(tǒng)有TT低壓配電系統(tǒng)、TN系統(tǒng)等模式。通過(guò)闡述日常生活中常見(jiàn)的低壓配電系統(tǒng)，分析了高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)的安全性。

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

引言：

從安全角度來(lái)看，提高低壓配電系統(tǒng)安全性有三種途徑，即設(shè)置科學(xué)合理的自動(dòng)切斷裝置、選擇最佳備用電源和選擇合適的漏電斷路器來(lái)提高配電系統(tǒng)的安全性。但是，在實(shí)際發(fā)展過(guò)程中，我國(guó)的電氣設(shè)計(jì)存在很多問(wèn)題。針對(duì)存在的弊端，如果現(xiàn)代技術(shù)人員不采取合理的措施來(lái)糾正和避免隱患，將會(huì)嚴(yán)重阻礙我國(guó)高層建筑電氣的順利發(fā)展。整個(gè)高層建筑的低壓配電系統(tǒng)主要由低壓配電器、高壓配電線路和配電變電站組成。在安全設(shè)計(jì)上，考慮到過(guò)載帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)整個(gè)高層建筑電能過(guò)載時(shí)，自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)切斷電源，從而保證高層建筑內(nèi)設(shè)備和電機(jī)的安全。

1高層建筑物電氣設(shè)備的特點(diǎn)

高層建筑在緩解城市居民土地緊張方面發(fā)揮了積極作用。然而，在高密度、集群供電的需求下，如何保證低壓配電系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性成為人們需要考慮的問(wèn)題。高層建筑電氣設(shè)備有其自身的特點(diǎn)：①內(nèi)部電氣設(shè)備豐富，弱電設(shè)備多，家用電器多，如空調(diào)設(shè)備、廚房電器、鍋爐房用電、電梯、防雷設(shè)備、照明設(shè)備、洗衣房、消防用電等;②電氣系統(tǒng)復(fù)雜。除了電氣系統(tǒng)之外，建筑中還有許多系統(tǒng)交叉混合，導(dǎo)致設(shè)備和系統(tǒng)非常復(fù)雜。③有各種電路。在高層建筑中，電氣線路包括消防、消防、廣播音響、通信、高低壓配電等。④電氣室多。為保證負(fù)荷中心，變電所設(shè)置在地下室、外層等。一些設(shè)計(jì)師將設(shè)施設(shè)計(jì)在建筑物的頂部或中部。通信站、廣播室、消防控制中心等。都需要空間。為了區(qū)分高層建筑中的多種電氣線路，人們選擇垂直向上敷設(shè)，也就是說(shuō)需要設(shè)置電氣豎井和電力功能室。⑤對(duì)供電可靠性要求高。高層建筑中的電力負(fù)荷大部分是二級(jí)負(fù)荷，只有一部分是一級(jí)負(fù)荷。因此，高層建筑對(duì)供電可靠性提出了更多的要求，一般只有兩個(gè)或兩個(gè)以上的高壓電源。為保證供電的穩(wěn)定性和可靠性，將選擇柴油發(fā)電機(jī)組和燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)組作為備用電源。⑥用電量大，負(fù)荷密度高，高層建筑用電設(shè)備需求量大，尤其是空調(diào)設(shè)備用電量巨大，占40-50%。負(fù)載密度在60W/m以上，甚至更高。⑦自動(dòng)化程度高。根據(jù)高層建筑的實(shí)際情況，為了降低能耗、設(shè)備更新費(fèi)用、保證設(shè)備的使用壽命、減少管理勞動(dòng)力的投入，只能采用自動(dòng)化技術(shù)。利用自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理、設(shè)備控制和性能優(yōu)化。高層建筑的消防也要做好基本的自衛(wèi)自救，消防以安全和經(jīng)濟(jì)為主。

2高層建筑低壓配電系統(tǒng)安全性的影響因素

2.1電線短路裝置對(duì)安全性的影響

由于高層建筑中設(shè)備和用戶數(shù)量眾多，低壓配電系統(tǒng)具有一定的復(fù)雜性，對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)的要求也很高。在多種運(yùn)行方式的共同作用下，電氣短路問(wèn)題頻繁發(fā)生。如果高層建筑的管理者在短路發(fā)生后，對(duì)電氣設(shè)備的處理不夠重視，很可能會(huì)出現(xiàn)接地質(zhì)量問(wèn)題，阻礙整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此，為了保證供電設(shè)備和供電的安全，必須及時(shí)糾正導(dǎo)線的短路故障。

2.2漏電保護(hù)裝置對(duì)安全的影響

合理的漏電保護(hù)裝置可以有效地檢測(cè)漏電問(wèn)題的發(fā)生，進(jìn)而減少由此引發(fā)的漏電和火災(zāi)事故。如果漏電保護(hù)裝置設(shè)計(jì)不合理，極有可能引發(fā)一系列事故，給生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)?yè)p失。該漏電保護(hù)器能在高層建筑中的人們?cè)谌粘Ｉ钪薪佑|到電流時(shí)，及時(shí)切斷電源，確保人們的生命安全。

2.3供配電方案的安全性分析

供配電方案的安全性分析主要涉及兩個(gè)方面：一是配電線路的安全性;第二，低壓配電系統(tǒng)供電方案的安全性。這兩個(gè)因素對(duì)低壓供配電系統(tǒng)的后續(xù)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。在配電線路的安全設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員需要綜合分析建筑物本身的性質(zhì)、配電系統(tǒng)的整體建設(shè)要求以及施工環(huán)境因素。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，應(yīng)避免外界污染物對(duì)施工的影響，防止線路的敷設(shè)受到外界的擠壓和沖擊。根據(jù)配電箱的設(shè)計(jì)，應(yīng)采用防水和防火保護(hù)裝置。同時(shí)，針對(duì)設(shè)計(jì)的整體控制，做好供配電的安全性分析，有利于保證后續(xù)設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。這就需要設(shè)計(jì)人員制定幾個(gè)最優(yōu)方案，深入研究每個(gè)方案所采用的供配電系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，然后選擇最終的措施。

3高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)安全性探究

3.1設(shè)置科學(xué)合理的自動(dòng)切斷裝置

在高層建筑低壓配電系統(tǒng)的接地保護(hù)設(shè)置中安裝自動(dòng)切斷保護(hù)裝置，可以起到很好的保護(hù)作用，有助于保證整個(gè)建筑電氣系統(tǒng)的安全和低壓配電系統(tǒng)在故障情況下的安全。在電氣設(shè)計(jì)中，一定要掌握高層建筑用電需求的實(shí)際情況，了解系統(tǒng)的電氣特性，充分掌握電氣設(shè)備的具體用法，了解電氣設(shè)備電路導(dǎo)體的截面材料，以獲得的數(shù)據(jù)作為實(shí)現(xiàn)接地保護(hù)的主要依據(jù)，進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，確保接地保護(hù)更加安全。在電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了避免外部危險(xiǎn)電壓對(duì)系統(tǒng)的影響，給建筑線路帶來(lái)更多的威脅，可以對(duì)低壓配電系統(tǒng)的接地保護(hù)形式進(jìn)行總電位聯(lián)合設(shè)計(jì)。例如，對(duì)于IT、TN和TT三種不同的接地形式，也需要進(jìn)行合理的區(qū)分和單獨(dú)設(shè)計(jì)，以保證電網(wǎng)的整體運(yùn)行安全。IT系統(tǒng)的故障主要是由于外部導(dǎo)電部分的接地保護(hù)設(shè)置裝置。如果在具體使用過(guò)程中出現(xiàn)外部問(wèn)題，電壓在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，接地保護(hù)系統(tǒng)會(huì)在此過(guò)程中報(bào)警，但會(huì)繼續(xù)提供保護(hù)。TN接地保護(hù)系統(tǒng)大多因金屬故障而短路，所以在設(shè)置TN模式保護(hù)時(shí)，需要電流保護(hù)器保護(hù)電流，從而保護(hù)設(shè)備。正確的接地設(shè)置可以減少系統(tǒng)故障，但當(dāng)采用特定的保護(hù)措施時(shí)，如長(zhǎng)線路、小網(wǎng)線截面時(shí)，則選擇漏電保護(hù)器保護(hù)電源。在TT保護(hù)系統(tǒng)中，接地故障保護(hù)設(shè)置在外部導(dǎo)電部分，從而有效地保護(hù)用電，達(dá)到切斷故障回路電流的目的。

3.2選擇合適的備用電源

建筑物內(nèi)使用的備用電源包括應(yīng)急發(fā)電機(jī)組、應(yīng)急消防電源等。應(yīng)急發(fā)電機(jī)組包括柴油發(fā)電機(jī)組和燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組。柴油發(fā)電機(jī)組是柴油和發(fā)動(dòng)機(jī)共同發(fā)電的設(shè)備。優(yōu)點(diǎn)是機(jī)組的運(yùn)行不會(huì)受到城市電網(wǎng)運(yùn)行的影響，是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的理想電源。該裝置動(dòng)力好，射程強(qiáng)，操作簡(jiǎn)單，易于自控。缺點(diǎn)是噪音大，過(guò)載能力低。汽輪機(jī)組有很多種，如燃?xì)廨啓C(jī)、發(fā)電機(jī)等，不需要使用冷卻水進(jìn)行冷卻，空氣可以自行冷卻。也就是說(shuō)，燃?xì)廨啓C(jī)組的耗氣量比柴油機(jī)組大，所以可以安裝在地面上，也可以安裝在屋頂上，不適合排氣困難的地下場(chǎng)所。

3.3選擇合適的漏電斷路器

漏電斷路器是高層建筑中的重要環(huán)節(jié)，在低壓配電系統(tǒng)中起著非常重要的作用。在高層建筑的電氣低壓配電系統(tǒng)中，選擇合理的漏電斷路器非常重要，它能有效地保障供電的安全性和合理性，有利于供電的穩(wěn)定性。因此，技術(shù)人員在選擇漏電電流時(shí)，應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)分析，通過(guò)選擇合理的漏電斷路器來(lái)確定操作電流。為保證漏電斷路器額定動(dòng)作的準(zhǔn)確選擇，技術(shù)人員可按兩步選擇：①漏電斷路器具有良好的能力，安全極限符合實(shí)際標(biāo)準(zhǔn);②確定額定工作電流范圍高于系統(tǒng)的泄漏電流，避免在安全范圍內(nèi)操作造成的錯(cuò)誤，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的有效保護(hù)。技術(shù)人員在設(shè)計(jì)時(shí)，要在支線和線路的每個(gè)環(huán)節(jié)安裝漏電斷路器，例如在末端、支線和干線，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)提高供電系統(tǒng)的安全性和合理性。短時(shí)漏電裝置可以防止人員觸電，從而保證電力系統(tǒng)的安全性和可靠性。

結(jié)語(yǔ)：

目前，中國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展逐漸穩(wěn)定，其中硬件設(shè)計(jì)越來(lái)越復(fù)雜，發(fā)展迅速。在這種趨勢(shì)下，高層建筑如雨后春筍，隨之而來(lái)的是與高層建筑一起發(fā)展起來(lái)的電氣工程設(shè)計(jì)。高層建筑的發(fā)展需要電氣設(shè)備作為重要支撐。在這種情況下，需要科學(xué)合理地完成設(shè)計(jì)，以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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