高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)的安全性

宋慧娟

摘要：此文簡單闡述了高層建筑低壓供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求與影響高層建筑低壓配電系統(tǒng)安全性的主要原因，詳細(xì)分析了高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)中的常見安全問題，并提出了相應(yīng)的解決措施，希望能夠給未來的相關(guān)研究提供參考。

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

引言

在我國社會經(jīng)濟(jì)全面發(fā)展與國民生活質(zhì)量日漸提升的情形下，各界人士都對變電所供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及安全性予以了高度重視，尤其是在高層建筑中，其電氣設(shè)計(jì)內(nèi)的低壓配電系統(tǒng)是否更具安全性以及穩(wěn)定性就變得愈發(fā)重要。

1高層建筑低壓供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求

1.1供電電源的可靠性

在進(jìn)行高層建筑電源數(shù)量的設(shè)定上，應(yīng)當(dāng)充分考慮當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)供電條件，同時兼顧用電負(fù)荷的重要性，這是保證電源可靠性的一個重要方面?？紤]到存在電源因故停電的問題，需要設(shè)置另一回路電源來保證一些重要負(fù)荷的供電。通常，設(shè)計(jì)中需要為一類高層建筑設(shè)置兩路獨(dú)立的市電供給，且電源來源于不同的變電站。針對消防設(shè)備及一些重要機(jī)電設(shè)備的供電，可以在設(shè)計(jì)中采用具有巡檢功能的自啟應(yīng)急發(fā)電組及UPS不間斷電源[1]。

1.2斷路器的選擇與整定

斷路器的選擇對于整個高層建筑低壓配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行具有重要意義。因?yàn)樗c上下級具有較強(qiáng)的聯(lián)動性。設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)考慮整個設(shè)備的額定電壓、額定電流、額定功率及所在回路的契合性。同時，針對低壓配電系統(tǒng)線路的常見故障如短路、過電壓、電源接地故障等，應(yīng)當(dāng)利用斷路器落實(shí)好具體的保護(hù)措施。如低壓斷路器過電流脫扣器的額定電流應(yīng)大于線路的計(jì)算電流;瞬時過流脫扣器動作電流應(yīng)大于線路的尖峰電流等。

1.3選擇合理的接地保護(hù)模式

接地保護(hù)模式的設(shè)計(jì)需要與工程實(shí)際情況相適應(yīng)。除醫(yī)院局部采用IT系統(tǒng)外，其余建筑類型接地形式均采用TN系統(tǒng)。針對電氣裝置外漏可導(dǎo)電部分可能導(dǎo)致的接觸電壓觸電情況，應(yīng)當(dāng)與整個高層建筑保護(hù)接地相連接，針對建筑物外部故障電壓需要考慮采用等電位連接措施[2]。

2影響高層建筑低壓配電系統(tǒng)安全性的因素

2.1電線短路裝置對安全性的影響

因高層建筑內(nèi)部設(shè)備眾多，用戶量較大，因而低壓配電系統(tǒng)具有一定的復(fù)雜性，對于整個供電系統(tǒng)的要求較高。在多種運(yùn)行模式的共同作用下，電氣短路問題頻發(fā)。若高層建筑管理人員在短路發(fā)生后沒有充分重視電氣設(shè)備的處理工作，則極有可能發(fā)生接地質(zhì)量問題，阻礙整個電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此，為保證供電設(shè)備和供電的安全性，需要及時修正電線短路故障。

2.2漏電保護(hù)裝置對安全性的影響

合理的漏電保護(hù)裝置能夠有效檢測漏電問題的發(fā)生，進(jìn)而減少由其引發(fā)的漏電及火災(zāi)事故。若漏電保護(hù)裝置設(shè)計(jì)不合理，極有可能引發(fā)一系列的事故，給生命及財(cái)產(chǎn)安全帶來損失。日常中出現(xiàn)高層建筑內(nèi)部人員接觸電流后，漏電保護(hù)器可及時切斷電源，保證人員的生命安全[3]。

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方面：一是配電線路的安全性，二是低壓配電系統(tǒng)中供電方案的安全性。這兩個因素對于低壓供配電系統(tǒng)后續(xù)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。在配電線路的安全性設(shè)計(jì)上，需要設(shè)計(jì)人員綜合分析建筑物本身的性質(zhì)、配電系統(tǒng)的整體施工要求以及施工環(huán)境因素。

3高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)的主要安全問題

3.1過載短路

對于整個高層建筑配電系統(tǒng)而言，過載保護(hù)以及短路保護(hù)能夠很好地對電氣設(shè)計(jì)所涉及的低壓配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及安全性進(jìn)行強(qiáng)化。但是，在具體的規(guī)劃設(shè)計(jì)以及展開應(yīng)用管理的時候，都極易發(fā)生配電系統(tǒng)故障以及過載短路等多種問題。在發(fā)生此種問題的過程中，低壓配電系統(tǒng)之中的熔斷器以及斷路器便能夠做出與之相應(yīng)的反應(yīng)，以此為配電設(shè)備以及線路質(zhì)量的穩(wěn)定性以及安全性提供良好的保障[4]。

3.2保護(hù)裝置

在整個高層建筑之中，電氣設(shè)計(jì)所涉及的低壓供電系統(tǒng)是其中最為關(guān)鍵的構(gòu)成部分之一。然而，借助對具體的運(yùn)用以及管理工作予以的調(diào)查以及分析能夠發(fā)現(xiàn)，安全保護(hù)設(shè)備之中存有著不同程度的設(shè)定問題，在此過程中，最為突出的便是配電系統(tǒng)安全保護(hù)裝置所涉及的故障檢測以及系統(tǒng)控制等多個方面，均存有著一定的缺陷與不足。

4提高高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)安全性的措施

4.1設(shè)置自動切斷電源裝置

針對高層建筑設(shè)備實(shí)際使用情況和建筑特點(diǎn)，合理設(shè)置自動切斷電源裝置，有效做到合理規(guī)劃。通過采用TN與TT兩種不同的電氣系統(tǒng)，可以多點(diǎn)位連接接地保護(hù)裝置，提高整個電路的安全性。在采用TN接地保護(hù)系統(tǒng)、安裝電流保護(hù)器的基礎(chǔ)上，可以有效防止短路及超負(fù)荷電流過大產(chǎn)生的設(shè)備損壞、火災(zāi)等。針對外界因素引起的導(dǎo)電問題，應(yīng)當(dāng)采用TT系統(tǒng)，將保護(hù)系統(tǒng)接入機(jī)電設(shè)備的外殼，當(dāng)發(fā)生漏電、觸電后以有效確保電流被及時切斷[5]。

4.2設(shè)置主接線的安全控制

低壓供配電系統(tǒng)具有一定的復(fù)雜性。形象進(jìn)行概括，它更像是一個樹狀圖。在整個低壓供配電系統(tǒng)下，它是一個個分布廣泛的分支電路。一旦出現(xiàn)技術(shù)故障問題，將給整個系統(tǒng)運(yùn)行帶來影響。因此，在低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，應(yīng)采用放射式與樹干式相結(jié)合的配電方式，在取電方式上可以采用擊沉方法，以有效降低成本。這類主接線的安全控制設(shè)計(jì)具有廣泛性和多樣性，當(dāng)采用集中方式供電時，可以采用放射式供電;當(dāng)采用一般性負(fù)荷供電時，可采用樹干式配電。

4.3選擇合適的備用電源

在日常生活中，高層建筑常會因故障問題產(chǎn)生區(qū)域性或大面積停電問題，給生活帶來不利的影響。因此，在低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)選擇合適的備用電源。斷電時，觸發(fā)備用電源的啟動機(jī)制，可有效降低因停電帶來的損失。在備用電源的設(shè)計(jì)選用上，單臺機(jī)組的備用電源額定容量應(yīng)保持在1500kVA以下。針對發(fā)電機(jī)組的投入運(yùn)行，應(yīng)錯開機(jī)組投入的時間，為電流的恢復(fù)提供時間。通常，恢復(fù)電力系統(tǒng)供電模式應(yīng)延遲1min，以提高整個低壓配電系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性[6]。

4.4合理篩選漏電斷路器

高層建筑的層數(shù)較高，因而利用率較高，在人員充足的前提下，用電量較大。高層建筑的有效運(yùn)行必定會安裝大量的機(jī)電設(shè)備，因此運(yùn)行期間的負(fù)荷量較大。設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員需要充分考慮運(yùn)行中的承載力問題，確保運(yùn)行的安全性和可靠性。在實(shí)際運(yùn)行中，為保證運(yùn)行的安全性，避免安全事故的發(fā)生，需要設(shè)置漏電斷路器。針對漏電斷路器的選擇，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合高層建筑物的結(jié)構(gòu)情況，明確選用的漏電保護(hù)器的額定標(biāo)準(zhǔn)，參照短路故障時的漏電數(shù)值，選擇額定限流大于漏電數(shù)值的保護(hù)器。在漏電器選擇上，應(yīng)當(dāng)通過多種接觸模式加強(qiáng)防護(hù)，發(fā)揮整個低壓供配電的設(shè)計(jì)優(yōu)勢。設(shè)計(jì)人員在選擇合理范圍后的額定電流后，應(yīng)當(dāng)熟悉掌握配電系統(tǒng)末端漏電保護(hù)器的種類及型號，使漏電斷路器額定電流大于整個電力系統(tǒng)斷路下的外漏電流數(shù)值。

5結(jié)論

隨著未來城市化、市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，將會出現(xiàn)更多具有代表性的高層建筑。高層建筑電氣設(shè)計(jì)中，低壓配電系統(tǒng)作為保證建筑物正常運(yùn)行的重要組成部分，其安全的重要性不容忽視。設(shè)計(jì)中，通過明確設(shè)計(jì)要求，找出影響系統(tǒng)安全的因素，最終采取有效的保護(hù)措施，實(shí)現(xiàn)低壓配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]談志遠(yuǎn).低壓配電系統(tǒng)在高層建筑電氣設(shè)計(jì)中的安全性探究[J].科技資訊，2018，16（35）：38+40.

[2]劉國芳.高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)安全性研究[J].山西建筑，2018，44（32）：125-127.

[3]萬寧.高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)安全性探討[J].中華建設(shè)，2018（09）：102-103.

[4]林舸.高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)安全性分析[J].居舍，2018（23）：131.

[5]李曉波.高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)安全性解析[J].山西建筑，2018，44（22）：128-129.