高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)安全性分析

陳逸群

中國江蘇國際經(jīng)濟(jì)技術(shù)合作集團(tuán)有限公司建筑設(shè)計(jì)院 江蘇南京 210000

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的強(qiáng)大推動(dòng)下，高層建筑的建設(shè)數(shù)量不斷上升，建設(shè)規(guī)模不斷增大。高層建筑的用電量比普通建筑大，并且隨著電器的數(shù)量與種類在高層建筑中的增加，安全隱患也隨之增加，因此在對(duì)高層建筑低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須高度重視其安全性和穩(wěn)定性，把保障人身和財(cái)產(chǎn)安全、建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)的政策貫徹到低壓配電設(shè)計(jì)中去。

1 低壓供配電接線方式

放射式、鏈?zhǔn)?、樹干式是低壓配電系統(tǒng)接線的三種主要形式。放射式就是由總配電箱直接將電源供給各負(fù)載或分配電箱，各分配電箱獨(dú)立受電，一旦發(fā)生故障只局限于本身，不會(huì)對(duì)其他回路造成影響，所以供電可靠性高。但由于線路多，有色金屬消耗量較大，缺少靈活性，適用于設(shè)備容量大，對(duì)于供電可靠性要求高的重要設(shè)備配電回路。樹干式是由總配電箱至各分配電箱之間采用一條干線連接的配電方式。干線一旦發(fā)生故障，受影響的范圍大；鏈?zhǔn)脚c樹干式一樣也是在一條供電干線上帶多個(gè)負(fù)載或分配電箱。鏈?zhǔn)胶竺嬖O(shè)備的電源引自前面設(shè)備的端子是其與樹干式不同之處[1]。

2 高層建筑低壓配電系統(tǒng)故障引發(fā)的安全事故

低壓配電系統(tǒng)是指電壓等級(jí)1KV以下的配電網(wǎng)絡(luò)。低壓配電系統(tǒng)主要由配電線路、配電裝置保和用電設(shè)備等組成。漏電、超負(fù)載、短路等是在高層建筑實(shí)際使用中會(huì)經(jīng)常性發(fā)生的情況，此時(shí)低壓配電系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切斷電源，為電動(dòng)機(jī)和電力系統(tǒng)的完好性提供保障，避免安全事故的發(fā)生。各種類型的安全事故在我國高層建筑的低壓配電系統(tǒng)使用過程中頻發(fā)。研究人員發(fā)現(xiàn)，主要是因?yàn)榈蛪号潆娤到y(tǒng)的一部分安裝人員的綜合素質(zhì)及專業(yè)技能欠缺，除此之外，維護(hù)設(shè)備人員在巡檢時(shí)未按照要求進(jìn)行操作，導(dǎo)致高層建筑中的低壓配電系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)安全性問題，如超負(fù)荷、漏電等。如果低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行異常，可能會(huì)引發(fā)火災(zāi)并威脅人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此我們可以得出在高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)至關(guān)重要，必須足夠的重視低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的安全性。設(shè)計(jì)人員要將可靠性滲透到低壓供配電系統(tǒng)之中，不斷提高供電可靠性和電能質(zhì)量。優(yōu)化設(shè)計(jì)低壓供配電系統(tǒng)，將設(shè)備和電路的使用壽命予以延長，同時(shí)應(yīng)有效控制建筑電氣施工難度性，結(jié)線簡(jiǎn)單可靠，避免浪費(fèi)不必要的施工費(fèi)用和成本。

3 高層建筑中低壓配電系統(tǒng)的安全性解析

3.1 配電線路的安全性解析

設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行配電線路設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)高層建筑的特點(diǎn)充分考慮用電環(huán)境、用電設(shè)備等因素，以避免出現(xiàn)線路漏電、線路腐蝕等問題，進(jìn)而對(duì)高層建筑電力系統(tǒng)的實(shí)際使用及安全性造成一定的影響。線路短時(shí)間的過負(fù)荷并不立即引起災(zāi)害，在某些情況下犧牲一些使用壽命也應(yīng)保證對(duì)負(fù)荷的不間斷供電，讓導(dǎo)體超過允許溫度運(yùn)行，即如消防水泵、消防風(fēng)機(jī)、旋轉(zhuǎn)電機(jī)的勵(lì)磁回路等，這時(shí)保護(hù)可作用于信號(hào)。如漏電斷路器過載或漏電時(shí)，只作用于報(bào)警不動(dòng)作于跳閘。

3.2 配電方案的安全性分析

通常情況下，高層住宅項(xiàng)目從小區(qū)內(nèi)變電所引來220/380V電源，供給每棟住宅樓住宅用電；分別從小區(qū)內(nèi)兩個(gè)獨(dú)立的變電所引來滿足國家相關(guān)設(shè)計(jì)、使用要求的兩路低壓電源，供給每棟住宅樓動(dòng)力及公共照明負(fù)荷用電；兩路電源互為備用。一級(jí)負(fù)荷用電設(shè)備采用兩路電源供電，其兩路電源不應(yīng)同時(shí)發(fā)生故障。其中消防風(fēng)機(jī)、消防電梯、應(yīng)急照明、消防排水泵等消防用電設(shè)備主、備用電源的供電回路為專用回路，且消防用電設(shè)備配電線路的最末一級(jí)配電箱處安裝自動(dòng)切換裝置，如消防水泵應(yīng)在消防水泵房的配電箱處切換。消防用電設(shè)備的備用電源供電時(shí)間和容量應(yīng)滿足該建筑火災(zāi)延續(xù)時(shí)間內(nèi)各消防用電設(shè)備的要求[2]。

4 提高低壓配電系統(tǒng)在高層建筑設(shè)計(jì)中的安全性

4.1 增強(qiáng)主接線安全性控制

低壓配電系統(tǒng)的接線方式應(yīng)引起設(shè)計(jì)人員的重視。高層建筑中在設(shè)計(jì)低壓配電系統(tǒng)時(shí)，向樓層各個(gè)配電點(diǎn)供電，宜選用分區(qū)樹干式配電；由豎井內(nèi)配電箱或樓層配電間供至用戶配電箱的配電，應(yīng)采取放射至配電；高層建筑的照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)常用樹干式和放射式相結(jié)合的接線形式。

4.2 合理選擇保護(hù)電器

想要提高高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)的安全性，一定要重視過負(fù)荷、短路保護(hù)等方面內(nèi)容。線路因過電流會(huì)導(dǎo)致絕緣受損，從而引發(fā)火災(zāi)等其他災(zāi)害，所以設(shè)置過負(fù)荷保護(hù)和短路保護(hù)的意義重大。當(dāng)?shù)蛪号潆娤到y(tǒng)發(fā)生安全事故，保證保護(hù)電器立刻起到保護(hù)線路的作用，以保障配電系統(tǒng)的正常使用和供電設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。過負(fù)荷保護(hù)的兩個(gè)條件及其關(guān)系可以用圖1說明：

圖1 過電荷保護(hù)電器的動(dòng)力特性關(guān)系圖

4.3 加強(qiáng)接地保護(hù)

低壓配電系統(tǒng)中經(jīng)常出現(xiàn)接地混亂的現(xiàn)象。接地質(zhì)量密切影響低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。通常情況下，高層建筑中采用的接地保護(hù)裝置設(shè)置有3種：為TN、IT、TT模式。TN-C-S接地模式在我國高層民用建筑中使用率很高。中性線、保護(hù)線處于部分分離、部分合并的狀態(tài)，是TN-C-S這種接地模式的特點(diǎn)。TN-C-S系統(tǒng)兼有TN-C系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)兩個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)保證了操作性和電路的安全性[3]。

5 結(jié)語

在高層建筑電氣設(shè)計(jì)中，低壓配電系統(tǒng)的安全關(guān)系著建筑整體的安全，因此要對(duì)低壓配電系統(tǒng)安全性賦予高度重視，將低壓供配電系統(tǒng)的可靠性提升上來，確保建筑物整體功能的穩(wěn)步提升。為高層建筑中人員和電氣設(shè)備的安全提供保障。