关于高层建筑电气设计中低压供配电系统安全分析

杨云

摘 要：低压供配电系统是建筑电气设计中的重要组成部分，其可靠性高低直接关系到了建筑的安全性。高层建筑对供配电系统要求高，相关设计单位应根据建筑特点和用电设备的性质进行综合考虑，设计出科学可靠的电气系统，以保障人们的生命和财产安全。

关键词：高层建筑；电气设计；低压供配电系统；安全分析

定义高层建筑起始高度的依据是国家经济实力和国家现有的消防器材灭火能力，我国对高层建筑的定义是十层及十层以上的住宅和二十四米以上的其他民用建筑。随着社会经济的快速发展和人口数量的急剧增长，城区的土地面积不足以满足人们的住房需要，民用建筑呈现出向地下和空中发展的趋势，其中向空中部分发展的部分中以高层建筑为代表。因此，如何通过合理地设计高层建筑的低压供配电系统以保证其安全性成为现代建筑电气设计中的重要研究课题。

一、高层建筑电气设备特点

高层建筑具有建筑面积大、高度高、功能复杂、建筑设备多、能耗大、管理要求高等特点，因此与一般的多层建筑相比，对电气设备的要求有所不同。高层建筑的电气设备具有其自身的特点，主要表现在电气设备种类繁多、用量大且负荷密度高、供电可靠性要求高、电气系统复杂、电气线路多、电气用房多和自动化程度高等方面，要保障其安全性，就要结合上述特点进行科学的规划。

二、电气系统安全性分析

在低压供配电系统的设计中，设计师要根据电气系统的组成特点，对电气设备、配电设备以及配电线路的安全性进行全面考虑，以保证电气系统的每一环的安全性。市电根据通信局所在地区的供电条件、线路引入方式及运行状态，被分成一类、二类和三类市电供电，供电可靠性依次降低，每一级别的市电供电都应保障人身安全和供电可靠。

（一）电气设备的安全保障

低压供配电所选用的电气设备应满足国家现行的有关标准：其额定电压应与所在回路的标称电压相适应，其额定电流应大于或等于所在回路的计算电流，其额定频率应与回路频率相适应。为防止由于电路短路引起火灾事故，电气设备还应该满足短路条件下的动稳定与热稳定要求。设计师应在进行电气设计时对电气设备在短路条件下的通断能力进行验算，当短路点附近所接的电动机额定电流之和超过短路电流的1%时，应计入电动机反馈电流的影响。

除了短路造成的火灾隐患之外，由导线漏电造成的不良影响也不容忽视。导线的导体不仅应该满足动稳定和热稳定要求，同时其最小截面还应满足机械强度的要求；沿不同路径敷设绝缘导线和电缆时，当冷却条件最坏处的长度超过五米，则应按照该段条件选择导体截面尺寸，以满足整个线路的安全要求。导体的允许载流量应根据敷设处的温度进行校正，直接敷设在土壤中的电缆的环境温度应采用敷设处历年最热月的月平均温度，而裸露在空气中的导体在屋内采用敷设地点最热月的最高平均温度，在屋外采用敷设地区最热月的最高平均温度。

（二）配电设备的安全分析

变电所低压配电室的配电设置应符合现行国家标准《10kV以下变电所设计规范》的规定，配电室应设置在尘埃较少、震动较小的地方，并应尽量靠近用电负荷中心，在设计时还应适当留有余地，以便于安装、操作和检修。配电室除了本室需用的管道之外，不应有其他多余管道通过，并且水汽管道与散热管道的连接应采用焊接，配电屏上方不应有管道通过。

落地式配电箱的底部应适当抬高，在室内应抬高50mm以上，在室外则应抬高200mm以上，同时底部应封闭，防止鼠、蛇类小动物进入箱内。将配电屏成排布置时，其长度超过6m时，屏后的通道应设两个出口并且布置在通道两端。

为防止人靠近配电设备时发生安全事故，有危险电位的裸带电体应在人伸臂范围以外或增加遮挡物，防止被人触碰。同时在有人值班的较大的小區配电室中，光源应采用自然光照射，并且在室内应有给排水设施，在布置这些设施时要注意尽量避开易触电处，并且应为设置在这些设施附近的配电设备增加防水防漏电措施。

（三）配电线路的安全分析

配电线路的安全分析应从接地保护和线路敷设保护两个方面进行分析讨论，无论哪一个环节出了问题都会导致严重的意外事故。

高层建筑的低压供配电系统应严格、可靠地接地，常常采用TT、TN、IT这三种接地保护模式，其中IT系统是提供设置在外面露出部分的导体的接地保护，可以及时地切断故障回路中的电流以保护电路安全性。在TT系统中，电源有一点直接与地相连，靠近负荷一侧的电气装置外露部分连接的接地极和电源的接地极联系。在此系统内由同一接地故障保护电器保护的外露可导电部分，应用PE线连接到公共的接地极上，当有多级保护时，应有各级各自的接地极。TT不像IT一样提供保护性切断，只会经过有关报警器报警，提示相关工作人员进行故障的排除。TN系统的接地保护中，大多是因为金属性短路导致电流过大而引发其保护机制，通过电流维护器来实现对电路负荷和电流短路的保护功能。

配电线路的敷设应符合建筑特点并考虑人和布线之间可以接近的程度，重点考虑环境对线路所带来的影响。线路的敷设应尽量远离易燃、可燃物，也要防止水的侵入和外部带来的机械性损坏。导线的外壳材料对导线的使用寿命造成的影响不容忽视，因此为有效防止因为导线外壳老化而带来的触电和火灾隐患，线路敷设地应尽量避免强烈日光辐射所带来的损害。金属管、金属线槽宜布置在屋内、屋外的场所，但不宜用于重腐蚀场所，在建筑物的顶棚内，则必须采用金属管和金属线槽布线。电线管道与其他管道的平行净距不能小于0.1m，当与水管同敷设时应安排在水管上方，同时严禁与可燃气体管道一同敷设。

结束语

针对高层建筑电气系统的特点，其低压供配电线路极易发生火灾和触电事故，存在着极大的安全隐患，因此在电气系统的设计过程中，一定要科学合理地选用电气设备和配电设备，对线路的接地措施的安全性进行严格的验证，并对其安置处的不利因素进行充分考量，不放过任何一个可能带来安全问题的点。只有经过科学合理的规划，高层建筑的低压供电系统的安全性和可靠性才能得到保证，也才能从根本上保证人们日常生活的安全。

参考文献：

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