關于高層建筑電氣設計中低壓供配電系統安全分析

楊云

摘 要：低壓供配電系統是建筑電氣設計中的重要組成部分，其可靠性高低直接關系到了建筑的安全性。高層建筑對供配電系統要求高，相關設計單位應根據建筑特點和用電設備的性質進行綜合考慮，設計出科學可靠的電氣系統，以保障人們的生命和財產安全。

關鍵詞：高層建筑；電氣設計；低壓供配電系統；安全分析

定義高層建筑起始高度的依據是國家經濟實力和國家現有的消防器材滅火能力，我國對高層建筑的定義是十層及十層以上的住宅和二十四米以上的其他民用建筑。隨著社會經濟的快速發展和人口數量的急劇增長，城區的土地面積不足以滿足人們的住房需要，民用建筑呈現出向地下和空中發展的趨勢，其中向空中部分發展的部分中以高層建筑為代表。因此，如何通過合理地設計高層建筑的低壓供配電系統以保證其安全性成為現代建筑電氣設計中的重要研究課題。

一、高層建筑電氣設備特點

高層建筑具有建筑面積大、高度高、功能復雜、建筑設備多、能耗大、管理要求高等特點，因此與一般的多層建筑相比，對電氣設備的要求有所不同。高層建筑的電氣設備具有其自身的特點，主要表現在電氣設備種類繁多、用量大且負荷密度高、供電可靠性要求高、電氣系統復雜、電氣線路多、電氣用房多和自動化程度高等方面，要保障其安全性，就要結合上述特點進行科學的規劃。

二、電氣系統安全性分析

在低壓供配電系統的設計中，設計師要根據電氣系統的組成特點，對電氣設備、配電設備以及配電線路的安全性進行全面考慮，以保證電氣系統的每一環的安全性。市電根據通信局所在地區的供電條件、線路引入方式及運行狀態，被分成一類、二類和三類市電供電，供電可靠性依次降低，每一級別的市電供電都應保障人身安全和供電可靠。

（一）電氣設備的安全保障

低壓供配電所選用的電氣設備應滿足國家現行的有關標準：其額定電壓應與所在回路的標稱電壓相適應，其額定電流應大于或等于所在回路的計算電流，其額定頻率應與回路頻率相適應。為防止由于電路短路引起火災事故，電氣設備還應該滿足短路條件下的動穩定與熱穩定要求。設計師應在進行電氣設計時對電氣設備在短路條件下的通斷能力進行驗算，當短路點附近所接的電動機額定電流之和超過短路電流的1%時，應計入電動機反饋電流的影響。

除了短路造成的火災隱患之外，由導線漏電造成的不良影響也不容忽視。導線的導體不僅應該滿足動穩定和熱穩定要求，同時其最小截面還應滿足機械強度的要求；沿不同路徑敷設絕緣導線和電纜時，當冷卻條件最壞處的長度超過五米，則應按照該段條件選擇導體截面尺寸，以滿足整個線路的安全要求。導體的允許載流量應根據敷設處的溫度進行校正，直接敷設在土壤中的電纜的環境溫度應采用敷設處歷年最熱月的月平均溫度，而裸露在空氣中的導體在屋內采用敷設地點最熱月的最高平均溫度，在屋外采用敷設地區最熱月的最高平均溫度。

（二）配電設備的安全分析

變電所低壓配電室的配電設置應符合現行國家標準《10kV以下變電所設計規范》的規定，配電室應設置在塵埃較少、震動較小的地方，并應盡量靠近用電負荷中心，在設計時還應適當留有余地，以便于安裝、操作和檢修。配電室除了本室需用的管道之外，不應有其他多余管道通過，并且水汽管道與散熱管道的連接應采用焊接，配電屏上方不應有管道通過。

落地式配電箱的底部應適當抬高，在室內應抬高50mm以上，在室外則應抬高200mm以上，同時底部應封閉，防止鼠、蛇類小動物進入箱內。將配電屏成排布置時，其長度超過6m時，屏后的通道應設兩個出口并且布置在通道兩端。

為防止人靠近配電設備時發生安全事故，有危險電位的裸帶電體應在人伸臂范圍以外或增加遮擋物，防止被人觸碰。同時在有人值班的較大的小區配電室中，光源應采用自然光照射，并且在室內應有給排水設施，在布置這些設施時要注意盡量避開易觸電處，并且應為設置在這些設施附近的配電設備增加防水防漏電措施。

（三）配電線路的安全分析

配電線路的安全分析應從接地保護和線路敷設保護兩個方面進行分析討論，無論哪一個環節出了問題都會導致嚴重的意外事故。

高層建筑的低壓供配電系統應嚴格、可靠地接地，常常采用TT、TN、IT這三種接地保護模式，其中IT系統是提供設置在外面露出部分的導體的接地保護，可以及時地切斷故障回路中的電流以保護電路安全性。在TT系統中，電源有一點直接與地相連，靠近負荷一側的電氣裝置外露部分連接的接地極和電源的接地極聯系。在此系統內由同一接地故障保護電器保護的外露可導電部分，應用PE線連接到公共的接地極上，當有多級保護時，應有各級各自的接地極。TT不像IT一樣提供保護性切斷，只會經過有關報警器報警，提示相關工作人員進行故障的排除。TN系統的接地保護中，大多是因為金屬性短路導致電流過大而引發其保護機制，通過電流維護器來實現對電路負荷和電流短路的保護功能。

配電線路的敷設應符合建筑特點并考慮人和布線之間可以接近的程度，重點考慮環境對線路所帶來的影響。線路的敷設應盡量遠離易燃、可燃物，也要防止水的侵入和外部帶來的機械性損壞。導線的外殼材料對導線的使用壽命造成的影響不容忽視，因此為有效防止因為導線外殼老化而帶來的觸電和火災隱患，線路敷設地應盡量避免強烈日光輻射所帶來的損害。金屬管、金屬線槽宜布置在屋內、屋外的場所，但不宜用于重腐蝕場所，在建筑物的頂棚內，則必須采用金屬管和金屬線槽布線。電線管道與其他管道的平行凈距不能小于0.1m，當與水管同敷設時應安排在水管上方，同時嚴禁與可燃氣體管道一同敷設。

結束語

針對高層建筑電氣系統的特點，其低壓供配電線路極易發生火災和觸電事故，存在著極大的安全隱患，因此在電氣系統的設計過程中，一定要科學合理地選用電氣設備和配電設備，對線路的接地措施的安全性進行嚴格的驗證，并對其安置處的不利因素進行充分考量，不放過任何一個可能帶來安全問題的點。只有經過科學合理的規劃，高層建筑的低壓供電系統的安全性和可靠性才能得到保證，也才能從根本上保證人們日常生活的安全。

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