探讨高层建筑电气设计低压供配电系统的可靠性

张绍晖

摘 要：低压供配电系统是建筑电气设计中的关键环节，对于整个电气系统来说都非常重要。在建筑工程的电气设计应用中，由于低压供配电系统设计施工不当引起的安全问题数不胜数，因此低压供配电系统应设计应当得到重视。文章主要针对高层建筑电气设计低压供配电系统的可靠性进行分析，为高层建筑电气设计提供一定的参考。

关键词：高层建筑；电气设计；低压供配电系统

引 言

自二十世纪九十年代以来，我国城市化进程的脚步逐渐加快，城市迅速扩张，加上农村人口大量涌入城市，刺激了城市的住房需求，但城市可供建房用的土地十分有限，无法满足人们的需求，在这一环境下，建筑逐渐开始向高层化方向发展。高层建筑对于供配电系统的要求更高，想要设计安全可靠的低压供配电系统，就应当按照建筑的特点以及用电设备的性质等进行综合考虑，设计出科学的供配电方案。

1 高层建筑的供配电系统设计要求

在高层建筑中，想要保证供电电源的可靠性，较为困难。因为高层建筑的用电符合较大，其中一、二类负荷较多，对于用电设备的电能质量有更高的要求，由于高层建筑的高度较高，因此就需要较长的供配电线路[1]。此外，高层建筑的供配电系统的设计应当做好简单可靠，具有一定的安全性，便于操作与检修，且低压配电级数不应过高，在变配电设备的布置中，应当尽量做到安装于维护的操作。通常情况下，高层建筑的地下层有两层，再设计时应当将总配电室设置在地下一层，对于高层建筑来说，供配电系统的设计非常重要，设计的合理性会直接影响整个建筑的使用性能，因此需要谨慎对待。

2 高层住宅低压电源配置

供电电源在满足电力负荷的条件下，对于变电所的安全以及公配系统的可靠性会产生一定的影响。如上文所述，高层建筑大多采用一级或者二级负荷，变压器通常由两台以上，同时还有一台柴油发电机组。启动柴油发电机组的条件为，当20kV两进线回路均停电的情况下，作为经济电源使用的柴油发电机竟会在10s内自行启动，担负起重要负荷的供电。此外，为了不降低消防用电的可靠性，一旦出现火灾，就能够自动切除非消防用电负荷。为了有效的保证供电的稳定性，非消防一级负荷应当由双电源进行供电，假如一个电源出现了故障，也不会产生断电事故。对于一些重要的负荷来说，使用双重电源仍然无法满足需求，还应当配置备用电源。对于非消防二级负荷来说，应当由两个回路进行同时供电，以此保证电量充足。

当消防用电的负荷为一级时，其主电源与备用电源应当独立设置在专用回路的双电源进行供電，而当消防负荷等级为二级时，主电源与变电系统应当采用双回路的电源进行供电。假如需要为消防用电设备提供双重电源时，就可以将任意一个回路设置为主电源，当出现电源断电时，保证另一个电源能够自动进入供电状态[2]。高层建筑中的消消防配电系统装置应当设立在建筑物的电源线处或者配变电出，应急装置应当与主配电装置分开。假如条件不允许，无法分开设置，就需要将其与主电源进行并列布置，在两者的分界处设置防火隔断，设置配电装置时，应当按照实际情况来进行明确的标注。在供配电设计中，低压配电级数应当尽量减少，最好不要超过三级，需注意的是，将配电箱的总开关由断路器换为隔离开关并不能减少配电级数。此外，为了有效的保证在发生火灾时能够迅速的切断消防负荷电源，应当在建筑的进线处设立单独的配电装置。

3 供电线路的可靠性分析

3.1 供电线路安全的设计

在满足电力负荷的要求下，供电线路的可靠性也是非常关键的，供电线路的敷设方式通常应当按照建筑自身的特点以及用电设备的分布等因素确定，应当尽量避免因为外部热源或者灰尘聚集以及腐蚀污染等环境对于布线系统产生的影响。还应当注意避免在敷设以及使用的过程中因为建筑物的伸缩。受到冲击以及震动等外界应力造成的损失。高层建筑的消防用电设备一般采用专用的供电回路，包括防排烟风机、消防控制室以及消防水泵等的供电，针对此种情况，施工方应当在最末级的配电箱出设置自动切换装置，敷设的配电线路应当满足相关规范[3]。在建筑电气设计中，地下室车库应急照明配电通常会直接明装在车库墙上，而配电箱没有安装防水设施，假如在配电箱附近发生火灾，配电箱将会很快被烧毁，针对此种情况，施工人员应当在配电间设置配电箱，以此保证应急照明系统的可靠性。

3.2 干线手段保护器分支线安全长度的分析

按照供配电系统设计的要求规定，在不影响一级以及二级负荷中断供电的情况下，配电线路被前段线路算路保护电器保护，加上在此段路线路与过负载保护电器能通过的短路能量较小，因此可不设置短路保护。为了增加供配电系统的安全性，在进行建筑电气低压供配电设计中，无论是城区内的高层建筑还是郊区的别墅，大多都采用了分区树干式的配电方式。

4 结 语

高层建筑的低压供配电工作是非常复杂的工作，其与人民的工作生活有密切的关系，且会影响居民生命财产的安全。因此，在设计供配电系统时，要以“安全第一”为原则，兼顾供电效率，以此保证低压供配电系统的可靠性。

参考文献

[1]曾德慧，杨蓓蓓，周一飞，刘雨涵.高层建筑低压配电系统漏电的火灾危险性及其防范措施研究[J].科技信息.2010，32（29）：43～45.

[2]秦红梅.高层建筑电气设计中有关消防设备的设置与控制等问题的探讨[J].中华民居（下旬刊）.2013，43（11）：63～65.

[3]C. Gallé，J. Sercombe. Permeability and pore structure evolution of silicocalcareous and hematite high-strength concretes submitted to high temperatures[J]. Materials and Structures.2009，21（10）：42～44.