浅谈某高层建筑的配电设计

邵凤鹏

摘要：近年来，我国的高层建筑数量不断攀升，其在政治上、经济上都给人们的生活带来了很大的影响。根据我国建筑建设的相关规定，建筑总高度超过24 m的非单层民用建筑和10层及10层以上的住宅建筑，都叫做高层建筑。同时，高层建筑对电气自动化的水平要求较高，一些高层建筑的电气技术还集中采用了各种先进的现代化技术，为配电系统的安全运行提供了可靠的基础。例如：空调，电梯，给排水，消防，闭路电视，工作和事故照明音响，电话，制冷，防雷接地，电脑管理等等，要保证它们的正常工作，都离不开配电系统，可见，高层建筑中的配电系统是完善建筑内部系统工作的重要组成部分。

关键字：高层建筑；供配电系统设计

中图分类号：TU208文献标识码： A

1高层建筑的特点及对供配电系统的要求

1.1它的功能齐全,例如现代公共建筑,它就将居住、娱乐、商业、办公等集中在一起,实现功能的多元化;

1.2建筑的内部配套设备完善,正是因为这类建筑的功能多,各方面要求高,人们不仅要求它有舒适的生活环境,还要有现代化的工作娱乐环境,所以它的内部专业配套设备比较完善;

1.3使用人数多,建筑物内有大量的人员,特别是文化娱乐、商业场所,人员密度更高;

1.4对保安的业务能力要求高,因为建筑内有大量的人员和贵重设备,需要较高的安全系数;

1.5通常都设有地下室,如变配电室、中水处理设备间、制冷机房、汽车库等。

另外,高压环网柜具有体积更小,维护方便,安装操作简单等特点,在现代高层建筑中也得到了广泛应用。

由于高层建筑造价高,人员集中,供电系统的可靠性会直接关系到建筑内人员和设备的安全。如果高层建筑发生火灾,通常是利用建筑物自身的消防设施进行灭火和人员、物资疏散,但建筑物内的消防设施也离不开的电的支持。所以,如果无法保证供电的可靠性,就无法顺利进行人员和物资的疏散,只能让火势蔓延,最终将造成严重的损失。可见,保障高层建筑中消防用电设备的供电可靠性是十分重要的。

2高层建筑配电系统的工程设计

2.1负荷等级。高层建筑的供电负荷大，所以需要对用电负荷实行限制分级，确保供电运行的稳定。对不同级别的负荷要区别对待，这样不仅能维持供电，还能节省电力。在通常情况下，一类高层建筑的重要用电负荷都属于一级负荷，如接待国家元首级及政府要员的高级宾馆中的高级客房、总统套间、宴会厅、国际会议厅、电脑电源、通讯电源、新闻摄影电源等都应按照一级负荷进行设计。高层建筑有其固定的负荷分级标准，主要从建筑物的分类和用电负荷性质来区分，划分一、二级的用电问题。

2.2供电的电源。由于高层建筑的自身特点，导致其用电负荷较大，所以，为了保证供电的稳定，通常采取高压供电的方式供电。供电电压有一定的标准，如国内一般为10KV（香港地区11KV，日本22KV，美国13.8KV）。为保证用电可靠性，多数高层建筑采用两路10KV独立电源供电，互为备用，对于含有特别重要负荷的建筑则需增设柴油发电机作为第三路电源以保障其供电可靠性。

2.3有关用电负荷的计算问题。有关高层建筑的用电负荷计算，现代国际通用的方法是需要系数法或变形的需要系数法及单位容量法等。在实践中比较常用的方法是，理论计算后再根据已投入运行的高层建筑变压器安装的容量和负荷率的大小进行复核，这样可以有效的因预防经验不足或调查不足而引发的与实际情况相差较远的情况，同时还可以对空调、给排水、动力及工艺等项目提出用电指标，最后进行综合平衡，以便选择合理的计算方法及需要用电系数，同时与各项目进行认真考察，以保证最后提供的用电指标是最合理的。

2.4变压器的选择。现代高层建筑使用的大多是干式变压器，单台容量不宜超过1250KVA，事实上，大容量的变压器效率较高，但在使用中所承载的负荷面也大，因此，我们设计人员应综合各种因素，再根据各专业的实际用电情况，科学的选择变压器单机容量，以及使用的变压器数量。例如，我们可以根据空调设备的分组来设置变压器，这样就可以按照空调机组的使用来选择合适的变压器，在最大程度上取得最好的经济效益。

2.5防雷接地及安全措施

2.5.1防雷保护：

依据有关现行防雷分类标准，本建筑为二类防雷建筑物。

在屋顶设置避雷带，避雷带网格不大于10m×10m或12m×8m，并且在局部突出部位设置独立避雷针作为防雷接闪器，利用建筑物结构柱内两根主筋(ф≥16）作为引下线，间距不大于18m，避雷带和引下线主钢筋可靠焊接，引下线和基础地盘钢筋焊接为一整体作为接地装置并在地下层四周外墙适当位置甩出镀锌扁钢，以备当接地电阻达不到要求时外界沿建筑四周暗敷的40×4镀锌扁钢人工水平接地网。

2.5.2为防侧击雷，采取以下措施

建筑物内钢构架和钢筋混凝土的钢筋相互连接。

利用钢筋混凝土柱子内的钢筋作为防雷装置引下线。结构圈梁中的钢筋每三层连成闭合回路，并与防雷装置引下线连接。

将45m及以上外墙上的栏杆、门窗等较大金属物直接或通过预埋件与防雷装置连接。

垂直敷设的金属管道及类似金属物，在底端与顶端与防雷装置连接，并利用钢筋混凝土柱子和圈梁内的钢筋设置局部等电位联结端子板，并将建筑物内各种竖向金属钢管每三层与局部等电位联结端子板连接一次。

本工程强弱电接地系统统一设置，即：采用同一接地体，故要求接地电阻R≤1Ω，当接地电阻达不到要求时，可增设垂直人工接地体。

2.5.3安全措施

为防止人身触电危险，本工程设置专用接地保护线（PE线）即：TN-S系统配线，并进行总等电位联结，在配电室内适当的柱子处预留4O×4镀锌扁钢作为主接地线，并设一总等电位盘，该主接地线应和柱内主筋可靠焊接，在低压配电室内所有电缆桥架中全长敷设一根和主接地线连接的40×4镀锌扁钢作为专用接地保护线（PE)，本工程的用电设备外壳均采用铜芯导线（BV-750）与接地扁钢可靠连接。

凡正常不带电，绝缘破坏时可能带电的电气设备的金属外壳，穿线钢管、电缆外皮、支架等均应可靠与接地系统联结。

在弱电机房、消防控制室、电梯机房及各层配电间等处做局部等电位联结。

在设洗浴设备的卫生间应作局部等电位联结。

总等电位盘、局部等电位盘由黄铜板制成，应将建筑内保护干线、设备金属总管、建筑物金属物构件等部位进行连结，总等电位联结线采用BV-1x25线，总等电位联结采用各种型号的等电位金属卡。

为防电力系统雷电侵入，在各配电总箱设电浪涌保护器（SPD）。

不间断电源输出端的中性线，必须与由接地装置直接引来的接地干线相连接，做重复接地。

电缆桥架及其支架全长应不少于两处与接地干线连接。

3建筑配电系统设计需要注意的问题

3.1变压器是配电系统的核心组件，在运输和保存的过程中，也许会出现机械损伤和受潮。所以，在安装之前应严格进行外观检查，同时进行电器性能测试，如发现不合格的变压器，应及时做出处理，合格后方可就位。

3.2插接式母线，母线一定要保证干燥，一定要避免碰到水和砂浆等，一旦受潮很难恢复绝缘，在配电系统设计中，应重视该类问题。

3.3各种预埋的管路，要严格预防水和混凝土的进入，因为一旦沾上混凝土等，将很难清除，最后无法穿线，严重时，还要将钢筋全部刨出，不仅浪费了工作时间，还损伤了土建结构。高层建筑供配电系统在设计中，只要认清其建筑特点，并对配电组件进行正确的安装，这对高层建筑的质量以及配电系统的稳定运行起着十分积极的作用。

结束语

在现代建筑工程配电系统设计中，必须充分考虑配电系统的安全稳定运行，从根源上杜绝故障的出现，将安全隐患降至最低，同时还应考虑电气设备与现代建筑结构相结合的装饰效果，这也对行业内建筑电气施工单位提出了更高的要求。

参考文献

[1]崔立.配电箱运行中存在的问题及注意事项[J].电力安全技术，2013（06）.

[2]杨永康.建筑配电箱设备安装施工工序[J].广东建材，2010（04）.