區(qū)桂成

自改革開放以來，我國城市化進(jìn)程不斷加快。由于高層建筑物的數(shù)量是評價(jià)城市化水平的重要標(biāo)準(zhǔn)，因此各個(gè)大中型城市紛紛開始興建高層建筑物，但是隨之而來的問題也不斷增加。高層建筑供電系統(tǒng)安全問題就是其中的主要問題之一，提高我國高層建筑供電系統(tǒng)的安全可靠性已經(jīng)成為建筑業(yè)的重點(diǎn)研究項(xiàng)目。

一、高層建筑供電系統(tǒng)安全可靠性的影響因素及存在的問題

影響高層建筑供電系統(tǒng)安全可靠性的因素主要有三個(gè)方面：第一，供電電源是否穩(wěn)定。與普通建筑相比，高層建筑內(nèi)使用的電器設(shè)備數(shù)量較多，因此整個(gè)建筑的用電負(fù)荷大。如果供電電源不穩(wěn)定，不僅難以保障建筑的供電需求，還會(huì)威脅建筑物內(nèi)部人員以及電器設(shè)備的安全。第二，電能質(zhì)量是否可靠。由于高層建筑物比一般建筑更高，因此其內(nèi)部供電線路較長，長距離的電力輸送會(huì)造成線路毀損或電壓損失。為了最大限度地減少損失，高層建筑的配電變壓器需要根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行分層設(shè)置，并且應(yīng)盡量使配電系統(tǒng)簡單易操作。另外，如果是高層居民樓，一般將整個(gè)建筑的總配電室設(shè)置在地下一二層，以便不斷更新、完善整體配電系統(tǒng)，保證建筑物供電質(zhì)量。第三，配電系統(tǒng)是否方便檢修。隨著新型供電設(shè)備和物理材料的開發(fā)，供電配電系統(tǒng)需要及時(shí)進(jìn)行更新和完善。如果配電系統(tǒng)出現(xiàn)故障且無法檢修，將會(huì)造成嚴(yán)重的財(cái)產(chǎn)損失甚至威脅人的生命安全。所以，配電系統(tǒng)要科學(xué)設(shè)置，方便工作人員定時(shí)進(jìn)行檢修。

目前，我國高層建筑配電系統(tǒng)存在的問題主要包括以下四個(gè)方面：第一，在配電系統(tǒng)設(shè)置初期對預(yù)埋管路的要求不嚴(yán)格。根據(jù)要求，預(yù)埋管路中不能有水以及混凝土等物質(zhì)混入，但是在實(shí)際設(shè)置過程中，有的工作人員并沒有嚴(yán)格把關(guān)，使得水和混凝土混入，造成管道阻塞，穿線工作難以順利進(jìn)行，有時(shí)候甚至需要將埋入地下的鋼筋全部刨出，極大地浪費(fèi)了人力和物力。第二，線路中的接插式母線不能保持干燥狀態(tài)，缺乏嚴(yán)格處理。很多工人在施工過程中忽視了保持接插式母線干燥狀態(tài)這一問題，接插式母線容易因沾上水或泥漿而受潮，失去絕緣作用，給配電系統(tǒng)安全事故的發(fā)生埋下隱患。第三，變壓器保護(hù)不當(dāng)，受到機(jī)械損傷和潮氣腐蝕。如果變壓器受到損傷且沒有及時(shí)修復(fù)，就可能引發(fā)電氣設(shè)備大量漏電，漏出的電流會(huì)沿著系統(tǒng)的外殼以及部分零散的電線形成電流回路，導(dǎo)致無法保證過流保護(hù)裝置的安全及可靠性。第四，各種接地系統(tǒng)混用。低壓配電系統(tǒng)包括IT、TT、TN三種系統(tǒng)，這三類系統(tǒng)存在差別，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)需求選擇使用。目前，在一些高層建筑中，這三種低壓配電系統(tǒng)是混用的，這嚴(yán)重違背了科學(xué)要求，給配電系統(tǒng)造成很大的安全隱患。

二、提高高層建筑供電系統(tǒng)安全可靠性的對策

1.改善配電系統(tǒng)安全可靠性的一般措施

保證電流量以及電源功率符合標(biāo)準(zhǔn)，如計(jì)算機(jī)使用的不間斷電源輸出功率應(yīng)大于計(jì)算機(jī)內(nèi)部其他設(shè)備額定功率總量的1.5倍;直流電梯和交流電梯不間斷工作時(shí)承載的電流量應(yīng)大于或等于額定輸入電流的1.6倍;低壓并聯(lián)電器的刀開關(guān)承載電流量應(yīng)大于線路內(nèi)電容器額定總?cè)萘康?.8倍。

2.提高柴油發(fā)電機(jī)組的安全可靠性

在高層建筑中，一級負(fù)荷應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源進(jìn)行電流供應(yīng)，當(dāng)其中一個(gè)電源發(fā)生故障不能正常工作時(shí)，另一個(gè)電源還可以正常工作。在實(shí)際情況中，如果一級電荷較小，且難以從城市電網(wǎng)中取得第二個(gè)電源時(shí)，應(yīng)啟動(dòng)高層建筑中的應(yīng)急電源。一般來說，高層建筑的應(yīng)急電源應(yīng)采用獨(dú)立于城市電網(wǎng)的柴油發(fā)電機(jī)，原因在于柴油發(fā)電機(jī)操作簡單而且造價(jià)較低。在高層建筑中，自備應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)需要考慮建筑物的建筑形式、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等基本因素。另外，還要對發(fā)電機(jī)組的型號(hào)、電器設(shè)備的安裝配置、機(jī)器組裝控制等技術(shù)性問題進(jìn)行綜合研究，確保其安全可靠性。

3.加強(qiáng)短路保護(hù)中繼斷路器級間選擇性

在低壓配電系統(tǒng)中，如果下級配電回路出現(xiàn)大范圍的短路故障，即使采用三階段保護(hù)斷路器也不能立刻越級跳閘，如此就會(huì)導(dǎo)致一個(gè)地區(qū)大范圍停電，帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。這是低壓配電系統(tǒng)長期存在且一直沒有得到解決的問題。造成這種情況的原因主要是下級回路電流量過大，斷路器的瞬動(dòng)額定值無法控制電流，導(dǎo)致三階段保護(hù)斷路器喪失了其應(yīng)有的功能。要解決這個(gè)問題，需要應(yīng)用到智能斷路器。智能斷路器可以增強(qiáng)斷路器的功能，使配電系統(tǒng)更加完善，在下級配電回路出現(xiàn)問題時(shí)根據(jù)需要調(diào)節(jié)模式，這樣就沒有必要增加配電回路數(shù)量，也不需要擴(kuò)大電流導(dǎo)體的截面，進(jìn)而有效避免因大范圍停電而造成經(jīng)濟(jì)損失。

4.加強(qiáng)配電網(wǎng)諧波治理

高層居民樓中常見的電器設(shè)備有很多是非線性負(fù)荷設(shè)備，如微波爐、氣體放電燈、可控硅調(diào)光裝置等。這些電氣設(shè)備中往往存在諧波電流，當(dāng)其內(nèi)部的奇數(shù)性諧波出現(xiàn)疊加效應(yīng)時(shí)，其電流值會(huì)迅速增長。當(dāng)電流值接近甚至超過額定電流值的兩倍時(shí)，就會(huì)造成中性線加熱，引發(fā)電路老化，甚至發(fā)生短路現(xiàn)象而引發(fā)火災(zāi)。所以在對高層建筑的電氣設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要加強(qiáng)諧波治理，確保線路設(shè)計(jì)滿足新型技術(shù)的發(fā)展要求，保障配電系統(tǒng)的安全性和可靠性。

5.加強(qiáng)建筑物內(nèi)電源系統(tǒng)的防雷保護(hù)

建筑物內(nèi)電源系統(tǒng)的防雷保護(hù)主要有兩種：一是電源進(jìn)線的防雷保護(hù)，二是建筑物內(nèi)電子設(shè)備所接電源的防雷保護(hù)。在防雷保護(hù)工作中，必須在變壓器的高壓側(cè)和低壓側(cè)都安裝避雷器。高壓側(cè)的避雷器應(yīng)該盡量靠近變壓器，低壓側(cè)需要安裝三個(gè)互相串聯(lián)的間隙氧化鋅避雷器，使高低壓兩側(cè)的避雷器結(jié)合作用，有效減小電流產(chǎn)生的壓降。另外，為了避免雷電以交流電源的形式進(jìn)入電路，需要在建筑物各層的配電箱中安裝三級電源避雷器保護(hù)裝置，并將建筑物的接地電路系統(tǒng)與配電箱的金屬外殼相連接。

結(jié)論

我國未來的經(jīng)濟(jì)建設(shè)將會(huì)以更快的速度發(fā)展下去，同時(shí)，我國的建筑事業(yè)也會(huì)不斷攀登上更高的水平。因此，隨著高層建筑的不斷增加，我們更應(yīng)該清醒地認(rèn)識(shí)到高層建筑供電系統(tǒng)安全的重要性，不斷探索和研究，采用更加安全可靠的供電配電系統(tǒng)，對供電線路的鋪設(shè)工作進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，以保證我國高層建筑供電系統(tǒng)的安全可靠。