高层建筑电气设计中低压配电系统安全性研究

宋娟

（太原市建筑设计研究院，山西太原 030002）

在进行高层建筑电气的设计的同时，低压电气设备的状态需要格外注意，如若出现施工管理方面的缺陷，可能会造成相关隐患。在高层建筑中，电压负荷量相较于低层建筑较大。所以，在设计高层电气系统的过程中，应充分对电气工作的实施做好准备。随着我国建筑水平的逐渐提升，在日常生活中高层建筑电力的需求逐渐增大，对电器的使用数量逐渐上升，这要求电气设计质量随之上升，为人们日常生活提供保障。

1 高层建筑低压配电系统的构成及设计原则

低压配电系统在高层建筑整体电力系统运行中是最重要的一部分，充当着电能分配的任务，包含配电变电所、配电变压器、高压配电线路、控制保护设备等重要组成部分。在出现故障时，低压配电系统能够及时将电源切断，维护整个电力系统的安全，保证用户的安全用电[1]。在高层建筑的电力系统设计中，由于高层建筑设备布置情况相较于低层设备更复杂，专业配电人员的专业技能与实际供电中的维护与维修需求能力不符，以至于设备分布合理性较低、质量参差不齐，检验质量不达标等。在低压配电系统运行的同时，受多方面因素影响，产生安全隐患。一旦因为漏电产生火灾，将产生不可逆的后果，对居民的生命安全产生莫大的影响。为了提升高层建筑低压配电系统供电质量，通过装置漏电保护系统以及实施电位连接等形式，加强对电器设得的检查与保护，能够保障低压配电系统正常运行。

2 高层建筑低压配电系统的使用现状分析

2.1 电气设备多、用量大、负荷增加

随着全球化经济日趋深入，区域经济运转速度逐渐加快，高层建筑作为区域经济发展的标志，其建设数量也日渐增多，这些建筑在设计上具有独特性，且结构较为复杂，功能设置也较为齐全，是城市发展到一定阶段特有的标记。高层建筑除了层数多之外，其建筑面积也较大，其中的电气设计较为复杂，部分区域高层建筑建设的过程中，电气设计也逐渐发展，将多方面功能集于一身，这要求电气设备功能更加丰富[2]。一般来说，建筑的生活功能也不能与电气设备相脱离，以至于当前的设计更加复杂，用电需求也逐渐上升。除此之外，在城市化上升进程中，人们生活与作息时间逐渐拉长，对于工作时间之外的实践要求逐渐丰富起来，人们活动较为密集，因此也需要电力系统集中进行供电。这也使供电系统供电压力提升。

2.2 电气系统复杂

为了解决高层建筑供电量较大的状况，电荷分散是当下建筑设计中，电力系统势必要进行重点设计的部分，主要分配原理是：用多个配电中心进行分压，为住户提供更加稳定的供电，保障每户住户的用电需求[3]。此种供电系统能够有效减少电缆的用量，材料耗费成本降低，节约配电资源。在安装过程中，由于需要一定的空间，部分高层建筑在选择配电室的时候都将其安置在地下室，或者是高层建筑的中间层，又或者是建筑的顶层区域，同时选择集中安装的形式。此种形式的特征是配电室的系统设计较为密集，需要专业的技术人员进行设计与维修，且在维修过程中，对专业技术人员技能要求较高[4]。高层建筑设计需要将消防方案设计与之进行结合，以保障居民生命安全。同时设置监控系统，提升高层建筑对于各方面隐患的监控。除此之外，还有一些小型配电室被设计安装在其他楼层，分布范围较为广泛，设计人员在进行设计过程中，忽视其安装的复杂程度以及其他外在因素，为实际建设与施工带来难度。

2.3 低压配电系统设计安全性要求高

由于高层建筑楼层较多，其分布的住户也相对较多，因此在安全性方面的要求也较高为满足住户在各时间段的用电需求，高层建筑通常情况下会配备一级电荷或者二级电荷，进而提升供电系统的稳定性，一旦出现配电系统故障，还有其他设备进行补充，避免停电影响人们的正常生产与生活[5]。在高层建筑中，还需要配备临时配电系统，自主发电系统，以维持高层建筑正常供电。在安全性的要求中，为避免出现消防问题，在电路材料的选择中，一般会选择安全性能较高的阻燃材料。对于电缆铺设需要提升电缆铺设的科学性，对于容易出现损伤的电气设备处，需要做好处理与保护。

3 提升高层建筑低压配电系统安全性的措施

3.1 完善高层建筑低压配电系统安全性设计方案

为了提升电源设置的安全性，供电线路在低压系统中充当着重要角色，设计人员在进行设计的过程中，需要综合考虑多方面因素[6]。在操作的过程中，需要注意污染物与线路布置的距离控制。同时，在线路铺设的过程中也应尽量减少外界对线路的影响，以免因为错位产生线路短路的问题，减少线路的使用时间，尤其是高层建筑的现房设备更应采用专业的供电回路系统，保证在出现紧急状况的时候，进行紧急切换。与此同时，应该设置紧急照明装置。同时因为配电装置控制系统防水、火效果较差，一旦出现火灾，配电箱出资按报废的情况极易出现。对此，还应提升配电系统的防水、防火性能，以应对紧急状况。

一般情况下，电力系统设计人员需要对供电方案的安全性进行分析。高层建筑会设置柴油发电机，这些设备的设计能够给予居民安全性的保障，在出现紧急停电的同时，为避免柴油发动机出现断电的现象，发动机会进行自启，进行供电作业[7]。在进行安全性保护方面，相关设计人员还应注意到接地保护措施的实施，以保证高层建筑的低压配电系统安全运行，给予人员以及建筑保护，防止意外出现。一旦出现短路的状况，电流会通过接地设计直接流入地下。

3.2 设置自动切断电源装置

此电源装置能够减少高层建筑在不合理用电情况下产生的隐患，在出现预警信号的同时，自动进行电源切断。针对高层建筑设备目前的应用情况以及建筑当下的状态，对自动切断电源的装置进行设计，并进行科学规划，采用TN 和TT 电源系统，利用多点位连接的方法进行装置，保护电路的安全运行[8]。可以利用安装电流保护器、接地系统对断电系统进行完善。对于外界因素引起的导电问题，利用保护系统介入机电设备的外壳，一旦设备出现漏电的情况，其能够及时进行电源切断。

3.3 设置主接线安全控制

低压供配电系统在设置过程中，呈现一种相对复杂的状态，其连接结构中分支较多。出现故障的时候，整个系统都受到影响。所以，在进行完善低压配电系统安全方面的设计上，可以采用放射式以及树干式的配电方式对设计方案进行完善，此类主接线的安全控制设计具有一定的广泛性，在进行集中供电的过程中，可以将放射式配电的方法应用于其中，在采用一般性负荷供电的过程中，可以采用树干式配电的形式。

3.4 选择合适备用电源

备用电源是保证高层建筑供电的重要措施，电路故障引起的停电是常见的情况。所以在低压配电系统的设计中，需要对备用电源的适用性进行评估，之后对其进行选择。在断电的过程中，备用电源自发启动，降低因为停电带来的损失。一般情况下，在备用电源的选择中，单台机组备用电源一般会选择单台机组设备。

3.5 合理筛选漏电断路器

在高层建筑设计中，受高度限制，活动人员数量一旦达到一定数值，用电需求将面临巨大的耗用状态，因此可能出现超高负荷的情况。在设计过程中，设计人员需要安装漏电断路器运行中的承载问题，保证其稳定与安全，解决防止出现安全事故。设计人员可以在对建筑的高度进行分析后，计算出使用的合适数据，参照短路故障时长的漏电数值，对于保护器的选择可以按照漏电数值进行参考，额定限流需要大于该数值。在漏电器的选择上，可以开发多种形式，以提升防护效果，选择性能较高漏电保护器。

4 结语

综上所述，在对高层建筑低压配电系统进行电气设备供电研究的过程中，由于高层建筑楼层较高，电缆铺设长度较长，在进行电能输送的过程中，线路设备会对电能进行一定的消耗。因此，在对配电系统进行设计与维护的过程中，需要从多方面提升供电系统的安全性，提升供电质量，进而保证居民与建筑的安全，同时提升配电室等方面建设的科学性，减少相关专业技术人员进行检修的过程中出现错误的频率，从多个方面进行供电保障，提升用电质量。