高層建筑電氣設(shè)計(jì)低壓供配電系統(tǒng)的可靠性分析

韓曉慧

（中琉科技有限公司，福建 福州 350000）

隨著城市化和工業(yè)化的快速發(fā)展，高層建筑的用途也越來越多元化。高層建筑的電氣設(shè)計(jì)是其中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，其中低壓供配電系統(tǒng)的可靠性分析更是至關(guān)重要。低壓供配電系統(tǒng)作為高層建筑電氣系統(tǒng)的核心部分，直接關(guān)系到建筑物的可靠性和安全性。在低壓供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，應(yīng)該注重系統(tǒng)的可靠性和安全性，以確保建筑物的供電系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，保證人們的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全。因此，進(jìn)行高層建筑電氣設(shè)計(jì)低壓供配電系統(tǒng)可靠性分析，是建筑業(yè)和電氣工程領(lǐng)域中必不可少的一項(xiàng)工作。本文將針對(duì)這一主題進(jìn)行深入分析，旨在提高人們對(duì)低壓供配電系統(tǒng)的了解，為現(xiàn)代化建筑的電氣設(shè)計(jì)提供有力的支持。

1 高層建筑電氣設(shè)計(jì)低壓供配電系統(tǒng)的意義

1.1 低壓供配電系統(tǒng)的可靠性能夠保證建筑物的安全運(yùn)行

低壓供配電系統(tǒng)是建筑物的電氣系統(tǒng)的核心部分，其質(zhì)量和可靠性直接關(guān)系到建筑物的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該注重系統(tǒng)的可靠性和安全性，避免由于電路短路、過負(fù)荷等原因引起的火災(zāi)和安全事故，保障人們的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全。因此，對(duì)低壓供配電系統(tǒng)進(jìn)行可靠性分析，是保障高層建筑安全運(yùn)行的關(guān)鍵。

1.2 低壓供配電系統(tǒng)的可靠性可以提高電力供應(yīng)的穩(wěn)定性

電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性直接關(guān)系到建筑物內(nèi)部所有電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。對(duì)于高層建筑而言，其內(nèi)部的所有設(shè)備都需要大量的電力供應(yīng)，因此電力供應(yīng)的穩(wěn)定性尤為重要。可靠的低壓供配電系統(tǒng)可以保證建筑物內(nèi)所有設(shè)備的正常運(yùn)行，提高電力供應(yīng)的穩(wěn)定性，防止因電力不穩(wěn)定導(dǎo)致的損失和影響。

1.3 低壓供配電系統(tǒng)的可靠性可以降低維護(hù)和運(yùn)行成本

低壓供配電系統(tǒng)的可靠性不僅能夠保障建筑物的安全運(yùn)行，還可以降低長(zhǎng)期的維護(hù)和運(yùn)行成本。在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)該注重系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，盡可能減少設(shè)備的故障率和損壞率，從而降低建筑物的維護(hù)和運(yùn)行成本，為建筑物的長(zhǎng)期運(yùn)行提供保障。

2 高層建筑電氣低壓供配電系統(tǒng)組成分析

高層建筑中的電氣低壓供配電系統(tǒng)是由各種電氣設(shè)備和電纜線路構(gòu)成的，其主要組成部分包括配電室、配電柜、配電線路、變壓器、接地等。在本文中分別對(duì)這些組成部分進(jìn)行詳細(xì)介紹。

2.1 配電室

高層建筑的配電室一般位于建筑物的地下室或頂層，用于接收來自外部電源的高電壓電源信號(hào)，并通過變電和配電等設(shè)備，進(jìn)行電壓變換和分配，將電能以低電壓形式傳送到建筑物各個(gè)區(qū)域。配電室通常分為進(jìn)線室和配電室兩部分，進(jìn)線室負(fù)責(zé)接收來自電力公司的高壓電源信號(hào)，通過變壓器進(jìn)行降壓，并將電能傳輸?shù)脚潆娛?，再通過配電柜和配電線路進(jìn)行分配。

2.2 配電柜

配電柜是低壓配電室的核心設(shè)備，主要由斷路器、開關(guān)、電壓表、電流互感器等組成。其主要作用是將電源電壓降至安全電壓，并對(duì)電路進(jìn)行控制和保護(hù)，避免因短路、過流、過載等原因引發(fā)安全事故。在高層建筑中，配電柜通常布置在配電室的相對(duì)中心位置，以便于對(duì)整個(gè)電氣系統(tǒng)進(jìn)行控制和管理。

2.3 配電線路

配電線路主要由配電柜輸出的低電壓電流進(jìn)行傳輸，其組成包括電纜、電纜支架、電纜橋架、電纜槽、電纜井等。在高層建筑中，配電線路需要滿足安全可靠、節(jié)約空間、易于維護(hù)等要求。因此，在線路布置上，需要考慮線路的長(zhǎng)度、線路的負(fù)載特性以及線路的可靠性等因素。

2.4 變壓器

變壓器是高層建筑電氣低壓供配電系統(tǒng)中非常重要的一部分，其主要作用是將來自配電室的高電壓信號(hào)通過升壓變壓器進(jìn)行變壓，并通過配電線路傳輸?shù)浇ㄖ锔鱾€(gè)區(qū)域。變壓器一般安裝在配電室或在建筑物內(nèi)部的電力分配中心，其種類和數(shù)量根據(jù)建筑物的規(guī)模和用途進(jìn)行配置，以滿足電力分配的需要。

2.5 接地系統(tǒng)

接地系統(tǒng)被用于將建筑物中的電氣設(shè)備連接到地面，以保障人員和設(shè)備的安全。在高層建筑電氣低壓供配電系統(tǒng)中，接地系統(tǒng)通常由接地線、接地塊、接地網(wǎng)等組成。接地線貫穿整個(gè)建筑物，并與設(shè)備的金屬外殼連接，接地塊位于主電源進(jìn)入建筑物時(shí)，用于將接地線與地下水層、土壤等連接，以保證整個(gè)接地系統(tǒng)的良好接地?？傮w而言，高層建筑電氣低壓供配電系統(tǒng)的組成十分復(fù)雜，融合了各種技術(shù)要素。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和建設(shè)中，需要充分考慮建筑物的實(shí)際需求，以保障系統(tǒng)的可靠性和安全性，確保電氣系統(tǒng)能夠滿足建筑物的用電需求。只有在全面考慮后，才能使建筑物的電氣系統(tǒng)運(yùn)行得更加穩(wěn)定和安全。

3 高層建筑低壓供配電系統(tǒng)可靠性影響因素探究

3.1 電纜線路

電纜線路是低壓供配電系統(tǒng)的重要組成部分，其可靠性直接影響供電質(zhì)量和用電安全。影響電纜線路可靠性的主要因素有以下幾點(diǎn)。

（1）質(zhì)量問題。電纜線路的質(zhì)量問題是導(dǎo)致電纜故障的主要原因之一，例如，絕緣材料老化、腐蝕、損傷、接頭松動(dòng)等。

（2）配置問題。線路配置的不合理也可能導(dǎo)致電纜故障，例如線路的滑移、受拉、彎曲、擠壓等。

（3）環(huán)境因素。電纜線路的環(huán)境因素也對(duì)其可靠性產(chǎn)生影響，例如，高溫、低溫、潮濕、腐蝕、輻射等。

3.2 開關(guān)設(shè)備

開關(guān)設(shè)備是低壓供配電系統(tǒng)的重要保護(hù)裝置，它直接參與電路運(yùn)行的開關(guān)和保護(hù)等功能，因此其可靠性也十分重要。影響開關(guān)設(shè)備可靠性的因素如下。

（1）設(shè)備質(zhì)量。開關(guān)設(shè)備的生產(chǎn)質(zhì)量對(duì)其可靠性影響較大，設(shè)備的材料和工藝直接決定了設(shè)備的壽命和性能。

（2）設(shè)備狀態(tài)。開關(guān)設(shè)備的使用狀態(tài)也會(huì)影響其可靠性，例如，使用壽命、溫度、濕度等。

（3）操作問題。不正確的操作方法會(huì)影響設(shè)備的使用壽命和功能。

以福州市某高層住宅小區(qū)為例，該小區(qū)在低壓供配電系統(tǒng)的運(yùn)行中出現(xiàn)了一些問題。該小區(qū)居民普遍反映，住宅電器設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)閃爍或者短暫停電的現(xiàn)象，導(dǎo)致電器設(shè)備容易受到損壞。經(jīng)過初步調(diào)查和檢查，發(fā)現(xiàn)該小區(qū)的低壓供配電系統(tǒng)開關(guān)設(shè)備有一定問題，存在以下幾個(gè)方面：供電變壓器和進(jìn)線柜的開關(guān)設(shè)備老化嚴(yán)重，開關(guān)動(dòng)作不夠靈活，經(jīng)常出現(xiàn)松動(dòng)、接觸不良等情況，從而導(dǎo)致電路中出現(xiàn)電弧現(xiàn)象，影響電壓的穩(wěn)定性。并且，小區(qū)大部分住宅單元的配電箱設(shè)備也比較老舊，使用壽命已經(jīng)較短，接線不牢固，連接器表面存在氧化、脫落等情況，極易引起電氣火災(zāi)和意外觸電。同時(shí)，該小區(qū)低壓供配電系統(tǒng)的電纜線路也存在問題，由于接地不良和絕緣老化嚴(yán)重，容易激發(fā)電氣火災(zāi)。

3.3 電力電子器件

電力電子器件是低壓供配電系統(tǒng)中使用較多的器件，例如，交流變頻器、整流器、逆變器等。由于其工作環(huán)境較為惡劣，因此可靠性問題是很普遍的。

（1）質(zhì)量問題。如前所述，器件的質(zhì)量直接影響其可靠性，存在一些不合格品，也可能導(dǎo)致系統(tǒng)的可靠性問題。

（2）工作環(huán)境。電力電子器件的工作環(huán)境也影響其可靠性，例如，高溫、潮濕、振動(dòng)等。

（3）使用狀態(tài)。電力電子器件的使用狀態(tài)也會(huì)影響其可靠性，例如，運(yùn)行溫度、控制策略、升級(jí)維護(hù)等。福州市某高層商務(wù)樓在低壓供配電系統(tǒng)的運(yùn)行中出現(xiàn)了一些問題。該樓主要表現(xiàn)為某些部分的電子元器件損壞嚴(yán)重，特別是在高溫、潮濕的氣候環(huán)境下，電子元器件容易受到損壞。經(jīng)過初步調(diào)查和檢查，發(fā)現(xiàn)該商務(wù)樓低壓供配電系統(tǒng)中存在以下幾個(gè)方面的電子元器件問題：該商務(wù)樓的低壓配電柜中使用的斷路器、接觸器、繼電器等小型電子元器件普遍受潮，工作不穩(wěn)定，開關(guān)頻繁動(dòng)作，極易引起電氣火災(zāi)。同時(shí)，變頻器、整流器等大型電子元器件，在高溫、潮濕的環(huán)境下容易出現(xiàn)電容老化、電阻變化等問題，導(dǎo)致電能的轉(zhuǎn)換效率降低，容易引發(fā)電氣事故。并且，該商務(wù)樓中的低壓配電系統(tǒng)中存在大量的電子智能儀表，這些儀表往往過于精細(xì)，容易受到電磁輻射、瞬態(tài)電壓等干擾，引發(fā)儀表故障。

3.4 保護(hù)裝置

保護(hù)裝置是低壓配電系統(tǒng)中必不可少的部件之一，它包括短路保護(hù)、過載保護(hù)、接地保護(hù)、零序保護(hù)等。保護(hù)裝置要能夠快速、準(zhǔn)確、可靠地保護(hù)電路，在電路出現(xiàn)故障時(shí)及時(shí)切斷電源，以保證電路和設(shè)備的安全。

（1）設(shè)備質(zhì)量。保護(hù)裝置的質(zhì)量直接影響其可靠性，包括部件的選材、制造工藝等。

（2）設(shè)備狀態(tài)。保護(hù)裝置的使用狀態(tài)也會(huì)影響其可靠性，例如，使用壽命、運(yùn)行溫度等。

（3）維護(hù)保養(yǎng)。保護(hù)裝置的維護(hù)保養(yǎng)也十分重要，例如，及時(shí)更換損壞部件、清潔保養(yǎng)等。以廣州某辦公樓為例，該樓低壓配電系統(tǒng)采用的是輸電、配電、回路供電的結(jié)構(gòu)，保護(hù)裝置的作用很重要。該樓在使用初期出現(xiàn)過多次設(shè)備故障，經(jīng)過調(diào)查，發(fā)現(xiàn)是保護(hù)裝置的故障導(dǎo)致，這個(gè)問題與前述的設(shè)備質(zhì)量、設(shè)備狀態(tài)、維護(hù)保養(yǎng)都有關(guān)。

4 提高高層建筑低壓供配電系統(tǒng)可靠性的措施

提高高層建筑低壓供配電系統(tǒng)可靠性，需要從多個(gè)方面入手，包括設(shè)備選型、施工管理、維護(hù)保養(yǎng)等。本文將從這些方面詳細(xì)分析提高高層建筑低壓供配電系統(tǒng)可靠性的措施，并結(jié)合具體案例進(jìn)行說明。

4.1 設(shè)備選型

（1）合理選擇設(shè)備。在設(shè)備選型時(shí)，需要根據(jù)建筑物的需求選擇合適的設(shè)備，包括變壓器、開關(guān)設(shè)備、電纜線路等。我們需要根據(jù)建筑物的情況，包括用電負(fù)荷、地理環(huán)境、氣候條件等等，選擇適合建筑物的配電設(shè)備。以北京某高層寫字樓為例，這棟寫字樓層數(shù)較高，用電負(fù)荷較大，所以在設(shè)備選型時(shí)，需要選擇適合的變壓器和開關(guān)設(shè)備，以保證使用安全和電力供應(yīng)的穩(wěn)定性。

（2）選擇優(yōu)質(zhì)設(shè)備。設(shè)備質(zhì)量對(duì)可靠性的影響很大，因此我們需要選擇優(yōu)質(zhì)、可靠的設(shè)備。在選購(gòu)設(shè)備時(shí)，需要考慮設(shè)備的材料、制造工藝、品牌信譽(yù)等因素，并進(jìn)行實(shí)際使用測(cè)試，以保證設(shè)備的質(zhì)量。例如，廣州某商場(chǎng)在進(jìn)行低壓配電系統(tǒng)改造時(shí)，為了提高系統(tǒng)的可靠性，選擇了具有穩(wěn)定性和可靠性的設(shè)備，并在使用前進(jìn)行實(shí)際測(cè)試，以確保設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。

4.2 施工管理

（1）建立施工標(biāo)準(zhǔn)。在施工過程中，需要建立一套規(guī)范的施工標(biāo)準(zhǔn)，以保證施工質(zhì)量的穩(wěn)定性和可靠性。例如，深圳某高層住宅在進(jìn)行低壓配電系統(tǒng)施工時(shí)，制定了一系列的施工標(biāo)準(zhǔn)和方法，包括材料的選擇、接線的要求、設(shè)備的安裝等，以保證施工的質(zhì)量和穩(wěn)定性。

（2）小心施工細(xì)節(jié)。在施工過程中，需要嚴(yán)格遵守施工細(xì)節(jié)，例如，正確安裝設(shè)備、嚴(yán)密的絕緣處理、保護(hù)電線免受損壞、正確連接線路等，以確保施工質(zhì)量和可靠性。

4.3 維護(hù)保養(yǎng)

（1）建立定期維護(hù)計(jì)劃。在建筑物低壓配電系統(tǒng)的維護(hù)過程中，需要建立一套定期維護(hù)計(jì)劃，及時(shí)檢查設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并進(jìn)行必要的維護(hù)和更換。例如，廣州某大型商場(chǎng)對(duì)低壓配電系統(tǒng)進(jìn)行定期檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，并進(jìn)行必要的維護(hù)和更換，避免了因設(shè)備故障引起的電力中斷。

（2）維護(hù)保養(yǎng)的細(xì)節(jié)。在進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)時(shí)，需要注意細(xì)節(jié)，例如，設(shè)備清潔、緊固螺絲、更換老化設(shè)備等。這些細(xì)節(jié)問題直接影響設(shè)備的使用壽命和可靠性。例如，武漢某大型寫字樓在進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)時(shí)，注意設(shè)備清潔和螺絲緊固，及時(shí)更換老化設(shè)備，保證了低壓配電系統(tǒng)的穩(wěn)定和可靠運(yùn)行。

4.4 預(yù)防和處理異常情況

（1）預(yù)防異常情況的發(fā)生。在使用過程中，需要注意電器設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，定期檢查電纜線路、開關(guān)設(shè)備等，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決問題。例如，上海某住宅小區(qū)在使用低壓配電系統(tǒng)時(shí)，定期檢查電纜線路、電器設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，避免了因設(shè)備故障引起的安全問題。

（2）處理異常情況。在發(fā)生異常情況時(shí)，需要及時(shí)處理，例如，采取措施防止電線短路、火災(zāi)等問題。例如，去年，深圳一所高層公寓因低壓配電系統(tǒng)故障引起火災(zāi)，消防員及時(shí)趕到現(xiàn)場(chǎng)，成功撲滅了火勢(shì)，避免了火災(zāi)對(duì)樓房和居民的損失和傷害。

5 結(jié)語

綜上所述，提高高層建筑低壓供配電系統(tǒng)的可靠性需要從設(shè)備選型、施工管理、維護(hù)保養(yǎng)等多個(gè)方面入手，采取有效的措施來提高低壓配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。在實(shí)際操作過程中，我們需要加強(qiáng)施工標(biāo)準(zhǔn)、細(xì)節(jié)管理以及預(yù)防和處理異常情況等方面的措施，以確保建筑物的用電安全和電力供應(yīng)的穩(wěn)定性。