建筑电气低压配电系统设计及接地措施分析

发表时间:2020/5/11   来源:《城镇建设》2020年2月6期   作者:周纯
[导读] 近年来,我国建筑行业取得了快速发展

         摘 要:近年来,我国建筑行业取得了快速发展,低压配电设计在工业建筑和民用建筑中越来越受重视,低压配电设计的好坏对用电安全及人们的日常使用至关重要。因此,设计人员要结合建筑工程的具体情况,对建筑的电气进行合理的规划和设计,切实提高供配电的可靠性和安全性,积极做好相关工作是及其必要的。
         关键词:建筑电气;低压配电系统;安全;接地

前言:
         人们的生产和生活离不开电,良好的电气设计能够提高人们的生活品质。随着我国经济的高速发展,建筑行业的稳步提升,建筑电气设计作为建筑中必不可少的一环,也越来越受到人们的重视。低压配电系统作为建筑电气设计的核心内容,对低压配电系统的设计和接地措施进行分析,提高供电的可靠性和安全性,也能为建筑行业的发展也能够提供帮助和指导。
        
1、建筑低压配电系统设计要求
         低压配电系统设计是建筑电气的中最重要的组成部分,设计的优劣影响人们的实际使用效果。低压配电系统不仅需要考虑实用性和经济性,而且最重要的是保证供电的可靠性和安全性。在实际设计过程中,以系统简单明确、电能损耗小为导向,根据用户需求及国家相关规范、标准进行合理、科学的设计,确保用电安全及可靠。根据供电可靠性和中断用电造成损失的大小,建筑物内的用电负荷可分为一级、二级、三级负荷。一级负荷需要满足有两个独立的电源供电,一级负荷电源可分别从两个独立的110kV变电站引入,当无法满足从电网引入两路独立的高压电源时,根据供电中断允许时间,选择使用柴油发电机或UPS、EPS作为备用电源,当一路电源故障无法供电时,可以切换至另一路电源;二级负荷需要满足双回路供电,当一个回路失电时,另一个回路可以供电;三级负荷一个回路供电即可。建筑供配电系统时,一级负荷两个或以上的电源进行切换时,切换的时间也需要满足规范要求,此外,还需采用一定的措施,防止应急电源与正常电源并列运行。此外,对于消防负荷,还需保证末端切换。对于冲击性的负荷,采用独立的配电回路进行供电。低压供电系统的可靠运行,还需要采用一定的措施减少电压偏压、抑制电网谐波,保证电能的质量。在进行电气设计的准备阶段,需要制定好减少能源耗损的方案,严格根据实用性基本原则进行,通过这种方式才能提升电气设计具有的经济性以及效益性。

2、建筑电气低压配电系统设计要点
2.1负荷计算
         负荷计算是选择和校验配电开关、电缆、保护装置的依据,是计算电能损耗、无功补偿的计算依据,是保障低压配电设计准确必不可少的一个过程,保障供电系统的稳定运行。计算负荷与实际负荷是两个不同的概念,通过一定的计算方法,把实际负荷转换成计算负荷,才可以用于工程实际。电气设计中,一般采用需要系数法、利用系数法等进行负荷计算。在负荷计算中,单相负荷应均匀的分配至三相上,保证三相平衡。此外,消防负荷如果大于火灾时切除的非消防负荷,负荷计算应采用所有负荷进行计算,当消防负荷小于火灾时切除的非消防负荷,消防负荷可以不计入。电气设计师要结合负荷的使用情况进行计算,考虑同时性,避免计算的盲目性。如果用电设备比较少,同时使用的概率高,可选择较大的需要系数。如果用电设备相对比较多,可根据实际使用情况,选择适当的需要系数。
2.2配电方式
         电气工程节能的前提是供配电系统的合理设计,只有供配电系统设计方案科学合理才可以保证用电量预测的准确性。在建筑内部的配电设计工作上要尽可能的减少配电级数,同时对配电路径进行科学设计。因为配电级数的数量设定一方面会引起上下级配合的复杂化,另一方面还会增加元器件的数量,使得故障率增加,严重的话还会导致配线电缆放大,增加经济成本。特别是对高层建筑进行电气设计过程中,因为高层建筑相比于普通建筑拥有更长的配电距离,继而导致电压降的增加。

在对高层建筑进行低压配电过程中,采用放射式与树干式相结合的供电方式,对大容量负荷采用放射式供电,对照明及小容量负荷采用树干式供电方式,高层公共建筑中的垂直供电干线,也可以采用封闭式母线槽供电的树干式供电。此外,根据负荷的性质,分别从低压配电室引入电源,消防负荷与非消防负荷分别配电,动力负荷与照明负荷分别配电。高层建筑当中的干线电缆一般安装于电气竖井当中,对于消防与非消防负荷的电缆,需要分桥架敷设。对于一部分的公共设施采取电气设计过程中,要重点增强对电缆与基础设备重视,利用国际的检验来保障电缆线的方案具有科学的效应。相关技术人员要改变传统低压电气系统设计模式,认识到低压电气系统设计过程中的不足,将新型设计理念和技术应用于低压电气系统设计中,从根本上提高低压电气系统的整体性能,
2.3配电设备及电缆选择
         配电设备及电缆的选择是电气设计中必不可少的一个部分在对低压配电进行设计过程中,可根据建筑物、负荷的性质,选择配电设备和电缆的种类,根据负荷计算确定相应的开关设备以及电缆的参数,使配电线路上的上下级保护设备的动作特性有选择性,且各级之间能协调配合,以保证供配电设计的安全可靠。断路器需要能够保证用户的正常用电,同时在发生短路故障和过载时,能够及时切断故障电流,确保电气设备的安全;对户外及潮湿场所采用带剩余电流保护功能的断路器,当发生漏电事故时,能及时切断电流;对一、二级负荷采用双电源切换箱进行供电,利用接触器实现对一些重要设备的远程控制。在对设备选择过程中,根据设备安装场所,确定设备的防护等级,同时在对设备进行安装过程中需要对设备维护加以充分得考虑,确保低压设备出现故障时能够及时进行维修与养护,保证配电稳定性。在进行电缆选择时,在确保电缆的载流量与开关匹配的同时,还需要规范对不同的场所使用不同种类的电缆。对于人员密集场所及高层建筑,需要采用低烟无卤阻燃的电力电缆,保证在火灾时电缆起火产生有毒气体而危害人员安全。消防风机、消防电梯等消防设备采用耐火电缆或矿物绝缘电缆,保证在火灾时,保障人员逃生和灭火的消防设备能继续运行。

3、低配电压系统中的保护接地
         接地保护的目的是为了保证用电安全,实现带电端与大地的连接。合理的接地系统设计能够最大程度上将电气带电端的的大地电阻和电容特点呈现出来,建筑电气低压配电设计中有效的接地系统建设能够进一步提高电气系统的安全性以及稳定性。低压电气接地系统一般包括功能接地和用电设备外漏导电部分的保护接地两种情况。根据系统电源点的对地关系把低压配电系统的接地型式分为TN系统、TT系统以及IT系统,各系统各有特点,其应用场所也不同。TN系统中,电气设备裸露在外的导电部分应通过PE导体和电源系统的接地点连接,TT系统中同一个保护电器裸露在外的导电部分,都需要用PE导体至其共用的接地极上,IT系统不宜引出中性导体。充当各接地系统中的PE导体,不仅需要满足电气连续性要求,导体截面还需要故障切断时间内能够承受故障电流引起的机械和热应力。从事有关施工的技术员工,必须严格根据规章制度采取合理有效的施工方法。电源段在带电的状况下,如何更好地、更安全的控制存电体之间的导体接地,怎样把负荷端的电气设备采更有效的接地方式,启到最大的保护作用,保证配电系统的正常运行及用电的安全性。
         在建筑物内,可采用等电位联结降低建筑内不同金属物之间的电位差,降低故障电压的危害。将配电系统的保护接地导体、进出建筑物的金属管道、建筑物内的结构钢筋与建筑物的接地网做总等电位联结,使整个建筑成为一个等势体,尽量避免因电位差而引起用电事故。在建筑物施工时,需要做好总等电位联结,保证各金属物之间的良好的联结,确保接地系统的可靠性。设计时还要对供电设备的位置和电气装置,两者的实际使用状况整体进行研究,可以全面减少因为外部环境形成的运行问题。
4、结语
         随着时代不断的进步,在当下人们的安全意识已经是一个全新的高度,同时低压供电系统的安全性也有了较高的要求。低压配电设计是重要建筑电去设计的重要内容之一,它关系着整个建筑功能的有效性发挥,在具体的系统设计工作中,需要综合考虑多方面因素,遵循设计的经济性和合理性原则,不断的提升低压配电系统的安全性。同时,相关的技术人员还需要做好多种的防护措施,保障供电的安全,保证人们的使用安全与生命财产安全。
参考文献:
[1]杨东华.低压电气供配电与设备的安全管理探讨[J].中国高新技术企业,2015,(27)
[2]潘虹.民用建筑防雷装置设计的探讨[J].现代建筑电气,2018(03)
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