高层民用建筑供配电系统的电气防火技术分析

吴云生

摘要：高层建筑具有结构复杂、基础埋置深、层数多、混凝土方量大等特点，而且高层建筑通常施工场地较小，基地面积也容易受到外界干扰，所以对高层建筑消防系统电气设计也更加复杂。对高层建筑消防系统电气设计技术要求高，设备性能日益完善，使得消防电气专业与相关专业的联系也更加紧密。减少高层建筑电气消防事故的发生几率，要结合高层建筑的实际情况，进行规范化管理，设计出科学的电气消防系统，还要确保高层建筑电气的设备安全和良好运行，才能最大程度降低意外事故发生的概率，把损失降到最低。本文就高层民用建筑供配电的电气防火技术进行了分析。

關键词：高层民用建筑;供配电系统;电气防火技术;措施

中图分类号：TU24       文献标识码：A       文章编号：2096-1227（2021）03-0035-02

近年来，高层建筑项目越来越多，为了完善建筑的内部功能，满足人们的需求，在建筑设计和装修时，都会设置大量的电气设备，电气设备的安装使用不合理，或者没有进行规范化管理会引发火灾事故;在施工时，没有严格按照国家的标准和执行电气相关的技术规范，也会增加发生火灾的概率。除此之外，因为高层民用建筑的设备数量多，而且建筑内部结构进和功能复杂，居民较多，在火灾发生的时候，疏散的难度也更大，造成的损失也更加严重。所以在高层建筑的设计和施工过程中，要提高高层民用建筑供配电系统的设计施工水平，加强对电气设备的控制和科学管理，降低火灾发生的概率。

一、火灾发生的原因

（一）电压异常升高

因为相关工作人员对电气设备的不合理操作、电气设备发生故障没有及时发现并处理导致电压异常升高，从而引起电气火灾事故发生。造成电压异常升高的原因有很多，比如在设计时选型错误、施工时设备安装错误、对电气设备操作不当等都是造成电压升高的原因，所以无论是在设计、施工还是使用过程中，都要严格注意。

（二）电气设备发生短路

电流没有经过用电负载、阻抗或者是没有按照规定路径流通就会出现短路。短路也是导致电气设备出现故障的主要原因之一，导致短路情况发生的原因有以下几种：电气设备的绝缘体在高温、潮湿等恶劣的外部环境下被损坏而导致电气设备发生短路;对电气设备的使用不当或者使用时间过长，导致绝缘体腐蚀和老化，导致电气设备短路;没有对电气设备进行定期检查，使得出现故障的电气设备仍然继续运行，最后故障范围扩大造成电气设备短路。电气设备短路会直接引起火灾，而且短路引起的火灾事故是最严重的，所以在使用和管理的过程中要避免出现短路的情况。

（三）电气接触不良电阻过大

电气线路的导线在与电气设备连接，或者是导线与导线的连接时都会产生电阻，在连接过程中接触良好，产生的电阻也会比较小，电流在流通时产生的热量也会相对较少。但如果在连接的过程中，出现接头有杂质、连接不牢固等情况，就会导致线路接触不良，产生的电阻变大，电流在流通时也会产生大量的热量，从而引起火灾。

（四）电气设备的超负荷运行

现在人们用电的需求越来越大，电气设备的负担也越来越重，在设计安装时没有进行合理选择，就会造成电气设备超负荷的情况;还有就是没有合理科学的选择导线，电流值超过本身的负荷量或者是接入的电线太多，使得用电量变大也会导致电气超负荷运行。电气设备超负荷运行，就会出现各种故障，在发生地方故障严重时，就会导致火灾发生。

二、高层民用建筑供配电系统电气防火技术分析

在进行高层民用建筑供配电系统是设计时，设计人员应该要从多角度对电气负荷进行计算，防止出现电缆截面大而断路开关过小导致电气超负荷的情况。在设计时要提高设计水平，使用最先进的设计规范，正确选择N线和PE线截面，消除火灾隐患，降低火灾发生的概率。目前中国的建筑防火设计规范、配电设计规范、电气施工验收规范等国家相关水平标准和国际标准规范还存在着一定的差距，这也是我国电气规范的安全水平较低的原因。因此，在电气设备设计安装时应该积极吸取发达国家先进的电气标准和国际电工标准，来提高我国的电气规范的安全水平，降低电气火灾发生的可能性。

（一）电力供应系统的设计

在高层民用建筑消防安全的设计活动过程中，对于消防电梯，消防泵、消防火灾自动报警器、灭火设备、防火卷帘门、火灾事故疏散照明指示灯和排烟装置等的负荷电源与配电，必须要确保电源供应的稳定和在火灾中的安全性。在设计供电方案时，要多方考虑，确保以上装置有两种独立的电源供电方式，可以利用两路不同降压变电所提供的电能作为独立电源点，然后通过两个独立电源点实现稳定供电。

在高层建筑的电力供应系统的设计中，应该在有事故照明或者是疏散指示灯等地方增加逆变器，把蓄电池的直流电转换成交流电。在高层建筑中的高压配电系统中应该采取单母线分段、自行切换、互相备用的方式配电，最好用电缆作为电源的连线部分，动力和照明线最好是分开。对于照明部分应该要采用母线槽配电，对于动力负荷部分进行反射式的供电方式。对于高层民用建筑中的应该采用柴油发电机作为应急备用电源，在一个消防对象出现设置了两个以上的消防设备时，要确保柴油发电机能够启动所有消防设备，在消防设备的启动过程中采用分时启动，可以避免因为用电负荷的骤增而对设备造成电流冲击，和出现设备全负荷的情况。对于发电机的选择，燃气涡轮发电机体积小、重量轻，而且还不容易出现故障，是应急备用电源的最佳选择。

（二）配变电系统的设计

配变电系统也就是我们平时所说的配电所，对于空调设备、冷冻机、风机、水泵等设施的使用，在高层建筑中，这些设备承受的负荷会更重，因此要为其提供单独的配变电系统。一般情况下，配变电机都是放在首层或者是最底层，但由于最底层不利于设备的通风和散热，所以最好还是不要设置在最底层。但在地下只有一层的情况下，要尽量提高配变电所的高度。对于高压配电系统依旧还是采取反射式配电，确保供电稳定。在高层建筑中的配变电所不要使用装载了可燃性油的设备变压器的材料，最好是采用非咣液体或者是干式绝缘气体，一般都是用MONEX绝缘纸和硅油材料。对于配变电所的到低压母线的选择，最好是选择分段单接线或者是单母线，而对于电源线的开关，最好是选择负荷开关或者是断路器。

（三）低压配电设备的设计

为了确保能够稳定供电，对于低压配电的部分，可以将照明和动力的配电系统分开安置，消防和防灾的配电系统又单独设置。TN系统有大量接地故障电流流通时，很容易出现线路产生高温而导致起火，所以应该要对在TN系统中PEN和PE线因为故障导致的热稳定性的问题多加注意。解决的办法有以下几种：（1）可以采用剩余电流保护器来避免火灾的发生;（2）压迫确保短路保护设备和过负荷保护设备出现短路和过负荷是可以进行动作，此外还要确保控制电源的稳定;（3）电气设备的绝缘水平必须要符合规范，检查有没有选用无油化设备或者是飞弧距离小、飞弧不致外出的设备;（4）敷设方式和导线的选择要科学合理，在线路保护的基础上，保证线的截面要符合在出现故障时的动稳定和热稳定的要求。

三、电气火灾的预防措施

（一）安装自动报警装置

在民用建筑高层安装电气火灾自动报警装置，对于能够及时发现和解决火灾隐患，降低火灾发生的概率，减少火灾造成的损失都有着积极意义。在进行电气火灾报警装置的安装时，可以利用现代先进技术，通过用智能化的报警探测器，对电流剩余电值、相对电流、可燃气体、高温、异常烟雾等现象进行探测，然后再通过无线传感等方式对相关部门发起报警，这样工作人员就可以及时处理，减少火灾发生的概率。此外还可以安装声光报警装置，该装置不但可以对产生的故障进行报警，还可以自动拨打报警电话，通过语音指导工作人员对故障进行科学高效处理。

（二）保证电气设施的质量合格

电气设施的质量除了会影响设施的使用寿命以外，还会影响故障产生的几率，从而影响火灾发生的几率。不同环境、不同条件下对于电气设备的质量要求也不同，在对电气设备进行选择，要符合相关要求和标准，确保质量合格。电气设备中的熔丝要符合负荷电流的要求;导线的接头和截面也要符合标准和规范;电气设备和铝导线的过渡接头也要用铝导线。对于悬挂的导线应该用铆钉等固定，避免松动产生损坏。

（三）提高人们的防灾意识

高层建筑的疏散工作会更加困难，火灾造成的经济损失也会更加严重，为了避免火灾的发生和造成不必要的经济损失，应该要提高相关工作人员和居民的防灾意识。对于工作人员，要提高电气防火的相关专业技能和综合素养，提高电气安装操作和维修的技能水平。居民掌握正确的火灾自救和逃生办法，在火灾发生时，尽可能地保障人身安全。

（四）定期检查和维修

对电气设备定期的检查和维修可以很大程度上消除火灾隐患，降低火灾发生的概率，减少经济损失。所以相关维修人员应该要对电气设备进行定期的检查和维修，在发现故障时及时处理，一定程度上避免了灾害的发生，保护了人们的生命财产安全。

（五）加强防火管理

在民用建高层中的所有的走道、楼梯和空地上都应该要保持干净整洁，禁止堆放垃圾和杂物，要保证楼梯和安全通道的畅通，确保指示灯和疏散标志的完好。氢气，煤气可燃气体管道和煤油、汽油、柴油等可燃液体管道严禁穿过防火墙，水管等非可燃液体穿过防火墙时，管道周围的空隙要用非可燃物质进行填塞。

四、结语

为了缓解用地和居民住房的压力，高层建筑出现得越来越多。作为常见的建筑，与普通建筑相比，高层建筑的内部结构更加复杂，为了满足人们的用电需求，会在高层建筑设置复杂的供配电系统。但由于高层建筑发生火灾对人们生命安全的威胁更大以及造成经济损失也更加严重，所以对于高层民用建筑中的电气设备，进行合理规范的管理，定期检查和维护，确保电气设备安全运行，才能减少电气火灾发生的概率，保护人们的生命和财产安全。

参考文献：

[1]杨宝泉，王会芳.浅谈高层民用建筑供配电系统电气防火措施与技术[J].价值工程，2010，029（035）：65-66.

[2]庞艳杰.高层民用建筑供配电系统的电气防火技術探究[J].城市建设理论研究（电子版），2015，5（028）：2892-2893.

[3]李晓飞.城市综合体建筑的供配电系统和电气防火设计[J].现代建筑电气，2014，005（007）：55-59.