高层建筑电气中供配电设计研究

李志鑫 乔鹏鸣

【摘要】城市化规模的不断发展与进步，使得城市高层建筑呈现出一派繁荣的景象，高层建筑因其建造高度高、建筑结构复杂等特点，对供电配电同时也提出了更高的要求。现代高层建筑电气中供配电设计是一个非常重要的方面，它不仅需要满足日益增长的城市用电量，同时还要满足城市用电高峰或特殊用电情况下的供电负荷压力。总之，只有科学合理地进行高层建筑电气供配电设计，才能确保供电线路正常运行，进而提升供配电的安全可靠性。本文作者从建筑工程的角度出发，对高层建筑电气的有关概念进行阐述，进而对高层建筑电气中供配电设计进行研究与探讨，对于供配电在高层建筑中的合理设计，确保正常用电需求，具有一定的参考价值。

【关键词】高层建筑；供配电设计；研究

引言

在高层建筑电气实际的运行中，一般供配电多会出现一些安全问题，而配电系统中不安全因素的存在，往往会造成不可预料的事故与损失。供配电设计的核心理念是从安全可靠性的角度出發的，而安全可靠性在供配电中的具体表现为用电负荷及电能质量两大方面，供配电设计过程中需要针对具体情况进行用电负荷等级的确定，同时配电线路设计的合理性对电能质量能够产生很大的影响作用。由此来看，只有对高层建筑电气中供配电设计给予高度重视，合理进行设计，才能让配电系统在实际运行中处于安全可靠的状态。

一、高层建筑供配电设计概述

如今在我国大部分城市发展中，高层建筑在城市建筑中占到的比例越来越大，高层建筑在很大程度上为城市在有限土地资源的状况下更进一步发展创造了非常有利的条件。不过高层建筑同时也会带来一些新的问题，像建筑高度高、结构复杂，更重要的是供配电线路配置会变得更加繁琐，对供配电设计的专业性要求更高，因为高层建筑在后期使用中一旦配线系统出现问题，其故障检测与维修比低层建筑的难度要超出许多。所以在高层建筑供配电设计初期就应该引起高度重视，避免埋下质量安全隐患。具体而言，高层建筑供配电设计是一项系统性与专业性较强的任务，它主要依据拟建高层建筑的特点、内部结构及建筑实际功能等方面的因素，对建筑配线系统进行供电线路的布置与规划，对其用电负荷等级进行相应的控制，同时利用供配电系统中的各种设备及控制装置，将它们有效地规划并“组合”在一起，使其在实际中科学合理地发挥其应有的作用，确保配电系统的正常运作，并最终将这个过程通过图纸绘制的方式展现出来的过程即为高层建筑供配电设计。高层建筑供配电设计并不是简单的将供电线路布置绘制到图纸中，设计本身的整体目标是在确保配电系统安全可靠的前提条件下，对整个配电系统进行系统性的规划与设计，最终交付一个合格的设计方案。

二、高层建筑电气中供配电设计研究

1.高层建筑供配电系统的可靠性。在高层建筑供配电设计中，其核心理念是最大程度上确保配电系统的可靠性，以不发生安全事故或存在安全隐患为主要目标。而高层建筑供配电系统的可靠性表现在用电负荷等级的确定，通常在高层建筑中用电负荷会划分为一级负荷、二级负荷、三级负荷等，高层建筑由于高度较大，因此在具体设计中需要对用电一级负荷的确定给予高度重视。一般像高层建筑消防系统有关的控制室配电、报警配电、灭火系统配电及消防电梯配电等，都需要设定为重要性较高的一级负荷，而应急照明及应急电源也应列入到一级负荷中，但通常应急照明与应急电源都是单独设计的，形成独立的配电系统。另外，在应急电源方面，排风设备配电、水泵房以及专用的通风设备配电等，同样也应该设计为一级负荷。

2.供配电线路安全性。1）供电线路安全设计措施。供配电系统中用电负荷等级的确定固然重要，但高层建筑供电线路的安全设计同样不可忽略，供配电线路布设规划依据实际情况严格设计，高层建筑层与层的内部格局、特殊层对用电线路的布置特殊需求以及高层建筑供配电线路布设的设计及规范要求等等，因为在高层建筑中供配电线路的合理布设能够有效避免线路被灰尘、潮湿或腐蚀的环境所破坏，从而引起线路绝缘性失效或线路短路等状况，同时在高层建筑中发生的冲击力、较大的伸缩变形以及不均匀沉降等也会引起对供电线路的破坏，从而引起安全事件。因此高层建筑供电线路安全设计中选用的主要措施主要表现在两个方面：一方面合理进行供电线路布设，采取措施对线路电缆进行外部保护，或通过管井进行线路布设，并在布设中尽量避免线路与建筑物拐角处或其它坚硬锋利处直接接触，避免外部保护在长期摩擦或接触中被损坏，线路布置应与潮湿或腐蚀环境隔离；另一方面对线路安全设计主要是借助期自动切换或自动控制装置，一旦线路出现安全隐患或超负荷运行，自动切换装置就能及时切断电源，防止事故进一步蔓延。在一些工程电气设计中，地下室车库应急照明配电直接在车库墙以明装方式安装使用，由于配电箱没有防水措施，很容易被烧毁，因此放置配电箱应设置专门配电间，避免因意外影响应急照明供电的可靠性。2）干线首端保护器分支线安全长度分析。在安全、节约的原则下，城区的高层建筑群或者是郊区楼盘的别墅以及低层建筑群的低压配电方式在建筑电气低压供配电设计中绝大部分都是采用分区树干式配电方式，另外，城市路边的路灯供配电中，每个灯杆内部从灯芯到灯杆脚的连接方式与干线接驳的接线也是树干式配电接线方式。

3.低压长电缆的保护。对设备供电使用长电缆时，不仅需要对末端设备的启动进行效验以及电压压降要求是否满足，还要对长电缆的馈电断路器同时带短路瞬时、短路短延时和过载长延时的保护功能是否适宜。整条长电缆在短路瞬时保护存在保护死区，瞬时保护无法保护长电缆末端以后一段距离的电缆，因此，需要短路短延时保护的设置。这样不仅可以保护整条电缆，而且长电缆的末端断路器与其形成级差，避免造成越级跳闸。

4.配电箱负荷计算。当配电箱配出回路出现单相负荷以及三相负荷时，在单相负荷与三相负荷相加之前换算为等效三相负荷后进行相加。单相负荷转为三相负荷的换算方式为：各单相负荷分别进行相加，然后用最大相负荷扩大三倍。只取最大相负荷的三倍作为等效三相负荷是只有单相负荷的情况下。

三、结束语

高层建筑电气中供配电设计是一个十分重要的方面，在设计中需要考虑的因素也较多，一旦发生事故，将可能引起不堪设想的后果。因此在实际中必须对高层建筑电气供电配电给予高度重视。

参考文献

[1]刘远快.高层办公楼建筑电气设计实例探析[J].中华民居，2012（2）：76