高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)安全性分析

Summary：我國高層建筑是我國建筑工程產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的形式之一，也是城市現(xiàn)代化建設(shè)的重要內(nèi)容。低壓配電系統(tǒng)是維持高層建筑功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，但是同樣也是產(chǎn)生安全風(fēng)險(xiǎn)的主要環(huán)節(jié)。如果設(shè)計(jì)不合理或者安全防護(hù)能力不足，極有可能發(fā)生安全風(fēng)險(xiǎn)，影響建筑居住使用的安全性。Keys：高層建筑；電氣設(shè)計(jì)；低壓；配電系統(tǒng)；安全性高層建筑電氣設(shè)計(jì)屬于復(fù)雜工程，不管哪方面存在錯誤，建筑質(zhì)量都會隨之降低。而低壓配電系統(tǒng)又是這項(xiàng)工程不可忽視的內(nèi)容，地位非常重要，設(shè)計(jì)不合理，很容易引起一系列重大安全問題。此類工程往往總體用電負(fù)荷量偏多，所以低壓配電系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)必須引起更多關(guān)注與重視。1低壓配電系統(tǒng)內(nèi)涵供電系統(tǒng)的組成部分較多，其中比較重要的是低壓配電系統(tǒng)。低壓配電系統(tǒng)主要由以下4個部分組成。①配電變電所。②配電變壓器。③高、低壓配電線路，其中，高壓主要是指其電壓超過1kV，低壓主要是指其電壓不超過1kV。④控制保護(hù)設(shè)備。在電能分配過程中，若運(yùn)行嚴(yán)重超過負(fù)荷，實(shí)際運(yùn)行中的低壓配電系統(tǒng)會自動將電源線路切斷，進(jìn)入自我電動機(jī)保護(hù)狀態(tài)。受多種因素的影響，低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行中可能會引發(fā)火災(zāi)，影響因素包括電氣線路老化、電氣設(shè)備老化、安裝技術(shù)欠缺等。就現(xiàn)階段我國電氣設(shè)計(jì)發(fā)展現(xiàn)狀來看，多以裝配漏電保護(hù)器、電位連接等手段解決上述問題。重視電氣設(shè)計(jì)相關(guān)工作，對電氣設(shè)計(jì)工作進(jìn)行嚴(yán)格審核，可以有效保證低壓配電系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。2低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)2.1接地保護(hù)模式科學(xué)選擇接地保護(hù)模式，可以顯著提升高層建筑低壓配電系統(tǒng)的可靠性與安全性。當(dāng)然，設(shè)計(jì)人員在實(shí)際工作之中，要結(jié)合高層建筑工程的具體情況，確定是否采取此種保護(hù)模式，例如，在一些規(guī)模較大的高層建筑工程當(dāng)中，可以在局部設(shè)置IT系統(tǒng)，接地形式采取TN系統(tǒng)。同時，對于電氣裝置外漏可能會出現(xiàn)導(dǎo)電現(xiàn)象，設(shè)計(jì)人員需要將其與接地保護(hù)有效連接，對于建筑外部故障電壓，可以采用等電位連接方式。2.2斷路器隨著科技的不斷發(fā)展，高層建筑中低壓配電系統(tǒng)也在不斷地完善和創(chuàng)新，高層建筑中電氣設(shè)備數(shù)量的不斷增加，產(chǎn)生的負(fù)荷也就越來越高，電氣系統(tǒng)運(yùn)行面臨著更加嚴(yán)峻的困難和挑戰(zhàn)，漏電斷路器是整個中低壓配電系統(tǒng)中的關(guān)鍵，保障了中低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠。漏電斷路器在進(jìn)行設(shè)計(jì)時，一定要根據(jù)實(shí)際的漏電電流要求，選擇科學(xué)合理的型號，這就需要設(shè)計(jì)者了解和熟悉高層建筑中電氣設(shè)備的基本信息，采取科學(xué)合理的手段對漏電斷路器的型號進(jìn)行設(shè)計(jì)，尤其要注意漏電斷路器的電流使用要求。因此，設(shè)計(jì)者需要了解和掌握高層建筑的實(shí)際用電情況，才能正確地選擇斷路器的型號。2.3供電電源在確定高層建筑電源數(shù)量時，設(shè)計(jì)人員要全面考慮工程所在區(qū)域的電網(wǎng)供電情況，以及電負(fù)荷特點(diǎn)，確保電源更加安全。如果出現(xiàn)停電現(xiàn)象，設(shè)計(jì)人員還要額外設(shè)置回路電源，確保能夠正常供電。一般來講，在一類高層建筑工程當(dāng)中，通過設(shè)置兩回路供電，能夠滿足供電需求。對于消防設(shè)備以及較為重要的機(jī)電設(shè)備，要保持連續(xù)供電，設(shè)計(jì)人員可設(shè)計(jì)帶有巡檢功能的應(yīng)急發(fā)電組，也可以安裝不間斷電源，確保供電的連續(xù)性。3高層建筑低壓配電系統(tǒng)安全性分析3.1供電線路安全性分析高層建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，為了提升其安全性，需要重點(diǎn)考慮建筑物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料、性質(zhì)、環(huán)境以及電氣配置，從而實(shí)現(xiàn)全面的安全風(fēng)險(xiǎn)分析，提高供配電線路的安全性。根據(jù)環(huán)境的不同，配電線路需要考慮自然腐蝕、外力破壞等眾多因素，從而進(jìn)行有效防護(hù)。例如，消防系統(tǒng)需要專門設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)，配電線路能夠一定程度上抵抗高溫和火災(zāi)。當(dāng)高層建筑發(fā)生火災(zāi)時，消防系統(tǒng)的配電系統(tǒng)需要能夠穩(wěn)定運(yùn)行，為消防水泵的設(shè)備提供動力，實(shí)現(xiàn)對火災(zāi)的撲救和人員的疏散。3.2優(yōu)化接地保護(hù)設(shè)計(jì)①IT系統(tǒng)保護(hù)形式結(jié)合當(dāng)前階段我國高層建筑工程電氣設(shè)計(jì)特點(diǎn)能夠得知，在低壓配電系統(tǒng)當(dāng)中，IT系統(tǒng)應(yīng)用比較廣泛，通過在電源的端口位置進(jìn)行電抗設(shè)計(jì)，從而取得良好的接地保護(hù)效果。同時，各項(xiàng)設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行期間，可能會發(fā)生漏電現(xiàn)象，故設(shè)計(jì)人員還要在外部導(dǎo)電位置，采取良好的接地保護(hù)措施。在高層建筑電氣系統(tǒng)之中，科學(xué)運(yùn)用IT系統(tǒng)不但可以提高電力供應(yīng)水平，而且能夠顯著提升供電安全性。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員要保持供電，在提高電力系統(tǒng)安全性的同時，防止出現(xiàn)大范圍斷電現(xiàn)象。②TN系統(tǒng)保護(hù)形式TN接地保護(hù)模式是通過電流保護(hù)的方式應(yīng)對短路問題，以此維持低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行過程中的安全性。電氣設(shè)計(jì)人員可根據(jù)高層建筑電網(wǎng)線路的特點(diǎn)，設(shè)置接地設(shè)備，用接地保護(hù)設(shè)施在各相線碰撞后的金屬外殼和保護(hù)零線將短路電流控制在閉合回路中，隨后啟動繼電保護(hù)裝置將電源切斷，預(yù)防觸電、漏電風(fēng)險(xiǎn)。在此過程中，電氣設(shè)計(jì)人員應(yīng)科學(xué)地選擇中性點(diǎn)、保護(hù)線的組織形式，用更可靠的TN-S線路隔離PE線路，或是用TN-C-S阻隔相鄰導(dǎo)線、進(jìn)戶桿，強(qiáng)化低壓配電系統(tǒng)的安全防護(hù)功能。③TT系統(tǒng)保護(hù)形式在高層建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作當(dāng)中，設(shè)計(jì)人員需要對電源中性點(diǎn)進(jìn)行接地保護(hù)，可以采用TT系統(tǒng)，針對低壓配電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。同時，在各類電氣設(shè)備內(nèi)部，針對電源的中性點(diǎn)與外露導(dǎo)電位置，均需要采取接地設(shè)置方式，加強(qiáng)接地保護(hù)。結(jié)合建筑電氣系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)可以得知，若采取TT系統(tǒng)，能夠明顯提升系統(tǒng)的安全性。如果建筑內(nèi)部的各項(xiàng)電氣設(shè)備比較分散，則需要謹(jǐn)慎設(shè)置，在低壓線路供電環(huán)節(jié)，設(shè)置TT系統(tǒng)，能夠取得良好的電力供應(yīng)效果。3.3完善低壓配電安全設(shè)計(jì)低壓配電過程中，相關(guān)人員應(yīng)重視配電方案的安全設(shè)計(jì)。對此，相關(guān)人員在科學(xué)配置變壓器、柴油發(fā)電機(jī)組后，應(yīng)根據(jù)高層建筑中配電設(shè)備的實(shí)際需求，科學(xué)地控制電流供應(yīng)量。目前，高層建筑內(nèi)低壓配電系統(tǒng)的主要負(fù)荷來源包括基礎(chǔ)電氣設(shè)備、建筑通風(fēng)設(shè)備、空調(diào)設(shè)備、給排水設(shè)備等，為預(yù)防短路、斷電等風(fēng)險(xiǎn)問題，應(yīng)結(jié)合高層建筑內(nèi)各類用電設(shè)施的實(shí)際需求，計(jì)算電源負(fù)荷，確定各區(qū)域電力設(shè)備、配電線路的安裝數(shù)量和設(shè)計(jì)位置。比如，對于高層建筑的通風(fēng)設(shè)備，排煙機(jī)所需的風(fēng)量為36000m3/h時，電機(jī)配電容量為11kW；送風(fēng)機(jī)所需風(fēng)量為25000/h時，電機(jī)配電容量為7.5kW。電氣設(shè)計(jì)時相關(guān)人員可根據(jù)電機(jī)配電容量，針對性的設(shè)計(jì)低壓配電線路，安裝配電設(shè)備，保障高層建筑使用中低壓配電系統(tǒng)的安全性。3.4BIM技術(shù)在高層建筑低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，設(shè)計(jì)人員可以運(yùn)用BIM技術(shù)，將不同專業(yè)圖紙有效匯集，然后準(zhǔn)確輸入相關(guān)信息，進(jìn)而快速確定系統(tǒng)當(dāng)中的難點(diǎn)與重點(diǎn)，利用BIM技術(shù)的兼容性特點(diǎn)，不斷優(yōu)化線路布置方案。通過采用三維模型，可以實(shí)現(xiàn)平面模型的三維轉(zhuǎn)換，確保建筑內(nèi)部各類管線安全運(yùn)行，減少交叉現(xiàn)象的出現(xiàn)。結(jié)語：對于樓層較多的高層建筑，其內(nèi)部空間中的電氣設(shè)計(jì)更為復(fù)雜，低壓配電系統(tǒng)所涉及的設(shè)備、線路較多，所以，為增強(qiáng)高層建筑低壓配電系統(tǒng)的安全性，保障其用電質(zhì)量，相關(guān)人員還應(yīng)深入分析高層建筑低壓配電安全風(fēng)險(xiǎn)，并通過合理布設(shè)保護(hù)裝置、科學(xué)應(yīng)用接地保護(hù)模式、加強(qiáng)供配電線路安全設(shè)計(jì)等方式，提升高層建筑電氣設(shè)計(jì)整體水平，建設(shè)更可靠的建筑低壓配電系統(tǒng)。Reference：[1]