任開宇

（太原理工大學建筑設計研究院有限公司，山西太原 030024）

高層建筑電氣設計屬于復雜工程，不論哪方面出現(xiàn)問題都會導致建筑質(zhì)量受到影響。低壓配電系統(tǒng)的設計是建筑電氣系統(tǒng)設計過程中必不可少的內(nèi)容，其重要性不言而喻。因此，低壓配電系統(tǒng)設計不合理，容易導致建筑施工或使用過程中出現(xiàn)重大安全問題。此類工程總體用電較大，因此低壓配電系統(tǒng)的設計及安裝需要工程人員的重點關注。

1 高層建筑低壓配電系統(tǒng)構成及設計原則

在建筑電氣系統(tǒng)設計過程中，采用科學、合理且有效的保護方式能夠有效保護建筑供電系統(tǒng)的低壓環(huán)節(jié)電流、電壓，使電氣系統(tǒng)運行的更加穩(wěn)定，因此，安全保護設計內(nèi)容在電氣系統(tǒng)設計過程中應當給予重視。高層建筑低壓配電系統(tǒng)的構成及設計原則如下：

1.1 高層建筑低壓電器系統(tǒng)構成

高層建筑低壓配電系統(tǒng)的使用涉及的設備種類較多，而如果想要實現(xiàn)設備之間的相互搭配，并能夠順利完成設計要求的目標，達到相關要求仍有一定難度，同時對電氣系統(tǒng)設計人員水平要求較高。低壓配電系統(tǒng)主要是由配電變壓器、低壓配電柜、低壓配電線纜等設備組成。在建筑中，每種設備在系統(tǒng)中發(fā)揮的作用不同，只有明確使用要求和使用規(guī)范，才能夠在低壓配電設備設計過程中進行設備的合理搭配。

1.2 低壓配電系統(tǒng)設計原則

在高層建筑設計過程中要遵循一定的設計原則，即首先低壓配電設備系統(tǒng)設計人員要重視設備接線方式的選擇，不同的接線方式意味著低壓電氣系統(tǒng)的電力配送能力也有所不同，每種接線方式既有優(yōu)點也有缺點，而其中樹干式和放射式兩種配電線路是目前應用最多的接線方式（見圖1）。

圖1 低壓配電設備接線方式

樹干式接線方式組合成本最低，且對設備數(shù)量及設備質(zhì)量沒有太高的要求，因此應用范圍廣，但該種接線方式安全隱患較大，且輸送電壓不穩(wěn)定；放射式接線方式相比于樹干式接線更加可靠，安全隱患也較低，發(fā)生故障時影響范圍較小。在高性能的要求下，該種接線方式造價較高，對企業(yè)的經(jīng)濟實力提出一定要求。

其次，在低壓配電系統(tǒng)的設計過程中需要重視電源的設置。在高層建筑中，供電負荷等級進行明確的劃分。即一類高層建筑重要設施定義為一級負荷；二類高層建筑及特殊辦公場合及重要場合定義為二級負荷。在設計過程中，設計人員需要按照相關標準進行設計。

2 高層建筑低壓配電系統(tǒng)使用現(xiàn)狀分析

目前，高層建筑低壓配電系統(tǒng)設計需要按照電氣行業(yè)及消防系統(tǒng)的相關標準。而在實際設計過程中，如果嚴格按照行業(yè)標準和要求而不考慮實際情況，則有可能在電氣設備應用時出現(xiàn)事故。因此，在設計過程中需要考慮到一些潛在的安全因素。高層建筑低壓配電系統(tǒng)常會出現(xiàn)設置不合理及過載、短路等問題。首先，高層建筑漏電保護裝置設計不合理情況十分常見，如果漏電保護設施因某些原因而不能正常發(fā)揮作用，漏電情況會給居民的生命安全造成嚴重威脅。因此，在配電設備設計過程中，需要考慮到漏電保護設備有效性的問題，在電氣設備發(fā)生故障時要能夠自動報警或自動跳閘，以起到保護作用。實際調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，高層建筑低壓電氣設備部分只能實現(xiàn)自動報警，部分只能實現(xiàn)保護跳閘而出現(xiàn)這些情況時，如果缺乏專業(yè)意識，居民只能夠自行解決問題。

其次，目前的電氣系統(tǒng)極易出現(xiàn)短路或過載的情況，產(chǎn)生這種情況可能是由于用戶的使用錯誤或者電氣設備的老化、年久失修。無論是哪一種情況，都需要本著保護人們的生命財產(chǎn)安全為宗旨，對電氣設備進行維修、更換，從而降低此類事故的發(fā)生概率。

3 低壓配電系統(tǒng)安全性分析

高層建筑與普通住宅相比，在電氣設計方面存在巨大的差異。目前應用于普通住宅的電氣設計方法已經(jīng)不再適用于高層建筑設計與施工過程中，因此，高層建筑電氣設計技術方法應運而生。基于高層建筑快速發(fā)展背景下，高層建筑供電穩(wěn)定性及供電安全性都需要被重視，同時要結合高層建筑功能及使用情況對低壓配電設備進行綜合設計。在此過程中，系統(tǒng)安全性分析顯得十分重要。

3.1 配電方案安全性分析

在通常情況下，高層建筑變壓器的數(shù)量一般在兩臺以上，同時還要配備一臺發(fā)電機組以提供變壓器運行所需要的動力，同時也為保證在各條線路均斷電的情況下實現(xiàn)配電設備的快速啟動運行，以體現(xiàn)備用電源的價值。另外，為避免消防用電對高層建筑內(nèi)線路用電產(chǎn)生影響，需要設計自動切換裝置，使電路在建筑內(nèi)部發(fā)生火災等特殊狀況時自動切換至消防線路。在電路設計過程中，從線路的材料選用到線路布置都需要經(jīng)過層層審核，需要嚴格按照相關標準進行，不能夠隨意進行更改。一些地下照明線路及用電設備需要設計出合理的布置方案，并配備專用的配電室，以此來降低突發(fā)事故對建筑內(nèi)電能輸送的影響。

3.2 供電線路安全性分析

供電線路的選擇需要嚴格控制電路鋪設方案的合理性。一些單位在設計線路鋪設方案時可能忽略建筑內(nèi)線路的安全性問題，導致建筑內(nèi)部線路連接頻繁出現(xiàn)故障，導致短路等事故的發(fā)生。在線路鋪設方案的設計過程中，除了要按照要求設計之外，還需要及時疏通管線，保證線路鋪設位置無其他干擾因素。同時還要考慮到建筑內(nèi)部用電量等問題，重視短路、過載等故障發(fā)生的原因，同時做好線路接地工作，在相應的位置設置好保護裝置。

4 提升高層建筑低壓配電系統(tǒng)安全性的措施

從高層建筑電氣設計方面來看，合理選用接地保護系統(tǒng)能夠加強低壓配電系統(tǒng)安全性，同時加強對設備的線路管理能夠降低設備能耗及故障發(fā)生概率。在具體的操作過程中，必須充分關注電網(wǎng)施工作業(yè)情況及設備的選型情況，特別要注意設備配置及漏電保護等設施的安裝情況。通過不斷加強低壓電器設備的安裝管理以提高配電設施的安全性。

4.1 重視漏電斷路器選擇與維護

漏電斷路器在實際工作中能夠起到對高層建筑低壓配電設備安全穩(wěn)定性提供保障的作用，能夠有效保障居民的用電安全。在高層建筑施工后，應當全面考慮樓內(nèi)電氣設備及電力的使用情況，由此確定漏電保護裝置的安置地點及型號。施工人員在安裝時要仔細研究并確認裝置的額定動作電流，并使之可以在建筑內(nèi)部電路漏電時能夠正常發(fā)揮作用。

4.2 重視高層建筑接地保護系統(tǒng)的建設

高層建筑內(nèi)部用電過程中容易因為電氣設備使用不當而造成各類故障，導致設備內(nèi)部電壓情況不穩(wěn)定，引起一系列供電事故。為改善這一情況，高層建筑施工團隊需要重視接地保護系統(tǒng)，相關設計人員在設計方案時應當根據(jù)實際情況對初步方案進行優(yōu)化，并將優(yōu)化點落實到最終方案里。

4.3 合理選擇備用電源

由于高層建筑用戶數(shù)量多，一旦出現(xiàn)停電事故將會嚴重影響人們的日常生活和工作。因此，在高層建筑電氣設計過程中，要結合實際情況來對備用電源給予科學、合理選擇，以此來降低停電對居民產(chǎn)生的不利影響。在備用電源選擇時，如果是以單臺機組為主，要合理控制額定容量，最好低于1600kVA。在發(fā)生斷電后，備用電源將會自動啟動，以此來降低因停電造成的各方面損失。當發(fā)電機達到特定程度時，最好控制分批投入，并合理錯開投入時間，以期為恢復電流提供時間?；謴碗娏╇姇r，還需要至少延遲1min，待供電徹底恢復后，電機組才可以重復供電。

5 結語

綜上所述，高層建筑電氣系統(tǒng)低壓配電設施的設計與建筑的使用、用戶的生命安全息息相關。因此，低壓配電設施的設計過程必須要有管理人員進行全程監(jiān)督，同時要保證設計人員的專業(yè)水平滿足要求，遵循規(guī)定的接線方式并重視供電電源設置。目前在建筑電氣設備低壓配電設備設計過程中，仍然存在許多不合理的情況，設計人員要重點關注這些問題并找出方法予以解決，以提高電氣設備的使用安全性，從而提高建筑的整體質(zhì)量。