建筑电气配电设计中的问题研究

顾韦中

摘要：只有积极提升建筑电气配电设计水平，才能打造安全和谐的建筑电气低压配电系统，维持运行稳定性，为居民提供更加可靠的生活环境。一方面，优化建筑电气配电设计水平能提升建筑企业经济效益。规范化的设计模式能大大提高建筑的整体应用效果，能为各个环节的施工提供支持，确保能在原有基础上维持安全性和稳定性，这就为企业提高市场竞争力提供了保障;另一方面，建筑电气配电设计的优化升级还能最大程度上保障人身财产安全，减少突发意外情况或是潜在风险问题的几率，搭建良好的工作环境，为建筑电气环节的发展予以支持。

关键词：建筑电气;配电设计;问题及措施

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。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建筑电气配电设计中的问题

1.1安装检查不到位

对于建筑电气系统而言，配电系统中短路问题和漏电问题较为关键，要利用熔断器和断路器完成保护处理。然而，部分高层建筑电气设计体系中低压配电系统的安全保护装置还存在一定问题，加之日常检查工作不到位、管理不及时，难免会增加电气火灾的风险几率，造成严重的安全隐患。

1.2制度约束力不足

建筑电气设计中配电系统的应用管理要匹配规范的制度管理方案，但是部分建筑工程项目在落实管理机制时缺乏执行效果，制度约束力不足就使得操作规范性不能满足实际应用要求。另外检测人员对系统常规化检测工作重视度不够，也会增加安全隐患。

2建筑电气配电设计优化措施

2.1配电线路敷设

设计人员应尽可能提高配电线路的质量，充分考虑线路分配和协调的合理性，这一环节能够直接影响，甚至决定消防系统运行的安全和稳定。在具体操作的时候，设计人员要严格把控好线路自身的材质，应优先选用铜导体或者电缆，而且还要考虑线材的选择，要保证配电线路的耐压值在450V以上。除此之外，设计人员要认真分析施工现场的基本情况，把握好建筑电气资源使用的需求和方向，由此确定是選择明线敷设还是暗线敷设，如果敷设明线，那么就应做好后续的防护和检查工作。例如，在线路防护的时候，设计人员就可以选择密闭式金属线槽，来保护消防系统。就配电线路的线槽和套管来讲，可以使用防火材料。如果按线敷设，那么施工人员在布设线缆的时候，要尽可能将其放在不易燃烧的内部，这样可以避免消防线路受到火灾的干扰和影响，免除建筑物整体的威胁。

2.2消防配电系统规划

（1）在建筑工程设计阶段需要完成消防配电系统规划。应根据相关国家规范要求，确定消防设备的供电负荷等级，合理选择供电电源形式。

（2）消防配电系统是处理紧急危急情况的重要手段，在消防配电设计时，应保证内部拥有独立的应急备用电源与工作电源，消防配电电源要独立设置，同时，应保证在遇到紧急情况时，消防设备能可靠、安全的运行，消防设备应采用专用的供电回路，严禁将消防与非消防设备接在同一个电源上。

（3）当消防设备采用双电源供电时，应合理地设置消防电源双电源切换装置，提高消防设备电源持续供电的可靠性。同时在设备末端应合理地配置保护电器的功能，确保消防设备在紧急情况能正常工作。

（4）在消防配电系统规划期间，应该考虑到系统在建筑内部监控预警方面的作用。为使系统可以发挥作用，需要对配电系统进行动态监管，快速发现建筑电气系统出现的问题。因此，在系统规划期间，要确定消防配电监控预警系统的设计方式，严格按照设计标准，对建筑结构进行区域划分，确定监控地段。

2.3变压器设计

变压器的设计原则因素较多，从配电系统安全性的角度来看，主要集中在变压器的选用类型、变压器的容量和变压器的负载率几个方面。变压器按冷却方式可分为干式变压器和油浸式变压器。油浸式变压器性能优良、价格低廉，但油浸式变压器用硅油绝缘，其燃点为180℃，高燃点为360℃，发生匝间短路或过负荷可导致变压器内产生瓦斯气体，易发生火灾和爆炸。所以，目前高层民用建筑中已不再采用油浸式变压器。干式变压器无可燃油，也不会产生瓦斯爆炸，在民用建筑中，人员密集，使用干式变压器降低了火灾危险，安全性更好。另外，使用干式变压器的变电所占用面积小，防火要求也比油浸式变压器低，整体造价有优势。高层建筑的规模较于一般建筑更大，用电设备更多，如果选用大容量的变压器容量，其供电范围和供电半径可能偏大，对配电系统的继电保护和低压断路器等设备要求更高，当保护设备达不到要求或者故障时，更容易出现安全性风险，故结合实际需求，高层建筑中不建议选用大于1250kVA的单台变压器。变压器负载率应按单台变压器所接的用电设备的总计算负荷除以其容量进行计算，设计时应合理分配各变压器所连接的用电负载，使变压器的长期工作负载率保持在接近且不大于85%的最佳范围，避免变压器过载和低负载运行。

2.4接地保护系统

目前较为常见的系统接地方式分为IT系统、TT系统和TN系统，其中又分为TN-C，TN-C-S和TN-S系统。接地保护系统对于建筑电气低压配电设计工作而言非常关键，为避免设备操作不当或是应用设计单元运行不合理，要整合安全管控模式，最大程度上维持接线流程和使用流程，按照接地标准及具体要求落实相应工作，减少建筑工程项目安全隐患的留存。IT系统，变压器中性点不接地，而电气装置的外露导电部分则是接地的。当线路发生故障时故障电流小，不需立刻切断故障回路，可有效保障供电的连续性，但对地电压上升较高，IT系统主要适用于医院等高可靠场景，不适合用在居民楼等建筑场所;TT系统从电源中性点直接引出N线，但设备的PE线是各自独立接地的，不传导故障电压，此系统不能采用过流保护兼作接地保护而应选用剩余电流保护器，通常用于农村电网、不适用于建筑电气系统中。TN-C系统零线N与保护接地PE是合一的，即PEN一条线保护且有电流通过，抗干扰性能较差，因此可将TN-C进户端PEN线重复接地后再把PE和N分开，这样可改变为TN-C-S系统。TN-C-S系统不仅在正常情况下PE无电流又解决了PEN的弊端。这种保护接地系统在老旧建筑中很常见，由于电源引入前一段PEN线路有电流通过，因此存在一些电源干扰的问题。TN-S系统零线（N）与保护接地（PE）在变电所为一点接地，电源返出后PE和N是分开的，不再有任何电气连接。PE连接设备金属外壳，正常状态无电流，安全可靠、抗干扰性强。这种保护接地系统造价比其他几种接地方式要稍高一些，但安全可靠，在目前的设计工作中普遍采用此种接地系统。

结语

总之，建筑电气配电设计对于建筑工程项目而言非常重要，为提升其综合质量，要对周围环境和设计方案的可行性予以综合评估，减少安全隐患造成的不良影响，强化安全管理、技术管控等工作的整体水平，并提高工作人员的安全意识，为建筑工程项目可持续发展奠定坚实基础。

参考文献：

[1]王陶陶.高层建筑电气设计中低压配电系统安全分析[J].建材发展导向（上），2021，1.

[2]侯叶琼.高层建筑电气设计中低压配电系统的安全设计[J].工程技术研究，2020，11.