高层建筑电气设计中低压配电系统安全性

张志强

（古风今韵建筑集团有限公司，山西太原 030025）

近年来，随着高层建筑数量的增多，规模增大，内部电气设备的数量也在增加，复杂性较强，尤其是低压配电系统设计的复杂性较大，如不能做好科学管控，则容易提高事故发生率。为此，就需结合高层建筑特点，分析低压配电系统，完善设计内容，选用合理的设计模式，以维护系统运行安全性。

1 高层建筑中低压配电系统的设计要求

1.1 提升供电电源安全性

高层建筑电气设计中，低压配电系统安全性不仅关系着建筑电气设备的正常运转，还关系人们的日常生活质量。所以设计中应明确低压配电系统的重点内容，合理规划系统组成，做好线路连接，以维持系统的安全高效运转。如高层建筑中的消防系统，在火灾发生时为完成自动喷灭火处理，需要安全可靠的供电电源，保证电能的供应质量，推动系统的正常运转。

但实际设计中，对于供电电源保护力度不够，火灾发生后，供电电源存在各种问题，影响消防系统的有效运转，干扰了消防系统作用的发挥。再比如，高层建筑中的电梯装置，需要充足的电力供应，以维持电梯正常运转，一旦供电电源发生故障，电梯将会停运，进而对高层人员出行带来较大阻力。为此，在低压配电系统设计中，就必须高度维护供电电源的安全性，以确保电能的正常供应。

1.2 控制电能供应时间，保证供电的连续性

高层建筑中电网负荷在1～2 级之间，会设置2 个独立性单元来保障供电质量。但高层建筑内部负荷较大，设计中除要设置独立电源外，还应设计一个备用电源，在供电系统故障发生时，做到短时间供电，避免突然断电对电气设备造成影响。备用电源可直接以柴油发电机为主。另外，在低压配电系统设计中，还需设计两个或以上的切换电源，合理把控切换时间，从而使高层建筑中电气设备有连续的电源供应，减少危险事故的发生。

2 高层建筑中低压配电系统中常见的安全性问题

2.1 过载、短路

过载的产生是由于线路设备流过的电流超出额定电流及所能承受的时间范围而发生的故障问题；短路是过载恶化后造成的线路损坏故障，短路不仅会对力线路构成影响，连接元件还会因负荷突然加大，产生故障问题，进而阻碍系统的正常运行。高层建筑低压配电系统设计中，因过载或短路产生的故障问题会对整个电气系统运转带来影响，提高火灾、雷击等事故的发生率。

2.2 接地问题

低压配电系统中最常出现的问题就是接地问题。接地问题的出现使得电力线路在遇到高压电流冲击时，因超出可承受范围，线路出现断路、烧融、电弧等问题，线路损毁严重且无法逆转。

2.3 漏电保护问题

漏电是引起火灾、触电事故的主要原因。在低压配电系统设计中，应安装漏电保护装置，避免上述危险的发生，维护系统运行安全性。但在漏电保护装置设置中，会因为装置选用不合理、连接不到位等问题，使装置性能得不到有效发挥，增加安全事故的发生率。另外，若漏电保护装置出现问题，在故障发生后无法第一时间切断电源，会对关联设备及线路带来不良影响，还会故障的波及范围。

2.4 供配电系统安全性不高

供配电系统设计中，线路安全和供电安全是维持供配电系统安全运行，增大低压配电系统安全系数的关键因素。只有做好这两方面工作，方可降低安全事故发生率，控制不良因素带来的影响，促进高层建筑电气设备及系统的高效运行。在设计过程中，供配电系统安全性的提升，需要根据建筑实际情况及低压配电系统要求，展开综合考量和分析。不过很多工作人员在设计规划中，设计内容难以做到全面有效，再加上外界不良影响因素较多，线管设备设施配备不完善，供配电系统安全性难以达到规定要求，各项性能指标均有所减弱，难以发挥保护效用。同时，还需要严格把控配电线路的设计过程，高效运转的配电线路有助于其他设备的安全运行。这就要求设计人员同时制定多个方案，并对多个方案的优缺点展开分析，进而选择最佳的方案。

3 提高高层建筑电气设计中低压配电系统安全性的措施

3.1 确保主线接线安全性

低压配电系统设计中，主线设备占据面积较大，所处环境过于复杂，为保证低压配电系统安全性，做好主线设计，维护运行安全性是非常必要的。在实际操作中，应对主线设备种类及性能加以详细分析和考量，并预测运行中可能出现的故障问题，合理制定设计方案和应急措施，以加强主线及其设备连接的可靠性，减少事故的产生。同时在设计过程中，除要考虑电气系统运行的可靠性和安全性外，还应该重点关注成本的耗费，需要将放射式和树干式结合后应用到建筑物的照明功能之中，加大对主接线运运行过程中安全性的把控，保障低压配电系统在运行过程中的稳定性。

3.2 接地保护

接地保护是高层建筑电气设计中较为重要的一环，这也是低压配电系统安全性提升的重要保障。高层建筑由于高度较高，内部设备设施种类较多，在日常运行中容易受到雷击、短路、断路等问题的影响，如果不能保证接地保护设置的合理性，产生的过电流会对设备系统构成严重威胁，进而提高火灾、爆炸等事故发生率。在接地保护处理中，设计人员可根据建筑特点及周边环境特征，科学选择接地方式，合理选用接地装置，并根据现有要求，增强电位连接的可靠性，阻隔和预防外部电压带来的不正常干扰，维护系统运行的安全性，如图1 所示。

图1 接地保护

3.3 漏电断路器安装

社会经济发展及技术水平的提高，高层建筑功能性要求增多，内部电气设备也有所增加，对低压配电系统的要求也有所提高。但电气设备增多，增加系统运转中电能需求量，承载的电力负荷也相对上升，因负荷增大产生漏电问题，进而阻碍了低压配电系统的正常运转。

为此，相关人员应在设计中科学使用漏电断路器，并依照现实的漏电状况开展断路器的设计，注重选取型号的科学性。设计人员应全面掌控高层房屋内电气设备的基础信息，了解高层房屋的实际用电，合理设计断路器类型，增大低压配电系统的安全系数。

3.4 备用电源设置

上文简单提及备用电源的重要性，及其在低压配电系统安全性保障上的重要作用，相关人员应加大对备用电源设计的重视力度，考虑到备用电源使用中可能存在的影响因素，进而确定备用电源额定功率，要能满足供电电源故障发生后高层建筑的供电需求，从而减少电气设备故障问题的发生。正常情况下，高层建筑备用电源的额定功率控制在1500kV 以内，停电后在3s 内自动启动备用电源，降低突然停电带来的影响，以免母线的启动压降低，在发动机达到额定转速时，依照由大到小分别投入。电气设计者需要对供电恢复后的设计工作，加大强度，保证在30s后可以继续供电，运转几分钟后再将发动机关闭，以维护低配压电系统的安全性。

3.5 电气负荷划分

高层建筑低压配电系统设计中，设计人员要根据高层建筑特征及现有规范要求，进行电气负荷的精准计算，设定电气负荷最大限制，从而确保电气设备的正常运转，减少系统故障的产生。通常情况下，一类和二类高层建筑电气负荷在2.5kV 左右，三类和四类建筑结构的电气负荷在4kV 左右。在不超过最大限制要求的基础上，根据每层用户数量、居住人数，开展电气负荷的科学划分，避免超额用电情况的出现。划分过程中，需按照现有的规范要求及公式，准确计算每户的用电参数，以保证划分的合理性。

4 结束语

希望本文内容，可对低压配电系统的安全运行有所帮助，相关人员应科学划分电气负荷，安装漏电断路器，且设置备用电源，以此改善高层建筑电气设计水平，促使高层建筑电气设备的正常运转，提高大众的生活品质。