淺談某高層建筑的配電設計

邵鳳鵬

摘要：近年來，我國的高層建筑數量不斷攀升，其在政治上、經濟上都給人們的生活帶來了很大的影響。根據我國建筑建設的相關規定，建筑總高度超過24 m的非單層民用建筑和10層及10層以上的住宅建筑，都叫做高層建筑。同時，高層建筑對電氣自動化的水平要求較高，一些高層建筑的電氣技術還集中采用了各種先進的現代化技術，為配電系統的安全運行提供了可靠的基礎。例如：空調，電梯，給排水，消防，閉路電視，工作和事故照明音響，電話，制冷，防雷接地，電腦管理等等，要保證它們的正常工作，都離不開配電系統，可見，高層建筑中的配電系統是完善建筑內部系統工作的重要組成部分。

關鍵字：高層建筑；供配電系統設計

中圖分類號：TU208文獻標識碼： A

1高層建筑的特點及對供配電系統的要求

1.1它的功能齊全,例如現代公共建筑,它就將居住、娛樂、商業、辦公等集中在一起,實現功能的多元化;

1.2建筑的內部配套設備完善,正是因為這類建筑的功能多,各方面要求高,人們不僅要求它有舒適的生活環境,還要有現代化的工作娛樂環境,所以它的內部專業配套設備比較完善;

1.3使用人數多,建筑物內有大量的人員,特別是文化娛樂、商業場所,人員密度更高;

1.4對保安的業務能力要求高,因為建筑內有大量的人員和貴重設備,需要較高的安全系數;

1.5通常都設有地下室,如變配電室、中水處理設備間、制冷機房、汽車庫等。

另外,高壓環網柜具有體積更小,維護方便,安裝操作簡單等特點,在現代高層建筑中也得到了廣泛應用。

由于高層建筑造價高,人員集中,供電系統的可靠性會直接關系到建筑內人員和設備的安全。如果高層建筑發生火災,通常是利用建筑物自身的消防設施進行滅火和人員、物資疏散,但建筑物內的消防設施也離不開的電的支持。所以,如果無法保證供電的可靠性,就無法順利進行人員和物資的疏散,只能讓火勢蔓延,最終將造成嚴重的損失?？梢?保障高層建筑中消防用電設備的供電可靠性是十分重要的。

2高層建筑配電系統的工程設計

2.1負荷等級。高層建筑的供電負荷大，所以需要對用電負荷實行限制分級，確保供電運行的穩定。對不同級別的負荷要區別對待，這樣不僅能維持供電，還能節省電力。在通常情況下，一類高層建筑的重要用電負荷都屬于一級負荷，如接待國家元首級及政府要員的高級賓館中的高級客房、總統套間、宴會廳、國際會議廳、電腦電源、通訊電源、新聞攝影電源等都應按照一級負荷進行設計。高層建筑有其固定的負荷分級標準，主要從建筑物的分類和用電負荷性質來區分，劃分一、二級的用電問題。

2.2供電的電源。由于高層建筑的自身特點，導致其用電負荷較大，所以，為了保證供電的穩定，通常采取高壓供電的方式供電。供電電壓有一定的標準，如國內一般為10KV（香港地區11KV，日本22KV，美國13.8KV）。為保證用電可靠性，多數高層建筑采用兩路10KV獨立電源供電，互為備用，對于含有特別重要負荷的建筑則需增設柴油發電機作為第三路電源以保障其供電可靠性。

2.3有關用電負荷的計算問題。有關高層建筑的用電負荷計算，現代國際通用的方法是需要系數法或變形的需要系數法及單位容量法等。在實踐中比較常用的方法是，理論計算后再根據已投入運行的高層建筑變壓器安裝的容量和負荷率的大小進行復核，這樣可以有效的因預防經驗不足或調查不足而引發的與實際情況相差較遠的情況，同時還可以對空調、給排水、動力及工藝等項目提出用電指標，最后進行綜合平衡，以便選擇合理的計算方法及需要用電系數，同時與各項目進行認真考察，以保證最后提供的用電指標是最合理的。

2.4變壓器的選擇?，F代高層建筑使用的大多是干式變壓器，單臺容量不宜超過1250KVA，事實上，大容量的變壓器效率較高，但在使用中所承載的負荷面也大，因此，我們設計人員應綜合各種因素，再根據各專業的實際用電情況，科學的選擇變壓器單機容量，以及使用的變壓器數量。例如，我們可以根據空調設備的分組來設置變壓器，這樣就可以按照空調機組的使用來選擇合適的變壓器，在最大程度上取得最好的經濟效益。

2.5防雷接地及安全措施

2.5.1防雷保護：

依據有關現行防雷分類標準，本建筑為二類防雷建筑物。

在屋頂設置避雷帶，避雷帶網格不大于10m×10m或12m×8m，并且在局部突出部位設置獨立避雷針作為防雷接閃器，利用建筑物結構柱內兩根主筋(ф≥16）作為引下線，間距不大于18m，避雷帶和引下線主鋼筋可靠焊接，引下線和基礎地盤鋼筋焊接為一整體作為接地裝置并在地下層四周外墻適當位置甩出鍍鋅扁鋼，以備當接地電阻達不到要求時外界沿建筑四周暗敷的40×4鍍鋅扁鋼人工水平接地網。

2.5.2為防側擊雷，采取以下措施

建筑物內鋼構架和鋼筋混凝土的鋼筋相互連接。

利用鋼筋混凝土柱子內的鋼筋作為防雷裝置引下線。結構圈梁中的鋼筋每三層連成閉合回路，并與防雷裝置引下線連接。

將45m及以上外墻上的欄桿、門窗等較大金屬物直接或通過預埋件與防雷裝置連接。

垂直敷設的金屬管道及類似金屬物，在底端與頂端與防雷裝置連接，并利用鋼筋混凝土柱子和圈梁內的鋼筋設置局部等電位聯結端子板，并將建筑物內各種豎向金屬鋼管每三層與局部等電位聯結端子板連接一次。

本工程強弱電接地系統統一設置，即：采用同一接地體，故要求接地電阻R≤1Ω，當接地電阻達不到要求時，可增設垂直人工接地體。

2.5.3安全措施

為防止人身觸電危險，本工程設置專用接地保護線（PE線）即：TN-S系統配線，并進行總等電位聯結，在配電室內適當的柱子處預留4O×4鍍鋅扁鋼作為主接地線，并設一總等電位盤，該主接地線應和柱內主筋可靠焊接，在低壓配電室內所有電纜橋架中全長敷設一根和主接地線連接的40×4鍍鋅扁鋼作為專用接地保護線（PE)，本工程的用電設備外殼均采用銅芯導線（BV-750）與接地扁鋼可靠連接。

凡正常不帶電，絕緣破壞時可能帶電的電氣設備的金屬外殼，穿線鋼管、電纜外皮、支架等均應可靠與接地系統聯結。

在弱電機房、消防控制室、電梯機房及各層配電間等處做局部等電位聯結。

在設洗浴設備的衛生間應作局部等電位聯結。

總等電位盤、局部等電位盤由黃銅板制成，應將建筑內保護干線、設備金屬總管、建筑物金屬物構件等部位進行連結，總等電位聯結線采用BV-1x25線，總等電位聯結采用各種型號的等電位金屬卡。

為防電力系統雷電侵入，在各配電總箱設電浪涌保護器（SPD）。

不間斷電源輸出端的中性線，必須與由接地裝置直接引來的接地干線相連接，做重復接地。

電纜橋架及其支架全長應不少于兩處與接地干線連接。

3建筑配電系統設計需要注意的問題

3.1變壓器是配電系統的核心組件，在運輸和保存的過程中，也許會出現機械損傷和受潮。所以，在安裝之前應嚴格進行外觀檢查，同時進行電器性能測試，如發現不合格的變壓器，應及時做出處理，合格后方可就位。

3.2插接式母線，母線一定要保證干燥，一定要避免碰到水和砂漿等，一旦受潮很難恢復絕緣，在配電系統設計中，應重視該類問題。

3.3各種預埋的管路，要嚴格預防水和混凝土的進入，因為一旦沾上混凝土等，將很難清除，最后無法穿線，嚴重時，還要將鋼筋全部刨出，不僅浪費了工作時間，還損傷了土建結構。高層建筑供配電系統在設計中，只要認清其建筑特點，并對配電組件進行正確的安裝，這對高層建筑的質量以及配電系統的穩定運行起著十分積極的作用。

結束語

在現代建筑工程配電系統設計中，必須充分考慮配電系統的安全穩定運行，從根源上杜絕故障的出現，將安全隱患降至最低，同時還應考慮電氣設備與現代建筑結構相結合的裝飾效果，這也對行業內建筑電氣施工單位提出了更高的要求。

參考文獻

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