王圣川

（廣州市弘基市政建筑設(shè)計(jì)院有限公司大同分公司，山西大同 037000）

0 引言

高層建筑越來越現(xiàn)代化，大都呈現(xiàn)住宅、文娛、辦公、商業(yè)等為一體的多元化性能模式?；诖说雀邔咏ㄖＪ蕉鄻踊墓δ?、超負(fù)荷的用電量且空間集中封閉性的特點(diǎn)，越來越多人將高層建筑中低壓配電設(shè)計(jì)的安全性看得尤為重要。相關(guān)工作人員將電器和導(dǎo)體、配電設(shè)備、電氣裝置、配電線路等作為低壓配電設(shè)計(jì)中的主要內(nèi)容。因此，低壓配電設(shè)計(jì)在高層建筑的整個(gè)電氣設(shè)計(jì)中起著舉足輕重的作用，更是其中的關(guān)鍵所在，不僅為可靠、安全的供電提供保障作用，還提高了電能質(zhì)量。此外，若能有效避免不合理的配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，就能保障其安全性能提升，在很大程度上為提高建筑整體的實(shí)用性奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 低壓配電系統(tǒng)的安全性分析

目前，高層建筑電氣系統(tǒng)錯(cuò)綜復(fù)雜，電氣設(shè)備在運(yùn)作過程中會(huì)存在很多隱藏的危險(xiǎn)性。例如，居民日常用電時(shí)產(chǎn)生的隱患或相關(guān)工作人員維修過程中的隱患等。因此，建筑作為人們生活或工作的主要場所，其安全性就是設(shè)計(jì)人員首要考慮的因素。在實(shí)際的應(yīng)用過程中，低壓配電系統(tǒng)主要由變電所、配電變壓器、低壓配電器、控制保護(hù)系統(tǒng)等做成，它們承擔(dān)的主要職責(zé)就是電能的分配及傳輸。低壓配電系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮其中隱藏的危險(xiǎn)性因素。

1.1 短路、過載的問題

當(dāng)電力系統(tǒng)在運(yùn)作過程中出現(xiàn)超負(fù)荷或不明原因的故障時(shí)，應(yīng)立即切斷電源，保障電源的線路及電力設(shè)備的安全。與普通的建筑相比，高層建筑居住的人數(shù)較多且內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)較大，因此會(huì)出現(xiàn)用電設(shè)備復(fù)雜、數(shù)量大的現(xiàn)象，從而致使配電系統(tǒng)極易發(fā)生短路或故障。為了有效避免此類問題給人們帶來的不利影響，在設(shè)計(jì)低壓配電系統(tǒng)時(shí)，短路及過載的問題也應(yīng)當(dāng)放在設(shè)計(jì)人員關(guān)注的問題中，合理性的設(shè)置保護(hù)，在降低安全風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，縮小故障影響的范圍，以此保證配電系統(tǒng)安全的運(yùn)行。

1.2 配電線路的問題

與其他電氣設(shè)備相比，供電線路作為低壓配電系統(tǒng)的主體，起著關(guān)鍵性的作用，設(shè)計(jì)人員要參照建筑物的特點(diǎn)，融合施工條件及施工環(huán)境，進(jìn)行配電線路的設(shè)計(jì)。在實(shí)際工作中，相關(guān)工作人員應(yīng)及時(shí)排除外部污染物以免使線路布置系統(tǒng)受到不同程度的影響。與此同時(shí)，在鋪設(shè)線路的過程中極易受到外來因素的擠壓，致使線路斷裂問題的發(fā)生，或因線路受到外部沖擊而產(chǎn)生下沉，發(fā)生損毀的現(xiàn)象，種種因素嚴(yán)重威脅到線路的使用年限。例如，高層建筑必須設(shè)有消防設(shè)備，其對供電回路系統(tǒng)的專業(yè)性及安全性特別重視，尤其是消防水泵、電器、排煙風(fēng)機(jī)等設(shè)施要專門設(shè)置自動(dòng)切換系統(tǒng)，在緊急情況發(fā)生時(shí)，方便做到及時(shí)切換，為供電系統(tǒng)的正常運(yùn)作起到一定的保障性。另外，在地下車庫的墻面上有必要安裝照明裝置，以備應(yīng)急情況發(fā)生時(shí)能及時(shí)發(fā)揮作用。市面上大多數(shù)配電箱都沒有防水、防火的性能，當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重火災(zāi)時(shí)，極易被大火燒毀。因此，為使配電箱在發(fā)生特殊情況時(shí)不被損壞，應(yīng)專門設(shè)置裝置，避免產(chǎn)生不可估量的后果。

1.3 供電方案的問題

為了保障居民的安全，高層建筑會(huì)配備數(shù)量較多的變壓器，同時(shí)設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組并配備了大量的電負(fù)荷設(shè)置。如果10kV進(jìn)路、回路都停電時(shí)，不出10s 就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)發(fā)電柴油機(jī)組應(yīng)急裝置，接替發(fā)電的任務(wù)。若發(fā)生意外情況如火災(zāi)時(shí)，儲(chǔ)備電源設(shè)備將代替應(yīng)急電源設(shè)備，并達(dá)到自動(dòng)切換的效果，及時(shí)切斷除消防電負(fù)荷之外的供電系統(tǒng)，確保居民安全、可靠的用電。但是，在實(shí)際操作時(shí)，如果組成配電系統(tǒng)的是兩臺(tái)非并列運(yùn)行的變壓器和一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要針對此類型系統(tǒng)的優(yōu)劣勢進(jìn)行詳細(xì)的研究，從中選取配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方中最完整的方案，保證供電系統(tǒng)安全、可靠的運(yùn)行。

1.4 低壓配電系統(tǒng)的接地問題

高層建筑低壓配電的保護(hù)形式大致分為接零保護(hù)和接地保護(hù)，接零保護(hù)是直接把電力系統(tǒng)中性點(diǎn)與地面連接，構(gòu)成低壓配電系統(tǒng)，這時(shí)接零裝置與配電系統(tǒng)相互配合，起到輔助的效果。萬一設(shè)備出現(xiàn)短路的情況，最終電流會(huì)經(jīng)過接地保護(hù)線回流到中性接地的地方。與接零保護(hù)相比，接地保護(hù)與之截然不同，與電氣設(shè)備之間并沒有太大的關(guān)系，是一種特有的接地方式，然而，在電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中，接零保護(hù)與接地保護(hù)都為系統(tǒng)安全的運(yùn)行起到一定的保障作用。

2 提高低壓配電系統(tǒng)在高層建筑中的安全性措施

2.1 制定科學(xué)的主接線方案，完善主接線的安全性能

高層建筑在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時(shí)，主接線的設(shè)計(jì)對低壓配電系統(tǒng)的安全起到不可忽視的作用。相關(guān)工作人員在施工時(shí)，要結(jié)合高層建筑內(nèi)變電站的基礎(chǔ)參數(shù)、相關(guān)配置、負(fù)荷量總數(shù)及用電環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的分析，并設(shè)計(jì)出科學(xué)有效的主接線方案，即：以合理的電氣設(shè)備及接線材料為基礎(chǔ)，發(fā)揮配電工具的科學(xué)性，參照正確的主接線連接方式，設(shè)計(jì)出最佳設(shè)計(jì)方案。同時(shí)，方案設(shè)計(jì)達(dá)成后，為避免設(shè)計(jì)方案出現(xiàn)漏洞或出現(xiàn)偏差，相關(guān)的工作人員還應(yīng)繼續(xù)深入研究，保證方案更具說服力。設(shè)計(jì)人員不僅要考慮高層建筑持續(xù)性的用電，還應(yīng)考慮主接線設(shè)計(jì)方案能否更好地適應(yīng)低壓配電系統(tǒng)，為高層建筑穩(wěn)定、可靠的供電奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2 安裝漏電斷路器，避免漏電現(xiàn)象的發(fā)生

在高層建筑電氣設(shè)計(jì)中，漏電斷路器在設(shè)置接地保護(hù)的過程中占有關(guān)鍵性地位，利用其特有的性質(zhì)有利于漏電因素的診斷，保證低壓配電系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。以實(shí)際條件為基礎(chǔ)，相關(guān)工作人員在對漏電斷路器進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)或安裝時(shí)，要注重以下問題：①首先，要根據(jù)相關(guān)電擊能量標(biāo)準(zhǔn)，明確路電保護(hù)器的電擊能量，為了避免電路電壓損壞，應(yīng)當(dāng)在額定動(dòng)作電流下設(shè)定正常泄漏電流；②嚴(yán)格遵守相關(guān)的原則，以此確認(rèn)動(dòng)作電流。在實(shí)際電氣設(shè)計(jì)時(shí)，要在線路末端、分支線、電路干線或支線上安裝有效的漏電斷路器，為電路電的保護(hù)起到更合理的設(shè)置。

2.3 完善接地保護(hù)

正常情況下，在設(shè)計(jì)高層建筑接地保護(hù)時(shí)，相關(guān)設(shè)計(jì)人員要以建筑配電系統(tǒng)的內(nèi)部接地形式為基礎(chǔ)，將高層建筑的實(shí)際特點(diǎn)和電氣設(shè)計(jì)的特點(diǎn)結(jié)合，進(jìn)行具體的作業(yè)。與此同時(shí)，將電氣設(shè)備的應(yīng)用情況和電氣回路保護(hù)線接面納入考慮的范疇。在電氣設(shè)計(jì)過程中，不僅要保證居民用電的安全，相關(guān)工作人員的生命安全同樣要得到有效的保障，因此，接地保護(hù)的實(shí)施要嚴(yán)格按照相關(guān)的制度，進(jìn)行科學(xué)性的規(guī)劃。當(dāng)前我國建筑行業(yè)的安全裝置中，經(jīng)常用到的接地保護(hù)裝置有三種模式，分別是IT TN TT，一般情況下，TT 系統(tǒng)的接地故障保護(hù)是在外漏導(dǎo)電部分進(jìn)行設(shè)置，使故障回路電流得到及時(shí)切斷，使電氣得以保護(hù)。IT 系統(tǒng)的接地保護(hù)同樣設(shè)置在電網(wǎng)外露的導(dǎo)電部分，若出現(xiàn)故障的外漏導(dǎo)電部分的電壓在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值內(nèi)，IT 系統(tǒng)的接地保護(hù)不需要中斷供電保護(hù)工作，而是以警報(bào)裝置通過報(bào)警提醒排除故障。TN系統(tǒng)的接地故障保護(hù)大多數(shù)是由于超出了電流所能承受的范圍，且大部分原因是由于金屬所導(dǎo)致的短路或發(fā)生的故障，因此，在設(shè)置接地保護(hù)時(shí)，可充分利用電流保護(hù)器，一旦發(fā)生電路負(fù)荷或電流短路的情況，其作為保護(hù)裝置將會(huì)起到舉足輕重的作用。但是，在實(shí)際建筑電網(wǎng)中，若線路比較長或?qū)Ь€截面小時(shí)應(yīng)選用漏電保護(hù)器設(shè)置接地保護(hù)?；诖隧?xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢，運(yùn)用接地保護(hù)，保障了居民用電安全的同時(shí)，避免了高層建筑接地保護(hù)設(shè)計(jì)中存在的隱患，增加接地保護(hù)的可靠性及安全性，使建筑供電系統(tǒng)平穩(wěn)的運(yùn)作，進(jìn)而確保用電安全。

2.4 選擇合理、安全的備用電源

高層建筑的低壓配電系統(tǒng)難免會(huì)出現(xiàn)或大或小的故障性事件，為了降低危險(xiǎn)指數(shù)，保障區(qū)域性用電的平穩(wěn)性，一般情況下，相關(guān)人員要根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)備用電源，避免發(fā)生停電事故后給人們帶來不必要的麻煩。在進(jìn)行高層建筑物的電氣設(shè)計(jì)過程中要充分考慮安全方面的因素就需具備以下條件：①假如選擇的是單臺(tái)機(jī)組，額定容量不得超過1500kV-A；②斷電后，備用電源自動(dòng)開啟的時(shí)間必須控制在3s 以內(nèi)，避免為各類人群帶來經(jīng)濟(jì)損失；③發(fā)動(dòng)機(jī)在達(dá)到限定額數(shù)的轉(zhuǎn)速時(shí)，要依據(jù)規(guī)則從大到小分批投入，防止母線在低壓狀態(tài)下自動(dòng)壓降；④當(dāng)供電恢復(fù)后，供電系統(tǒng)必須延長30s，完全恢復(fù)后再延長3—5min，才能令發(fā)電機(jī)停止工作。

3 結(jié)束語

總而言之，高層建筑會(huì)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的腳步越來越多，高層建筑的功能也會(huì)有各種各樣的形式?；谄溆猛镜牟粩噢D(zhuǎn)變，電氣設(shè)備運(yùn)作過程中隨時(shí)會(huì)發(fā)生難以意料的事故，因此，在設(shè)計(jì)高層建筑低壓配電系統(tǒng)時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)將實(shí)際情況作為設(shè)計(jì)依據(jù)，以具有保障性的設(shè)計(jì)方案為高層建筑供電的穩(wěn)定性、可靠性打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，同時(shí)要不斷提高自身專業(yè)水平，只有在扎實(shí)的理論知識(shí)與實(shí)踐相互結(jié)合的狀態(tài)下，才能更好為人民大眾服務(wù)。