建筑供配電系統(tǒng)火災安全措施研究

吳凱

摘要：隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，建筑供配電系統(tǒng)的設計與國民生命安全已經(jīng)緊密連接在一起。在建筑中，隨著種類繁多的各式各樣的電氣設備的應用，由此產(chǎn)生的電器火災安全隱患也越來越不容易會忽視，因此我們需要更加合理科學地設計建筑的供配電系統(tǒng)，提高供配電系統(tǒng)的可靠性和安全性。

關鍵詞：建筑;供配電系統(tǒng);火災安全

一、引言

近年來，我國加入WTO世貿(mào)組織后，經(jīng)濟和科技水平均得到了質(zhì)的飛躍，尤其在建筑行業(yè)，我國的建造技術和專業(yè)技能都有突飛猛進的進步，但隨之而來的火災安全隱患也不容小覷。然而伴隨高層民用建筑的火災隱患不斷增加的走勢，造成的經(jīng)濟損失日益嚴重，因此，需要開始研究建筑供配電系統(tǒng)中的防火與安全疏散設計，盡可能地減少不必要的人員傷亡和經(jīng)濟損失，從而保障人民的生命安全和整體經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展。

二、建筑電氣火災的特性

2.1 高層建筑火災撲救困難

由于建筑的結構比較復雜，尤其是高層建筑，因高度一般高于18層，建筑體內(nèi)人員密集，樓道狹窄，配電系統(tǒng)復雜，電氣設備安裝種類繁雜，不可控因素較多，這些外部條件的制約，會導致高層建筑中的火災救援會十分困難。

2.2 人員援救困難

建筑尤其是多層或者高層建筑，一旦發(fā)生火災，如何進行快速的人員疏散和撤離則成為最大的難題，影響其救援的主要因素有：（1）安全通道人流擁擠嚴重：當發(fā)生火災時，受到濃煙或火勢的刺激，出于本能，逃生人員在恐懼和求生欲的控制下，會迅速涌進疏散的安全通道，很容易造成踩踏事故等二次事故的發(fā)生，危險加大。（2）疏散時間較長：高層建筑由于其自身的特性，樓梯相對狹窄，發(fā)生火災事故時，人員選擇樓梯進行逃生，那么樓層越高，逃生時長必然加大。（3）有限的疏散手段和方法：目前，高層建筑主要采用垂直電梯進行上下交通，但是垂直電梯作為客用電梯，一般不具備防煙、防水、防火的特性，因此，一旦發(fā)生火災等危險事故，居民大概率通過樓梯進行逃生，可選擇面太過狹窄。

2.3 經(jīng)濟損失嚴重

2020年，根據(jù)應急管理部的消防救援局的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知，前三季度內(nèi)，我國火災形勢總體趨于平穩(wěn)，我國共發(fā)生18萬起火災，經(jīng)濟損失已達25.5億元，其中死亡人數(shù)和受傷人數(shù)分別為792人和 516人。與往年相比，火災起數(shù)下降9.1%，經(jīng)濟損失下降14%，死亡人數(shù)和受傷人數(shù)分別下降20.6%和22.4%，。同時，與去年同期火災情況相比，火災起數(shù)以及傷亡人數(shù)均有所下降，而且較大火災數(shù)量遞減，重大或者特大型火災并未發(fā)生。其中，究其原因，引起火災的罪魁禍首為電氣用電，從火災調(diào)查的結果報告中不難看出，因電氣引發(fā)的火災事故可占總起數(shù)約三分之一，而且較大火災中一般以上均是由建筑電氣引發(fā)的。雖然居民生活中用電越來越便利，但用電量的增加必然導致電氣火災隱患的增加，因此，在建筑電氣的配置和使用過程中，不管是高壓供配電系統(tǒng)還是低壓供配電系統(tǒng)，都必須加強對建筑供配電系統(tǒng)中各種防火安全的管理，并尋求相應的解決措施。

三、建筑供配電系統(tǒng)防火設計要素

3.1電力負荷分級供電設計要素

目前，我國將電力負荷分為以下三個級別：

（1）對于建筑供配電系統(tǒng)中一級負荷設計要點：一級負荷中尤其是特別負荷的設計，必須在保證兩個必備電源的基礎上，額外增加應急電源的設計。另外，隨著建筑供配電系統(tǒng)對一級負荷（含特別負荷）的供電可靠性能和連續(xù)性的要求越來越高，原有的從電力網(wǎng)引入兩回路電源進線，并采用加倍自投的供電方式已經(jīng)無法滿足一級負荷的供電需要[1]。我國大部分地區(qū)的主網(wǎng)電壓都是采用并網(wǎng)設計，加上引起全網(wǎng)停電事故的原因往往是系統(tǒng)內(nèi)部故障或電力網(wǎng)發(fā)生故障，因此為了確保一級負荷供電的可靠性，我們應該降低預備應急電源的容量，并保證應急電源系統(tǒng)中不能接入其他負荷。

（2）對于建筑供配電系統(tǒng)中二級負荷的設計要點：要求如果發(fā)生變壓器故障或支路線路故障時，應該不出現(xiàn)大面積停電和斷電的狀況，若地區(qū)供電條件困難或線路負荷較小時，二級負荷的一路供電線路可選擇6KV等級的架空線路。

（3）對于三級負荷的設計要求：無硬性要求。

3.2 配備變電所的設計要素

隨著建筑體系的供配電系統(tǒng)的大負荷用電量的增加，主要是居民用電中的大功率電器，如冰箱、空調(diào)、熱水器、水泵等，由于負荷較大，考慮同時啟動時非耗電量和配電系統(tǒng)線路的帶載能力，需要單獨配置相應的變電所?？紤]到設備在使用中對通風和散熱的要求，因此不要把設備設置在多層建筑的最底層，通常建議將設備機組放置到高層建筑的地下層或首層。另外如果是高壓配電系統(tǒng)，則最好避免安裝內(nèi)部含有可燃性油氣的一些電氣設備，另外高壓供配電系統(tǒng)中，一般建議選擇干式絕緣氣體材料的變壓器，同時可以選擇單母先或者雙母單分段接線方式的母線作為配變電所的母線的進線方式，最后選擇斷路器或負荷開關作為電源進線的控制開關，更加安全可靠。

3.3 低壓配電設備的設計要素

對于低壓配電設備的設計要求：供電系統(tǒng)中需要將動力設施和照明設施單獨分開進行設計，分別配備不同的電源，而其他設備則可共用一個供電電源，這是為了充分保證低壓配電系統(tǒng)供電的可靠性。另外，如果遇到TN系統(tǒng)發(fā)生較大接地故障，產(chǎn)生大電流故障時，則還要考慮線路高溫易引起火災的隱患發(fā)生，因此需要特別關注PE和PEN發(fā)生故障引發(fā)的熱穩(wěn)定性問題[2]。

四、建筑供配電系統(tǒng)中電氣防火安全措施

4.1建筑消防安全設計措施

現(xiàn)代建筑中，隨著氣體能源、揮發(fā)性物質(zhì)的電氣設備的使用頻率的增加，整體建筑供電系統(tǒng)的用電負荷量呈翻倍式增加，而由電氣安全引發(fā)的火災事故隱患的危險系數(shù)也在不斷增加。因此，建筑消防安全的設計成為了建筑體系設計需要考慮的首位要素。目前，建筑消防安全設計的主要內(nèi)容包含建筑體系內(nèi)外組成部分的消防部署、火災應急照明系統(tǒng)的設計以及消防電源部署部署及配電系統(tǒng)的設計等，因此需要根據(jù)建筑中實際情況設計相應的消防安全設施和供配電系統(tǒng)[3]。

4.2 低壓供配電系統(tǒng)相關技術

低壓供配電系統(tǒng)中的漏電保護裝置，是一種可以檢測供電設備是否漏電并發(fā)生報警的裝置，可實時反應系統(tǒng)中的故障情況。為了實現(xiàn)低壓供配電系統(tǒng)的可靠保護，若發(fā)供電設備的絕緣水平不符合相關標準的要求，那我們可用三級漏電的方式來加強系統(tǒng)的漏電保護。另外，我們還要科學合理地配置整個配電系統(tǒng)，如果自動開關的類型是混合熔斷器或者是完全熔斷器的類型時，那么在選擇自動開關時，應確保上級開關是短延時型的，下級熔斷器的選擇保護則應保證保護動作的絕對選擇性。其主要解決措施如下：

（1）選擇電氣設備時，需要檢查電氣設備的絕緣水平是否符合規(guī)范標準的要求。

（2）需要確?？刂齐娫吹目煽啃阅?。

（3）發(fā)生大電流故障時，保證短路保護設備和過負荷保護設備可快速動作。

（4）應采用剩余電流保護器來防止供配電系統(tǒng)引起火災。

4.3加強對低壓供配電系統(tǒng)管理

除了以上供配電系統(tǒng)的電氣安全設計需要考慮外，我們還要加強對低壓供配電系統(tǒng)的管理，規(guī)范各種工作流程和管理制度，具體措施如下：

（1）建立和加強用電監(jiān)督制度，明確我國及各地的抄表制度，預防各地違規(guī)用電，如違接、私拉電線等各種偷電漏電的行為。

（2）更換配電系統(tǒng)中的老化的儀器設備，如舊式電量采集器，老化的電線電纜等。需要根據(jù)各地供配電系統(tǒng)的實際設施情況進行更新?lián)Q代，尤其是將老式點表更新為實時物聯(lián)網(wǎng)數(shù)字采集器，可有效確保電表的穩(wěn)定性能，降低誤差，實現(xiàn)各地區(qū)的自動化發(fā)展步伐。

（3）加強供配電系統(tǒng)管理人員和工作人員的整體技術水。我們需要進一步增加管理人員的管理意識和管理水平，確保管理人員的帶頭領導作用，同時其他工作人員，也要加強崗位培訓，引進先進的電網(wǎng)專業(yè)技能，保證其良好的職業(yè)素養(yǎng)和技術水平。

（4）需要將低壓配電網(wǎng)系統(tǒng)進行標準化改造。目前低壓配電網(wǎng)系統(tǒng)各地采用的標準不同，各種設備私有協(xié)議還是較多，需要加大各地區(qū)標準化的改進步伐，實現(xiàn)國產(chǎn)化，標準化的發(fā)展。

參考文獻：

[1]張車. 建筑供配電系統(tǒng)火災安全防范措施探討[J]. 山東工業(yè)技術. 2014（8）：29-30

[2]趙嵐. 智能工業(yè)廠房低壓供配電系統(tǒng)可靠性分析[J]. 消費導刊. 2019（22）：133.

[3]楊旭東. 論建筑電氣專業(yè)消防設計問題分析[J]. 裝飾裝修天地. 2018（20）：179.