高层建筑电气设计中低压配电系统安全性分析

2020-01-01杨彩霞

中国设备工程 2019年23期

杨彩霞

（山西省建筑设计研究院有限公司，山西太原 030013）

中低压配电系统在整个建筑电气设计中占有十分重要的地位，是电气系统的关键环节，如果中低压配电系统的设计不当，就会引发安全事故。高层建筑与普通建筑相比用电量比较大，因此，我们在设计时一定要注意中低压配电系统的使用安全问题。高层建筑中的电器数量电器种类都有所增加，这也造成了安全隐患的增加，所以电气设计的安全可靠是重中之重。高层建筑一般指的是楼层超过10 层或者总高度超过24 米的建筑物。随着科技的不断发展，城市化的建设速度越来越快，高层建筑在城市中出现的越来越多，因此对高层建筑的电气设计也提出了更严格的要求。

1 低压配电系统概述

低压配电系统类型一般情况下分为三种，放射式、树干式、链式。其中放射式的主要原理就是电源由总配电箱进行分配，分配给每个分配电箱，每个分配电箱单独工作互不影响，一旦某个配电箱出现故障，不会影响其他配电箱的工作。放射式配电系统有着安全系数高的特点，缺点就是线路相对复杂，在一些比较大型的公共场所应用的比较多；链式主要指的就是一条线路中连接着多个分配电箱，没有分支，优点就是成本比较少，在电缆线路的铺设过程中应用的比较多，缺点就是一旦出现故障就会影响整个电器设备的用电情况，安全性较低，对于一些用电要求不高的设备可以应用；树干式配线系统主要指的就是总电源和分电箱之间使用一条主干线连接，优点就是投资成本较低、施工方便，缺点就是一旦主干线发生故障，就会影响整个用电情况，安全性不高，一般应用在一些用电可靠性不高的场所。

2 高层建筑中低压配电系统的设计要求

2.1 供电电源安全性

中低压配电系统设计的安全性是整个高层建筑电气设计中的重中之重，关系到整个高层建筑的用电使用安全。我国目前高层建筑中主要配备的防火设备为灭火系统，整个灭火系统都需要电力支持，因此，如果电力系统的安全性得不到保障，一旦发生火宅,消防照明、淋雨系统都将受到影响，不能发挥自身的功能。同时一般情况下高层建筑都不单单安装一部电梯，需要安装多部电梯，电梯的电力也是由电力系统提供，如果高层建筑的建立系统出现故障，电梯也会受到影响，因此，高层建筑电气设计中中低压配电系统的设计尤为重要。

2.2 确保供电持续性和电源时间性

通常情况下，高层建筑都配有两个独立的电源，每个独立的电源都要满足国家的相关使用要求，高层建筑中用电量往往比较大，因此，在高层建筑电力设计过程中要注意以下几点：一旦高层建筑电力系统出现故障，而备用电力系统也会出现问题，就需要我们使用备用的柴油发电机作为电源。但是柴油发电机不是应急电源，只能作为临时电源使用，设计人员在高层建筑电气系统设计时，一定要考虑配备两个以上的切换电源，切换电源的时间和操作流程也要符合国家的相关标准要求。

3 影响高层建筑电气设计中低压配电系统安全性的问题

3.1 过载、短路及漏电问题

对高层建筑电气系统从安全方面分析，一定要重视其过载保护、漏电保护、短路保护等方面内容，一旦中低压配电系统出现问题，熔断器和断路器在第一时间就会起到保护的作用，保障配电系统和供电设备的安全可靠。

3.2 接地质量问题

接地混乱的现象是中低压配电系统中经常出现的问题之一，目前的实际情况是，人们对于供电系统中的接地质量重视程度不够，在对接地进行检查时粗心大意，没有按照相关的流程执行，中低压配电系统运行的安全性和稳定性与接地质量有着密切的影响。

3.3 保护装置问题

根据实际的调查研究发现，我国的高层建筑中低压配电系统中，很多的安全保护装置都存在安全隐患，日常工作中对电气设备使用情况检查的不及时、不仔细，很容易造成电着火以及触电的情况发生，威胁人们的生命和财产安全，会给国家带来巨大的经济损失。

4 高层建筑电气设计中低压供配电系统安全性分析

4.1 加强主接线安全性控制

供电系统的运行过程中，中低压配电系统的主线是十分重要的，一般主线设备的体型都比较大，使用的环境也相对复杂，操作流程比较麻烦，因此，如果主线设备出现问题就会影响整个高层建筑的电气系统正常运行。

所以，高层建筑电气系统设计时一般采用系统集成的形式，保障供电系统运行安全可靠的同时降低投资成本，高层建筑的照明一般采取放射式和树干式结合的形式，

4.2 加强接地保护

中低压配电系统中，接地保护装置使其安全使用的重要保障。高层建筑中低压配电系统的设计一定要考虑实际的环境、特点、使用要求等，才能选择合适的接地保护装置。同时如果需要使用多种接地保护措施，就要使用相应的电位连接，避免中低压配电系统受到外部电压的影响，目前我们常用的接地方式为TT 系统和TN 系统两种。

4.3 合理选择漏电断路器

随着科技的不断发展，高层建筑中低压配电系统也在不断地完善和创新，高层建筑中电气设备数量的不断增加，产生的负荷也就越来越高，电气系统运行面临着更加严峻的困难和挑战，漏电断路器是整个中低压配电系统中的关键，保障了中低压配电系统运行的安全可靠。漏电断路器在进行设计时，一定要根据实际的漏电电流要求，选择科学合理的型号，这就需要设计者了解和熟悉高层建筑中电气设备的基本信息，采取科学合理的手段对漏电断路器的型号进行设计，尤其要注意漏电断路器的电流使用要求。因此，设计者需要了解和掌握高层建筑的实际用电情况，才能正确地选择断路器的型号。

4.4 合理选择备用电源

要想保障中低压配电系统使用的安全可靠，备用电源的设计是必不可少的，尤其要重视备用电源安全方面的影响因素。首先，单台机组是目前高层建筑经常使用的方式之一，需要将额定容量控制在1500kV 以下；然后，一旦发生停电，备用电源需要在3s 内实现自动启动，避免停电时间较长给国家带来巨大的经济损失；其次，如果发动机达到额定转速，避免母线的启动压降降低，就需要按照从大到小的顺序，分别进行投入；最后，供电系统恢复正常工作后，需要停留30s 后在进行供电，同时，发动机在供电后运行几分钟在进行关闭。如图1 所示，电源由负载母线1 段引出，输送给负载母线2 段，实现交流输入和旁路输入之间的相互替换，保障柴油发电机不会逆向倒送电。