高层建筑电气系统设计与线路安装要点探析

任红军

摘 要：由于高层建筑的智能化对用电设备的需求变得越来越复杂，对电气系统设计和线路安装提出了许多新的要求。电气系统是否安装合理也是对建筑安全的保障。本文对高层建筑电气设计与线路安装进行详细剖析，以满足建筑智能化的要求。

关键词：高层建筑；电气设计；安装

高层建筑面积大，人员密集，安装的机电设备较复杂，所以对电气系统的设计和安装有严格的要求。要按照规定安装电气设备，避免事故的发生，另外施工人员也要有很强的安全意识，减少安全风险的发生率。

1.高层建筑电气系统的设计要点

1.1负荷的计算

负荷是电力负荷的简称，负荷计算，就是计算用电设备、配电线路、配电装置，以及变压器、发电机中的电流和功率。这些按照一定方法计算出来的电流或功率称为计算电流或计算功率。负荷计算通常是从用电设备开始的，逐级经由配电装置和配电线路，直至电力变压器。即首先确定用电设备的设备容量（或额定负荷）和计算负荷，继之计算用电设备组的计算负荷，最后计算总配电箱或整个配电室的计算负荷。

1.2供电电源及电压的选择

为了保证供电可靠性，现代高层建筑至少应有两个独立电源，具体数量应视负荷大小及当地电网条件而定。两路独立电源运行方式，原则上是两路同时供电，互为备用。另外，还须装设应急备用柴油发电机组，要求在15s内自动恢复供电，保证事故照明、电脑设备、消防设备、电梯等设备的事故用电。国内高层建筑的供电电压，都采用10kV标准电压等级。

1.3高低压配电系统的设计

现代高层建筑均是采用两路独立的10kv电源同时供电。一般高压采用单母线分段，自动切换，互为备用。母线分段数目，与电源进线回路数相适应。只有当供电电源为一主一备时，才考虑采用单母线不分段的结线。电源进线几乎全部采用电缆进线。高压系统及低压干线的配电方式基本上都采用放射式系统。楼层配电则为混合式系统。配电设备中的主要部分是干线。现代高层建筑的竖井多采用插接式母线槽。水平干线因走线困难，多采用全 塑电缆与竖井母干线联接。每层楼竖井设层问配电小问。层间配电箱经插接自动空气开关从竖井母干线取得电源。当层数较多负荷数较大时，一般按层数分区供电，或将变压器分散设在地下层、中间层或最顶层。低压配电系统各级开关均采用自动空气开关（断路器），设置瞬时、短延时、长延时三级过流保护装置。各级自动空气开关的保护整定，应注意选择性配合，防止越级跳闸。

1.4主要设备的选型

1.4.1高压开关柜

高压开关柜是指用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用。主要应用于高层建筑的变配电中作为接受和分配电能之用，具有对电路实行控制、保护和检测的功能。现代高层建筑的变配电室设在主楼地下层，按规定不宜采用油开关。国外用于高层建筑的开关有三种类型可供选用：高压空气断路器，sf6开关和真空断路器。其中高压空气断路器因技术陈旧，sf6 开关 尺寸数大，气体具有毒性，故目前10kv真空断路器应用的较为普遍。

1.4.2电力变压器

根据防火要求，主楼内不允许装设大容量的油浸电力变压器。SBK系列自耦式或隔离式变压器可解决国内低压电网与进口设备的电压匹配问题，同时变相变压器既可解决电压匹配又可解决三相电网不平衡的电能质量问题。变压器按类型分为：自耦式、隔离式、降压式、升压式、变相式这几种类型。

1.4.3应急备用发电机组

过去大多是采用柴油发电机组做应急备用电源的。近年国外高层建筑已开始采用燃汽轮发电机。燃气轮机主要由进气系统、压气机、燃烧室、透平、排气系统、辅机系统以及控制系统等组成。发电机采用三相同步发电机，以空气为冷却介质，采用封闭式循环通风冷却，空气冷却器置于定子顶部。转子绕组采用导体内部直接冷却形式。定子和转子线圈绝缘等级为F级。励磁机采用无刷励磁，并配有高精度的自动电压调整器，实现发电机功率因数、电压的控制、调节与保护。

1.5防雷与接地

现代高层建筑的防雷设计，采用避雷针和避雷带的做法简单可靠、经济合算但必须保证各层楼面钢筋、金属管道与该层用作引下线的柱筋有可靠的连接，形成等电位层。现代高层建筑的防雷接地$电气设备的保护接地和工作接地，都是合在一起的，组成混合接地系统。接地电阻按最小的要求而定，通常是在4欧以下，利用建筑物的钢筋混凝土基础作接地板。

2.线路安装内容及要点

2.1地面敷设线槽的定义

地面线槽是一种封闭的，直接隐蔽于地面下的金属线槽，可以灵活方便地提供电源、电话、电视、计算机、话筒等线缆传输电能和信号接口。

2.2安装要求

（1）缆线桥架底部应高于地面2.2m以上，顶部距建筑物楼板不宜小于300mm与梁及其他障碍物交叉处间的距离不宜小于50mm。

（2）线缆桥架水平敷设时，支撑间距宜为1.5～3m。垂直敷设时固定在建筑物结构体上的间距宜小于2m，距地1.8m以下部分应加金属盖板保护，或采用金属走线柜包封，门应可开启。

（3）直線段缆线桥架没超过15～30m或跨越建筑物变形缝时，应设置伸缩补偿装置。

（4）金属线槽敷设时，在下列情况下应设置支架或吊架：线槽接头处，没间距3m处，离开线槽两端出口0.5m出，转弯处。

（5）桥架和线槽穿过防火墙体或楼板时，缆线布放完成后应采取防火封堵措施。

2.3安装工艺

（1）弹线定位：根据设计图确定出进户线、盒、箱、柜等电气器具的安装位置，从始端至终端（先干线后支线）找好水平或垂直线，用粉线袋沿墙壁、顶棚和地面等处，在线路的中心线进行弹线，按照设计图要求及施工验收规范规定，分匀档距并用笔标出具体位置。

（2）预留孔洞：根据设计图标注的轴线部位，将预制加工好的木质或铁制框架，固定在标出的位置上，并进行调直找正，待现浇混凝土凝固模板拆除后，拆下框架，并抹平孔洞口（收好孔洞口）。

（3）线槽敷设：线槽直线段连接应采用连接板，用垫圈、弹簧垫圈、螺母紧固，接茬处应缝隙严密平齐。线槽进行交叉、转弯、丁字连接时，应采用单通、二通、四通或平面二通、平面三通等进行变通连接，导线接头处应设置接线盒或将导线接头放在电器具内。线槽与盒、箱、柜等接茬是，进线和出线口等处应采用抱脚连接，并用螺丝紧固，末端应加装封堵。建筑物的表面如有坡度时，线槽应随其变化坡度。待线槽全部敷设完毕后，应在配线之前进行调整检查。确认合格后，再进行槽内配线。

（4）槽内配线：首先清扫线槽，可先将带线穿插至出线口，然后将布条绑在带线一端，从中一端将布线条拉出，反复多次可将线槽内的杂物和积水清理干净，也可用空气压缩机将线槽内的杂物和积水吹出。放线前应先检查管及线槽连接处的护口是否齐全，其放线和导线连接部分与其它管路敷设形式大致相同。

（5）线路检测：线路检查及绝缘遥测按相关规范操作。

总 结：

为了满足高层建筑对智能化的需要，要将电气系统实际与线路安装的安全性和灵活性放在首位，严格按照安装规定进行施工，从而推进建筑智能化的进程。

参考文献：

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