梁 昊

廣東華南建筑設(shè)計(jì)院有限公司廣州二分公司，廣東廣州 510000

近年來，城市中龐大的勞動(dòng)人口基數(shù)對有限的城市范圍帶來了極大的負(fù)擔(dān)與壓力，城市現(xiàn)有的占地面積已經(jīng)無法滿足城市中居民的生產(chǎn)與生活用地，立體空間的理念應(yīng)運(yùn)而生，通過充分利用城市的立體空間，借助高層建筑可以有效增加城市的實(shí)際用地面積與容積率，節(jié)約城市的建筑面積，緩解城市，尤其是特大型城市用地緊張的壓力，是提高社會(huì)和諧程度與人民生活滿意度的重要手段[1]。高層建筑可以有效緩解城市居民用地緊張的壓力，但是高層建筑中眾多住宅的集體供電會(huì)給城市的中低壓配電系統(tǒng)帶來巨大的供電壓力，高層建筑的住戶較多、用電設(shè)備較多，導(dǎo)致其用電量與電壓負(fù)荷均較高，一方面給城市中低壓供配電系統(tǒng)帶來了極大的負(fù)擔(dān)，另一方面供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性也會(huì)對高層建筑中的眾多用電設(shè)備的正常使用產(chǎn)生較大的波動(dòng)[2]，影響高層建筑中用戶的正常生活節(jié)奏，因此，對高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)的安全性進(jìn)行探究，可以有利于提高中低壓配電系統(tǒng)的安全性，保障高層建筑用電設(shè)備的用電安全與住戶的正常生活。

1 中低壓配電系統(tǒng)以及配電結(jié)構(gòu)

電力系統(tǒng)集電力生產(chǎn)、傳輸、分配、消費(fèi)于一體，包括電力發(fā)電系統(tǒng)、輸電系統(tǒng)、配電系統(tǒng)及用戶用電系統(tǒng)四個(gè)組成部分。配電系統(tǒng)位于整個(gè)電力系統(tǒng)的末端，連接著輸電系統(tǒng)與用戶用電系統(tǒng)，通過輸電系統(tǒng)的輸電線路將電力能源從供電端傳輸?shù)接秒娊K端，是整個(gè)電力系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，承擔(dān)著向用戶輸送電能的重要任務(wù)[3]。配電系統(tǒng)包括變電站、高壓輸電線路、低壓輸電線路、繼電保護(hù)器等電力設(shè)備設(shè)施，一旦這些設(shè)備發(fā)生故障都會(huì)導(dǎo)致用戶的供電中斷，影響用戶的正常生產(chǎn)生活[4]。

中低壓配電系統(tǒng)根據(jù)總電線與分配電箱之間的連接配電方式的不同可以分為放射式、鏈?zhǔn)脚c樹干式三種，放射式結(jié)構(gòu)是以總電線與總配電箱作為中心，由中心向各個(gè)分配電箱分配電能，分配電箱之間不存在電能交換，因此該配電結(jié)構(gòu)可以在某一分配電箱發(fā)生故障時(shí)保障其他分配電箱正常工作，具有較高的安全性[5]。鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)即傳統(tǒng)意義上的串行結(jié)構(gòu)，通過將所有分配電箱以串聯(lián)的形式與總電線進(jìn)行關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)分配電箱的電能資源分配，這種配電結(jié)構(gòu)雖然有利于電纜線路的鋪設(shè)，但是一旦線路發(fā)生故障或者某一分配電箱無法通電，則所有分配電箱均得做停電處理，供電穩(wěn)定性與安全性較差[6]。樹干式結(jié)構(gòu)是通過主干線連接總電線與分配電箱實(shí)現(xiàn)電能分配的結(jié)構(gòu)，樹干式配電結(jié)構(gòu)施工流程相對簡單便捷，但是一旦配電主干線發(fā)生故障需要停檢，則受到配電主干線影響的分配電箱將會(huì)導(dǎo)致區(qū)域大面積進(jìn)入停電檢修狀態(tài)，這種結(jié)構(gòu)的配電可靠性與安全性較差[7]。

2 高層建筑中低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

高層建筑相比于低層或中層建筑，其對供電的穩(wěn)定性與安全性要求更高。樓層較高的住宅若是存在突發(fā)性狀況，如火災(zāi)等需要立刻對高層住戶進(jìn)行實(shí)時(shí)示警，并通過有序的災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案對高層住戶進(jìn)行疏散，對發(fā)生火災(zāi)的高層住宅地采取消防滅火措施。所有的應(yīng)急救援過程均是由各種各樣的用電設(shè)備組成，用電設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性均離不開配電系統(tǒng)，以電梯為例，電梯是高層或超高層建筑中不可或缺的運(yùn)輸工具，一旦高層發(fā)生緊急事件應(yīng)當(dāng)保障電梯、應(yīng)急通道的電燈、消防設(shè)備、淋水系統(tǒng)、消防警報(bào)設(shè)備等均處于蓄勢待發(fā)之勢，以有效控制火災(zāi)的蔓延，降低高層住戶的財(cái)產(chǎn)損失與人員傷亡[8]。因此，對于高層建筑而言，提高各類用電設(shè)備供電電源的安全性對于高層住戶的正常工作與生活具有重要意義。

高層建筑中低壓配電系統(tǒng)的電源配置應(yīng)達(dá)到如下要求，以充分保障高層建筑的消防供電與日常民用供電。對于日常民用I級(jí)負(fù)荷中低壓配電系統(tǒng)應(yīng)該保證采用雙電源模式進(jìn)行供電，即當(dāng)其中一個(gè)電源供電發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源可以及時(shí)頂替維持用電設(shè)備的正常運(yùn)行，從而避免用電設(shè)備發(fā)生斷點(diǎn)事故，影響高層住戶的正常工作生活。對于日常民用Ⅱ級(jí)負(fù)荷中低壓配電系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)采取回路模式進(jìn)行供電，通過電壓回路保障Ⅱ機(jī)用電的電量充足性。對于消防Ⅰ級(jí)負(fù)荷中低壓配電系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)采取雙重電源外加備用電源的供配電模式，以保證消防設(shè)備設(shè)施運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定性。

3 高層建筑中低壓配電系統(tǒng)中常見的安全性問題

3.1 過載與短路

過載即流過電器設(shè)備及線路的電流，不僅超過了其額定電流值，而且還超過了其允許承受的時(shí)間，短路是過載惡化、危害極大的電路損壞現(xiàn)象，它不僅會(huì)造成電器元件的損壞，而且有時(shí)候會(huì)對人們的生命財(cái)產(chǎn)安全造成傷害，中低壓配電系統(tǒng)出現(xiàn)過載與短路問題會(huì)直接威脅到高層用電設(shè)備的正常使用，甚至?xí)鸹馂?zāi)以及電擊等事故。

3.2 接地不良

接地不良是中低壓配電系統(tǒng)中常見的安全性問題之一，接地不良會(huì)導(dǎo)致線路在接地電流的沖擊下燒斷，造成零線或地線徹底斷路，由于接觸電阻高，在相線接地時(shí)發(fā)熱嚴(yán)重，在接觸不良處嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致燒融和電弧，會(huì)對用電設(shè)備產(chǎn)生不可逆的損傷。

3.3 保護(hù)裝置敏感度低

保護(hù)裝置在高層建筑中低壓配電系統(tǒng)中用于對系統(tǒng)的漏電情況進(jìn)行實(shí)時(shí)有效地檢測、預(yù)警與控制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)配電系統(tǒng)的漏電問題，減少漏電帶來的財(cái)產(chǎn)損失與人員傷亡，但是從目前看來，很多保護(hù)裝置對漏電現(xiàn)象的敏感度較低，在進(jìn)行漏電現(xiàn)檢測時(shí)無法發(fā)揮其應(yīng)有的作用。

4 高層建筑中低壓配電系統(tǒng)安全性加強(qiáng)措施

對中低壓配電系統(tǒng)的安全性問題進(jìn)行分析評(píng)估，減少配電系統(tǒng)中的各電力設(shè)備設(shè)施發(fā)生故障或者需要檢修的概率，可以提高配電系統(tǒng)輸送電力能源的能力，提高整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低用戶供電中斷的概率，減少范圍性停電事故的發(fā)生，保證用電企業(yè)與個(gè)人的正常生產(chǎn)與生活。

4.1 加強(qiáng)主接線安全性控制

電氣主接線的設(shè)計(jì)水平是影響高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)安全性能的重要因素，電氣主接線的材料選擇、電氣設(shè)備選擇、主接線連接方式、配置配電工具等環(huán)節(jié)均需要經(jīng)由專業(yè)人員綜合考量高層建筑的用電環(huán)境、總負(fù)荷量、變電站相關(guān)配置與基礎(chǔ)性參數(shù)等進(jìn)行主接線方案設(shè)計(jì)。在主接線方案設(shè)計(jì)完成后需要對其可靠性進(jìn)行檢測，以可靠性作為最終方案的落實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，一方面應(yīng)當(dāng)保證高層建筑的用電可靠性、安全性與持久性，另一方面應(yīng)當(dāng)保證主接線設(shè)計(jì)方案具有較好的適應(yīng)性，能夠結(jié)合變電站的實(shí)際情況與工作方式適時(shí)響應(yīng)，保證高層建筑的供電安全性與穩(wěn)定性。

4.2 加強(qiáng)接地保護(hù)

中低壓配電系統(tǒng)中，若是不注重加強(qiáng)接地保護(hù)，則極容易由于高低壓短接等不當(dāng)操作帶來漏電等安全隱患，因此考慮到高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)的安全性，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中應(yīng)當(dāng)根據(jù)中低壓配電系統(tǒng)以及高層建筑的特性設(shè)計(jì)適宜的電氣設(shè)備接地保護(hù)裝置，在系統(tǒng)實(shí)施環(huán)節(jié)中充分注重電力設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)接地要求以及接地措施的落實(shí)情況，以保障高層建筑中低壓配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性。

4.3 合理選擇漏電斷路器

漏電斷路器在整個(gè)電力系統(tǒng)中起著非常重要的作用，其可以有效避免漏電等安全隱患事故的發(fā)生，通常與接地保護(hù)協(xié)同工作，保障高層建筑中低壓配電系統(tǒng)穩(wěn)定性與安全性。漏電斷路器的設(shè)計(jì)和安裝需要對漏電斷路器本身進(jìn)行科學(xué)的種類選擇，尤其是漏電斷路器的漏電電流要求，在選擇漏電斷路器的過程中需要注意的是，漏電斷路器用于防止人身觸電，應(yīng)根據(jù)直接接觸和間接接觸兩種觸電防護(hù)的不同要求來選擇，只有這樣才能夠真正的實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全可靠的運(yùn)行。

5 結(jié)語

配電系統(tǒng)位于整個(gè)電力系統(tǒng)的末端，連接著輸電系統(tǒng)與用戶用電系統(tǒng)，通過輸電系統(tǒng)的輸電線路將電力能源從供電端傳輸?shù)接秒娊K端，是整個(gè)電力系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)，承擔(dān)著向用戶輸送電能的重要任務(wù)。對配電系統(tǒng)的安全性進(jìn)行分析評(píng)估，降低供電系統(tǒng)中設(shè)備設(shè)施發(fā)生故障的概率，可以提高配電系統(tǒng)輸送電力能源的能力，提高整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低用戶供電中斷的概率，保證用電企業(yè)與個(gè)人的正常生產(chǎn)與生活。

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