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试析高层建筑电气设计中低压配电系统安全性杜忻齐

发表时间：2020/6/12 来源：《基层建设》2020年第6期作者：杜忻齐

[导读] 摘要：建筑工程电气设计中涉及到的范围广泛，其中低压配电系统在是整个建筑工程重要的内容之一，在电气系统环节中占据着关键地位，低压配电系统和工程安全紧密相关。

        新疆兵团勘测设计院（集团）有限责任公司新疆石河子 832000
        摘要：建筑工程电气设计中涉及到的范围广泛，其中低压配电系统在是整个建筑工程重要的内容之一，在电气系统环节中占据着关键地位，低压配电系统和工程安全紧密相关。因此，电气设计工作人员要在高层建筑工程设计中注意低压配电系统的安全应用问题，对比普通建筑的用电量，高层建筑用电量相对较大，不管是电气数量或是电气种类都有所增加，存在较大的安全隐患，低压配电系统的安全设计能够为工程施工提供安全保障，促进城市化建设的进展。
        关键词：高层建筑；电气设计；低压配电系统；安全性
        1低压配电系统的内涵
        规范对于高层建筑的定义是建筑高度超过24m的公共建筑或超过27m上的住宅建筑。整个高层建筑的低压配电系统主要由配电变电所、高压配电线路、配电变压器、低压配电线路及相应的控制保护设备组成。在安全性设计上，考虑到超负荷带来的风险，当整个高层建筑电能出现超负荷时，通过自动保护系统使得电源被切断，从而确保了高层建筑内的设备及电机的安全性。目前，在高层建筑低压配电系统的实际运行中，电气线路及设备的老化引发的安全事故仍然突出，保证低压配电系统的安全稳定运行还需要落实好设计工作，如选择符合要求的漏电保护器、使用等电位联结等方法。
        2高层建筑低压供配电系统的设计要求
        2.1供电电源的可靠性
        在进行高层建筑电源数量的设定上，应当充分考虑当地的电网供电条件，同时兼顾用电负荷的重要性，这是保证电源可靠性的一个重要方面。考虑到存在电源因故障而停电的问题，需要设置另一回路电源（特别重要负荷尚需要增设应急电源）来保证一些重要负荷的供电。通常，设计中需要为一类高层建筑设置两回独立的市电供给，且电源来源于不同的变电站。针对消防设备及一些重要机电设备的供电，可以在设计中采用具有巡检功能的自启应急发电组及UPS不间断电源。
        2.2断路器的选择与整定
        断路器的选择对于整个高层建筑低压配电系统的安全运行具有重要意义。因为它与上下级具有较强的联动性。设计中，应当考虑整个设备的额定电压、额定电流、额定功率及所在回路的契合性。同时，针对低压配电系统线路的常见故障如短路、过电压、电源接地故障等，应当利用断路器落实好具体的保护措施。针对低压配线系统中短路故障的多元化，分析断路器的极限分析和运行分断能力，慎重选择合适的断路器，以保证在满足动稳定、热稳定要求的前提下快速切断短路故障，实现电气设备与整个低压配电系统的安全运行。
        2.3选择合理的接地保护模式
        接地保护模式的设计需要与工程实际情况相适应。除医院局部采用IT系统外，其余建筑类型接地形式均采用TN系统。针对电气装置外漏可导电部分可能导致的接触电压触电情况，应当与整个高层建筑保护接地相连接，针对建筑物外部故障电压需要考虑采用等电位连接措施。
        3影响高层建筑低压配电系统安全性的因素
        3.1电线短路装置对安全性的影响
        因高层建筑内部设备众多，用户量较大，因而低压配电系统具有一定的复杂性，对整个供电系统的要求较高。在多种运行模式的共同作用下，电气短路问题频发。若高层建筑管理人员在短路发生后没有充分重视电气设备的处理工作，则极有可能发生接地质量问题，阻碍整个电力系统的正常运行。因此，为保证供电设备和供电的安全性，需要及时维修并解决电线短路故障。
        3.2漏电保护装置对安全性的影响
        合理的漏电保护装置能够有效检测漏电问题的发生，进而减少由其引发的漏电及火灾事故。若漏电保护装置设计不合理，极有可能引发一系列的事故，给生命及财产安全带来损失。

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日常中出现高层建筑内部人员接触电流后，漏电保护器可及时切断电源，保证人员的生命安全。
        3.3供配电方案的安全性分析
        供配电方案的安全性分析主要涉及两个方面：一是配电线路的安全性，二是低压配电系统中供电方案的安全性。这两个因素对于低压供配电系统后续的安全稳定运行具有重要意义。在配电线路的安全性设计上，需要设计人员综合分析建筑物本身的性质、配电系统的整体施工要求以及施工环境因素。在实际设计中，应避免外部污染物对施工的影响，避免线路铺设受到外部的挤压与冲击。针对配电箱的设计，需采用防水防火的保护装置。同时，针对设计的整体把控，良好的供配电安全性分析有利于确保后续设备运行的平稳性。这就需要设计人员制定多个优选方案，深入研究各个方案采用的供配电系统的优缺点，进而选择最终措施。
        4高层建筑电气设计中低压配电系统安全性分析
        4.1加强对主接线安全性的控制
        维持供电系统的稳定运行，离不开低压配电系统，因此低压配电系统的安全性尤其受到设计人员的关注，通常来讲，主线设备的体积都较大，再加上使用设备的环境复杂，因此操作流程的复杂性较强，在主线设备发生异常的情况下，会直接对整个高层建筑的电气系统产生不利影响。设计高层建筑电气系统的过程中，要对系统集成形式的应用加强重视，保证供电系统的安全运行，同时注重减少成本投入，将放射式和树干式相结合，应用到高层建筑照明系统中，强化对主接线安全性的控制，保证低压配电系统的安全稳定性。
        4.2加强接地保护
        低压配电系统中提高接地保护装置的应用合理性，保证电气工程的安全，较为常用的接地方式主要分为TN系统和TT系统两种。尤其是在高层建筑中低压配电系统的设计环节，设计人员要充分将实际的环境、特点和使用要求结合在一起进行综合考量，合理选择接地保护装置，采取制定保护接地的措施时，应用相对应的电位连接，避免发生外部电压对低压配电系统造成的影响，为整个工程安全提供保障。
        4.3选择正确的漏电断路器
        在低压配电系统中，漏电断路器是重要的应用之一，保证低压配电系统的安全运行，按照实际的漏电电流情况来进行漏电断路器设计，提高选取型号的科学合理性，要求设计者能够深入了解和掌握高层建筑中电气设备的基本信息，了解高层建筑中实际的用电情况，合理设计漏电断路器的型号，提高低压配电系统的安全性。
        4.4合理选择备用电源
        备用电源的设计是保障低配压电系统使用安全性的重要内容，电气设计人员要加强对影响备用电源安全因素的重视，针对高层建筑中常用的单台机组方式，控制好其额定容量能够不超过1500kVA，发生停电时由备用电源来进行自动启动，并且实现在3s内完成，降低停电带来的不良影响和经济损失，预防母线的启动压降低，在发动机达到额定转速时按照由大到小的顺序分别投入。电气设计工作人员要对供电系统恢复正常后的设计工作加强力度，在停留30s之后再进行继续供电，供电运行几分钟后再将发动机关闭，确保低配压电系统的安全。
        5结语
        综上所述，高层建筑电气设计中，相关设计人员要重视其中的低压配电系统安全性，对建筑项目的实际情况进行分析，根据国家给出的电气设计相关要求标准，对电气符合进行合理设定，并且以此为根据制定科学的低压配电系统设计方案，选用性能较高的保护装置，提升低压配电系统的安全性，促进建筑行业的发展。
        参考文献
        [1]谈志远.低压配电系统在高层建筑电气设计中的安全性探究[J].科技资讯,2018,16(35):38+40.
        [2]刘国芳.高层建筑电气设计中低压配电系统安全性研究[J].山西建筑,2018,44(32):125-127.
        [3]万宁.高层建筑电气设计中低压配电系统安全性探讨[J].中华建设,2018(09):102-103.