高层建筑电气设计中低压配电系统安全性探讨

郑心龙

摘要：我国社会经济的发展和城镇化的不断发展，为满足城市居民的需求，涌现出大量高层和超高层建筑。同时，科技社会的发展，让人们对超高建筑有了新的需求。除了良好的建筑质量以外，还要求具有较高的舒适度、良好的智能性等。因此，要求我们在对高层建筑电气工程的建设中把握消费者的使用需求，在满足人们舒服、智能化住宅需求的基础上，发挥好电气工程功能的优势。本文据此展开研究，提出优化供配电系统安全性，推动电气工程良好发展，保障使用者安全的方案。

关键词：高层建筑;电气设计;低压配电系统;安全探讨

引言

我国高层建筑的定义为十层或以上的建筑物，随着建筑楼层的增加，电气设备数量和用电住户数量会增多，而且不同用户的电气设备功率、数量存在较大的差异，如果建筑电气设计不合理，就会在正常使用过程中发生故障，影响建筑用电体验。所以在高层建筑设计中，电气系统的安全防护能力也是设计的重点。因此，高层建筑低压配电系统设计应以安全为基本原则，为建筑的正常运转提供稳定的电能供应，推动城市稳定发展。

1高层建筑电气工程供配电系统设计主要原则

供配电系统是高层建筑机电工程良好开展的基础，其承载了建筑电系系统的电能配用，且其可分为区域变电站、用户变电站这两部分。这其中，高层建筑的供配电系统主要服务于建筑使用者和内部电气设备，故要求保障供电系统的良好稳定性，促进电力系统的整体安全。通常而言，和高层建筑相关的供电系统多是采取单方向流动的模式，即由电源端至用户端，以保障电源良好分配和迅速地降压处理。以便用户端可以直接使用。由于当前的高层建筑电压在110kV以内，因此，在设计过程中，结合建筑需求进行设计即可。基于对用电量、系统负荷等基数的合理判断，综合各方需求及可能出现的问题，才将有效地满足建筑的使用功能，促进高层建筑供认电系统达到良好的可扩展性。在针对高层建筑电气工程供电系统进行设计时，要求遵循于安全、节能的设计要求。在设计过程中，将节能需求放在首位，以科学合理的方式进行设备判断，规避能源浪费，增强系统成本控制。同时，还应尽可能采用节能性材料，降低对环境带来的污染。

2低压配电系统安全风险因素

2.1系统过载

系统过载是低压配电系统常见的风险因素之一，在系统运行过程中，由于短路或者大功率用电设备的应用，导致配电系统运行过载。这种情况下，为了保护配电系统的安全性，断路器或者熔断保护装置就会及时发挥作用，切断配电系统的电能供应，从而避免引发电气设备损坏和电气火灾等安全风险。但是，如果配电系统的熔断与短路保护装置设备不合理，或者不能及时发挥作用，就会导致电路安全故障的发生，影响配电系统的安全性。

2.2接地质量不达标

目前，国内高层建筑电气设计与施工作业阶段，接地方面有着明显混用情况，加之供电系统未采用切实可行接地措施或违背标准规范接地，导致电气接地往往面临重大安全威胁，一方面不能使主要电气设备得到合理保护，另一方面会有更重大安全事故，乃至引起设备破坏与人身伤害事件，酿成难以挽回的损失，因此需要得到更多关注。

2.3保护装置不到位

根据有关资料报道汇总可知，现阶段高层建筑低压供配电系统方面，大部分安全保护装置均有着相应设置缺陷，系统漏电事件频频出现，没有从根源处进行合理测控，造成触点火灾事故屡见不鲜，使人身及财产安全面临极大威胁。在漏电保护问题，由于大量因素直接影响，高层建筑电气接地难免产生故障问题，从而容易造成非常恶劣后果，譬如人员触电、电气火灾等。为降低这类故障问题发生率，预防出现重大损失与恶劣后果，漏电保护器逐渐获得人们青睐，应用越来越广泛。然则实际情况中，由于选用不合理等情况存在，导致其功能常常无法体现出来，不仅如此，还可能失去应有的作用，进而导致配电安全随之面临威胁。

3提高高层建筑低压配电系统安全性的对策

3.1提高主接線安全的控制水平

根据高层建筑电气设计的需求，低压配电系统主接线需要分出多个分支。在电力系统出现故障的情况下，低压配电系统会对电气设备的整体应用效率产生影响。所以，一般会选择集成取电的方式，实现对低压配电系统的安全性设计，从根本上控制工程的投资。低压配电系统设计，设计人员一般会选择交流放射式的树干形式，交流电伏为380V/220V。此种放射式的设计方式可以充分实现对系统主线安全的保护。设计配电系统时，若供电方式为集中性，就可采用上述形式的供电模式。而若负荷量一般，选择的供电模式就要在集中性供电的基础上，与树干供电的模式相结合。从整体上来说，设计高层建筑的配电系统时，要结合高层建筑的用电需求实际情况进行合理选择。以某市某高层建筑为例，该高层建筑在施工时重视对主接线安全的控制水平。改进前一年发生过6次左右安全事故，而改进后一年仅发生过3次安全事故。可以看出，重视主接线安全，在降低安全事故发生率方面可起到重要的作用。

3.2加强接地保护设计

高层建筑因高度问题，容易使供电系统在雷雨天气受到影响。为确保高层建筑物用电安全，需要对建筑供电系统正常运行情况加以保护，也就是在发生电路故障时，能够快速对故障电路进行切断。此种对故障的处理，也就是接地保护。高层建筑接地保护的出发点，需要结合其电气系统的特点。不仅要考虑高层建筑的电器及功效，还要对接地形式进行考量。在此过程中，要坚持具体问题具体分析，有针对性地解决电气设计问题。

3.3电气设备低压断路器的选择

在现代高层建筑中，由于照明系统、供电系统必须要以低压断路器对主体电器进行控制和保护，所以低压断路器的安全性和可靠性就尤为重要。与传统的保险丝和闸刀相比较来看，低压断路器具有更全面的保功能，能够对当前变电所以及动力照明系统提供最广泛的保护功能根据电源的种类。电气设备低压断路器可以分为直流和交流等两种电路，根据结构类型又可以分为封闭式和框架式两种低压电路。当空气开关中安有失压保护装置，一旦电压降低到了额定电压的50～60%，就必须对不重要的用户予以切除，否则就有可能导致电动机烧坏或者是电网电压无法恢复，而这种失压保护会马上启动，造成欠压脱扣线圈在线电压上并联。等到电压恢复正常供电时会吸住衔铁，当电压降至额定电压的50～60%时，吸力没有弹簧的拉力大十衔铁就会撞击锁扣，断开触头，所以低压断路器最主要的目的就是对线路的保护，根据保护对象的不同还可以采取具有针对性的保护措施。例如在变电所所采用的低压断路器中，不仅可以具有低压断路器通用的保护装置，而且还能够具有远程控制的功能，实插座线路上低压断路器的有效安装。

结束语

随着经济和科技的发展，人们对高层建筑设计提出了更高的要求。高层建筑各系统的有效运行，与电气设计低压电系统的安全控制密切相关。本文在了解和遵循高层建筑电气设计中低压配电系统的设计要求与原则的基础上，从合理设置自动切断的电源装置、提高主接线安全的控制水平、选择相对合适的备用电源、漏电断路器的筛选、接地保护合理设计方面，对如何有效提高配电系统的设计安全性进行了探讨，以期为提高高层建筑低压配电系统设计安全水平提供借鉴。

参考文献：

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