高层建筑电气设计中低压配电系统安全性探讨

梁 昊

广东华南建筑设计院有限公司广州二分公司，广东广州 510000

近年来，城市中庞大的劳动人口基数对有限的城市范围带来了极大的负担与压力，城市现有的占地面积已经无法满足城市中居民的生产与生活用地，立体空间的理念应运而生，通过充分利用城市的立体空间，借助高层建筑可以有效增加城市的实际用地面积与容积率，节约城市的建筑面积，缓解城市，尤其是特大型城市用地紧张的压力，是提高社会和谐程度与人民生活满意度的重要手段[1]。高层建筑可以有效缓解城市居民用地紧张的压力，但是高层建筑中众多住宅的集体供电会给城市的中低压配电系统带来巨大的供电压力，高层建筑的住户较多、用电设备较多，导致其用电量与电压负荷均较高，一方面给城市中低压供配电系统带来了极大的负担，另一方面供配电系统的稳定性与安全性也会对高层建筑中的众多用电设备的正常使用产生较大的波动[2]，影响高层建筑中用户的正常生活节奏，因此，对高层建筑电气设计中低压配电系统的安全性进行探究，可以有利于提高中低压配电系统的安全性，保障高层建筑用电设备的用电安全与住户的正常生活。

1 中低压配电系统以及配电结构

电力系统集电力生产、传输、分配、消费于一体，包括电力发电系统、输电系统、配电系统及用户用电系统四个组成部分。配电系统位于整个电力系统的末端，连接着输电系统与用户用电系统，通过输电系统的输电线路将电力能源从供电端传输到用电终端，是整个电力系统中的重要环节，承担着向用户输送电能的重要任务[3]。配电系统包括变电站、高压输电线路、低压输电线路、继电保护器等电力设备设施，一旦这些设备发生故障都会导致用户的供电中断，影响用户的正常生产生活[4]。

中低压配电系统根据总电线与分配电箱之间的连接配电方式的不同可以分为放射式、链式与树干式三种，放射式结构是以总电线与总配电箱作为中心，由中心向各个分配电箱分配电能，分配电箱之间不存在电能交换，因此该配电结构可以在某一分配电箱发生故障时保障其他分配电箱正常工作，具有较高的安全性[5]。链式结构即传统意义上的串行结构，通过将所有分配电箱以串联的形式与总电线进行关联，实现分配电箱的电能资源分配，这种配电结构虽然有利于电缆线路的铺设，但是一旦线路发生故障或者某一分配电箱无法通电，则所有分配电箱均得做停电处理，供电稳定性与安全性较差[6]。树干式结构是通过主干线连接总电线与分配电箱实现电能分配的结构，树干式配电结构施工流程相对简单便捷，但是一旦配电主干线发生故障需要停检，则受到配电主干线影响的分配电箱将会导致区域大面积进入停电检修状态，这种结构的配电可靠性与安全性较差[7]。

2 高层建筑中低压配电系统设计要求

高层建筑相比于低层或中层建筑，其对供电的稳定性与安全性要求更高。楼层较高的住宅若是存在突发性状况，如火灾等需要立刻对高层住户进行实时示警，并通过有序的灾害应急预案对高层住户进行疏散，对发生火灾的高层住宅地采取消防灭火措施。所有的应急救援过程均是由各种各样的用电设备组成，用电设备的运行稳定性与安全性均离不开配电系统，以电梯为例，电梯是高层或超高层建筑中不可或缺的运输工具，一旦高层发生紧急事件应当保障电梯、应急通道的电灯、消防设备、淋水系统、消防警报设备等均处于蓄势待发之势，以有效控制火灾的蔓延，降低高层住户的财产损失与人员伤亡[8]。因此，对于高层建筑而言，提高各类用电设备供电电源的安全性对于高层住户的正常工作与生活具有重要意义。

高层建筑中低压配电系统的电源配置应达到如下要求，以充分保障高层建筑的消防供电与日常民用供电。对于日常民用I级负荷中低压配电系统应该保证采用双电源模式进行供电，即当其中一个电源供电发生故障时，另一个电源可以及时顶替维持用电设备的正常运行，从而避免用电设备发生断点事故，影响高层住户的正常工作生活。对于日常民用Ⅱ级负荷中低压配电系统应当采取回路模式进行供电，通过电压回路保障Ⅱ机用电的电量充足性。对于消防Ⅰ级负荷中低压配电系统应当采取双重电源外加备用电源的供配电模式，以保证消防设备设施运行的可靠性与稳定性。

3 高层建筑中低压配电系统中常见的安全性问题

3.1 过载与短路

过载即流过电器设备及线路的电流，不仅超过了其额定电流值，而且还超过了其允许承受的时间，短路是过载恶化、危害极大的电路损坏现象，它不仅会造成电器元件的损坏，而且有时候会对人们的生命财产安全造成伤害，中低压配电系统出现过载与短路问题会直接威胁到高层用电设备的正常使用，甚至会引起火灾以及电击等事故。

3.2 接地不良

接地不良是中低压配电系统中常见的安全性问题之一，接地不良会导致线路在接地电流的冲击下烧断，造成零线或地线彻底断路，由于接触电阻高，在相线接地时发热严重，在接触不良处严重会导致烧融和电弧，会对用电设备产生不可逆的损伤。

3.3 保护装置敏感度低

保护装置在高层建筑中低压配电系统中用于对系统的漏电情况进行实时有效地检测、预警与控制，及时发现配电系统的漏电问题，减少漏电带来的财产损失与人员伤亡，但是从目前看来，很多保护装置对漏电现象的敏感度较低，在进行漏电现检测时无法发挥其应有的作用。

4 高层建筑中低压配电系统安全性加强措施

对中低压配电系统的安全性问题进行分析评估，减少配电系统中的各电力设备设施发生故障或者需要检修的概率，可以提高配电系统输送电力能源的能力，提高整个电力系统的稳定性，降低用户供电中断的概率，减少范围性停电事故的发生，保证用电企业与个人的正常生产与生活。

4.1 加强主接线安全性控制

电气主接线的设计水平是影响高层建筑电气设计中低压配电系统安全性能的重要因素，电气主接线的材料选择、电气设备选择、主接线连接方式、配置配电工具等环节均需要经由专业人员综合考量高层建筑的用电环境、总负荷量、变电站相关配置与基础性参数等进行主接线方案设计。在主接线方案设计完成后需要对其可靠性进行检测，以可靠性作为最终方案的落实标准，一方面应当保证高层建筑的用电可靠性、安全性与持久性，另一方面应当保证主接线设计方案具有较好的适应性，能够结合变电站的实际情况与工作方式适时响应，保证高层建筑的供电安全性与稳定性。

4.2 加强接地保护

中低压配电系统中，若是不注重加强接地保护，则极容易由于高低压短接等不当操作带来漏电等安全隐患，因此考虑到高层建筑电气设计中低压配电系统的安全性，在系统设计环节中应当根据中低压配电系统以及高层建筑的特性设计适宜的电气设备接地保护装置，在系统实施环节中充分注重电力设备的标准接地要求以及接地措施的落实情况，以保障高层建筑中低压配电系统的稳定性与安全性。

4.3 合理选择漏电断路器

漏电断路器在整个电力系统中起着非常重要的作用，其可以有效避免漏电等安全隐患事故的发生，通常与接地保护协同工作，保障高层建筑中低压配电系统稳定性与安全性。漏电断路器的设计和安装需要对漏电断路器本身进行科学的种类选择，尤其是漏电断路器的漏电电流要求，在选择漏电断路器的过程中需要注意的是，漏电断路器用于防止人身触电，应根据直接接触和间接接触两种触电防护的不同要求来选择，只有这样才能够真正的实现电力系统的安全可靠的运行。

5 结语

配电系统位于整个电力系统的末端，连接着输电系统与用户用电系统，通过输电系统的输电线路将电力能源从供电端传输到用电终端，是整个电力系统中的重要环节，承担着向用户输送电能的重要任务。对配电系统的安全性进行分析评估，降低供电系统中设备设施发生故障的概率，可以提高配电系统输送电力能源的能力，提高整个电力系统的稳定性，降低用户供电中断的概率，保证用电企业与个人的正常生产与生活。

[1] 裴得晨.高层建筑电气设计中低压配电系统安全性探讨[J/OL].建筑知识，2017（15）：1.

[2] 韩旭.浅析高层建筑电气设计的低压配电系统安全性[J].居业，2017（9）：81-82.

[3] 白立贤.高层建筑电气设计中低压配电系统安全性探讨[J].江西建材，2017（16）：189，193.

[4] 梁晋魁.高层建筑电气设计中低压配电系统安全简述[J].门窗，2017（8）：141.

[5] 白建新.高层建筑电气设计中低压配电系统安全性分析[J].低碳世界，2017（23）：82-83.

[6] 杜松峰.建筑电气设计中低压配电系统安全性分析与阐述[J].城市建设理论研究（电子版），2017（19）：8.

[7] 霍钊洪.高层建筑电气设计中低压配电系统安全性分析[J].科技经济导刊，2017（17）：108.

[8] 刘俊发.高层建筑电气设计中低压配电系统安全性分析[J].智能建筑与智慧城市，2017（5）：42-43.