探讨低压供配电系统在高层建筑电气设计中的可靠性

史建雷

摘要：低压供配电系统犹如高层建筑中的神经枢纽，对于整个高层建筑来说异常重要。在高层建筑的低压供配电系统设计应用中，往往会由于客观条件引起可靠性问题，因此，低压供配电系统的设计应当得到相关人员的高度重视。基于此，本文主要对高层低压配电系统可靠性进行分析，希望能够促进高层建筑低压配电系统的发展。

关键词：低压供配电系统；建筑电气设计；可靠性

伴随着社会经济的不断发展，在现代建筑施工中，对电气设计的要求也逐渐提升，特别是对高层建筑的电器设计，不但要保证供电的安全与稳定，同时还必须达到智能化的电器需求。根据有关标准规定，高层兼职指的是楼层在十楼以上的住宅建筑物或者是高度高于24米的部分民用建筑物。在高层建筑当中不但需要使用大量的电器设备，同时对电气设备有较高的要求。在许多建筑的电气设计中，对用电的安全可靠以及供电均有比较高的标准要求。建筑电气设计的可靠性与否将对居民生命财产的安全带来直接影响。一旦发生事故将引发无法想象的损失，因此，高层建筑的供配电系统的可靠性在电气设计当中占有极为重要的地位。

1 建筑电气中低压配电设计现状

低压配电系统在实施过程中，电力工程建设中是很常见 的，一个系统也是必不可少的，系统主要包括高（低）压配电线路、低压断路器和配电变电站的设备，他们的不同部分，低压断路器由于其独特的作用的核心是低压配电系统。

1.1用电量大

由于高层建筑的数量与大量的电气设备，结合用户群，迄今超过其他类型的建筑在功耗方面。两供水设备，其中电 梯、家用电器等都属于电力设备的长期需求，使得高层建筑的用电需求，用电负荷增加，提出了更高的要求，在可靠性和高层建筑低压配电设计安全。

1.2功率要求大

对于商住楼高层建筑来说，供电系统不仅要满足商业用电，还要满足生活用电，这就要求供电系统必须具有良好的 性能。同时，高等级配电系统还必须保证供电系统故障，通过备用供电设备满足应急用电需求。

1.3系统复杂性高

高层建筑配电系统的设计不仅需要实用性，还必须充分考虑与其他系统的连接。为了保证供电的可靠性和稳定性，高层建筑中常用的电源。

2.影响高层建筑低压供配电系统可靠性的因素

2.1过载短路问题

在高层建筑电气设计中，站在低压供配电系统可靠性视角上，要加大对过载保护与短路保护的重视力度，保证在配电系统发生故障时，断路器和保护装置及时反应，切断故障电路，进而保证供电线路与供电设备的安全性。

2.2接地质量问题

在高层建筑电气设计中，常常发生低压供配电系统接地形式混乱问题，或是接地管理混乱，再加上接地处理没有充分的重视，接地处理不规范，没有根据相关要求和标准进行操作，很容易发生接地质量问题，降低低压供配电系统的可靠性。

2.3保护装置问题

在数据统计调查中，发现大多数高层建筑低压供配电系统都存在安全保护装置安装设置问题，不能及时检测与控制供配电系统漏电问题，导致触电事故和火灾事故的发生，一旦发生，无论是人员伤亡还是财产损失都十分严重。

2.4漏电保护问题

漏电保护是低压供配电系统的一种保护性措施，可以直接预防或是控制接地事故，若人体接触电流，漏电保护装置可以瞬时跳闸，切断电源，保证人身安全。但就当前而言，在低压供配电系统设计中，无论是漏电保护装置的选择或是使用，都存在一定的问题，降低了漏电保护装置的保护作用，影响低压供配电系统的可靠性。

3.高层住宅低压电源配置

供电电源在满足电力负荷的条件下，对于变电所的安全以及公配系统的可靠性会产生一定的影响。如上文所述，高层建筑大多采用一级或者二级负荷，变压器通常由两台以上，同时还有一台柴油发电机组。启动柴油发电机组的条件为，当20kV两进线回路均停电的情况下，作为经济电源使用的柴油发电机竟会在10s内自行启动，担负起重要负荷的供电。此外，为了不降低消防用电的可靠性，一旦出现火灾，就能够自动切除非消防用电负荷。为了有效的保证供电的稳定性，非消防一级负荷应当由双电源进行供电，假如一个电源出现了故障，也不会产生断电事故。对于一些重要的负荷来说，使用双重电源仍然无法满足需求，还应当配置备用电源。对于非消防二级负荷来说，应当由两个回路进行同时供电，以此保证电量充足。

当消防用电的负荷为一级时，其主电源与备用电源应当独立设置在专用回路的双电源进行供电，而当消防负荷等级为二级时，主电源与变电系统应当采用双回路的电源进行供电。假如需要为消防用电设备提供双重电源时，就可以将任意一个回路设置为主电源，当出现电源断电时，保证另一个电源能够自动进入供电状态[2]。高层建筑中的消消防配电系统装置应当设立在建筑物的电源线处或者配变电出，应急装置应当与主配电装置分开。假如条件不允许，无法分开设置，就需要将其与主电源进行并列布置，在两者的分界处设置防火隔断，设置配电装置时，应当按照实际情况来进行明确的标注。在供配电设计中，低压配电级数应当尽量减少，最好不要超过三级，需注意的是，将配电箱的总开关由断路器换为隔离开关并不能减少配电级数。此外，为了有效的保证在发生火灾时能够迅速的切断消防負荷电源，应当在建筑的进线处设立单独的配电装置。

4.供电线路的可靠性分析

4.1 供电线路安全的设计

在满足电力负荷的要求下，供电线路的可靠性也是非常关键的，供电线路的敷设方式通常应当按照建筑自身的特点以及用电设备的分布等因素确定，应当尽量避免因为外部热源或者灰尘聚集以及腐蚀污染等环境对于布线系统产生的影响。还应当注意避免在敷设以及使用的过程中因为建筑物的伸缩。受到冲击以及震动等外界应力造成的损失。高层建筑的消防用电设备一般采用专用的供电回路，包括防排烟风机、消防控制室以及消防水泵等的供电，针对此种情况，施工方应当在最末级的配电箱出设置自动切换装置，敷设的配电线路应当满足相关规范。在建筑电气设计中，地下室车库应急照明配电通常会直接明装在车库墙上，而配电箱没有安装防水设施，假如在配电箱附近发生火灾，配电箱将会很快被烧毁，针对此种情况，施工人员应当在配电间设置配电箱，以此保证应急照明系统的可靠性。

4.2 干线手段保护器分支线安全长度的分析

按照供配电系统设计的要求规定，在不影响一级以及二级负荷中断供电的情况下，配电线路被前段线路算路保护电器保护，加上在此段路线路与过负载保护电器能通过的短路能量较小，因此可不设置短路保护。为了增加供配电系统的安全性，在进行建筑电气低压供配电设计中，无论是城区内的高层建筑还是郊区的别墅，大多都采用了分区树干式的配电方式。

总之，高层建筑中电气设备很多，而且施工复杂，同时还增加 了电能负荷。低压供配电系统作为电气设计的核心环境，其是否能够安全可靠地运行，直接关乎到电气设备的功能是否能够得以充分发挥。文章强调电气设备的可靠性是保证高层 建筑用电安全的关键，针对电气设计中低压供配电系统的运行可靠性的相关问题展开研究。

参考文献

[1]张绍晖.探讨高层建筑电气设计低压供配电系统的可靠 性[J].中华民居（下旬刊），2014（14）：163.

[2]蔺怡.建筑电气低压配电设计中各种接地系统的分析[J].黑龙江科技信息，2014（16）：79.

[3]叶书明.针对高层建筑电气设计中低压配电系统安全性分析[J].民营科技，2014（08）：19.

[4]刘道铜.高层建筑电气设计低压供配电系统的可靠性分析[J].科技致富向导，2014（14）：158+236.

（作者单位：哈尔滨工业大学建筑设计研究院）