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淺談高層建筑電氣中的低壓配電設(shè)計(jì)

劉 通

(唐山濱海冶金技術(shù)咨詢有限公司 河北 唐山 063000)

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，相比其他類型的建筑，高層建筑垂直高度，電力設(shè)備的用戶基礎(chǔ)，因此更復(fù)雜的電力系統(tǒng)。如果低壓配電設(shè)計(jì)不合理，不僅會(huì)對(duì)電力建設(shè)造成嚴(yán)重影響，還會(huì)造成更大的安全隱患，甚至引發(fā)安全事故。因此，深入分析和探討如何設(shè)計(jì)高層建筑低壓配電設(shè)施，對(duì)高層建筑的正常使用和人們的生命財(cái)產(chǎn)安全具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

高層建筑；電氣；低壓配電；設(shè)計(jì)

1 高層建筑電氣中的低壓配電設(shè)計(jì)原則

1.1最優(yōu)原則

基于高層建筑的優(yōu)化原理的實(shí)際特點(diǎn)，做優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先，根據(jù)實(shí)際施工的可行性，對(duì)高層建筑低壓配電設(shè)計(jì)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并進(jìn)行反復(fù)驗(yàn)證，確保技術(shù)的實(shí)用性。特別是，確保高層建筑可以正常使用電力，安全使用電力。其次，保證高層建筑低壓配電設(shè)計(jì)滿足實(shí)際用電需求。此外，有必要確保低壓配電系統(tǒng)具有備用電源。最后，在設(shè)計(jì)中要設(shè)置安全距離，并盡量使用絕緣材料，以消除隱患。

1.2經(jīng)濟(jì)原則

所謂經(jīng)濟(jì)就是指資本投資達(dá)到最低的經(jīng)濟(jì)效益最高。首先，施工過(guò)程中應(yīng)合理分配線路，以節(jié)約用電材料。其次，要注意充分利用高層建筑的優(yōu)勢(shì)，利用節(jié)能材料。如地?zé)?，太?yáng)能，以達(dá)到節(jié)省投資成本的目的。最后，施工過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)低壓配電設(shè)計(jì)，加強(qiáng)預(yù)算管理?？傊?，施工過(guò)程中應(yīng)注意經(jīng)濟(jì)性原則，以低壓配電設(shè)計(jì)為目的。

1.3高效原則

高層建筑低壓配電設(shè)計(jì)復(fù)雜。所謂高效就是指施工過(guò)程中要注意合理分配能量，低壓配電設(shè)計(jì)。要實(shí)現(xiàn)權(quán)力的合理配置，必須保證分配制度的合理配置。并保證電路的平滑，避免纏繞、斷、短路等。另外，要保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定，就必須保證電能的合理分配。

2 高層建筑電氣中低壓配電設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

2.1用電設(shè)備多

目前，高層建筑往往具有商業(yè)和生活兩種功能，對(duì)供水系統(tǒng)、供暖系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等相關(guān)配套設(shè)施提出了更高的要求。這些設(shè)施大多涉及電力的使用，因此，在大型建筑物，類型的大型電氣設(shè)備的數(shù)量，和電力的傳輸和分配有不同的需求，這無(wú)疑增加了低壓配電設(shè)計(jì)的難度。

2.2用電量大

由于高層建筑的數(shù)量與大量的電氣設(shè)備，結(jié)合用戶群，迄今超過(guò)其他類型的建筑在功耗方面。高層建筑的用電需求，用電負(fù)荷增加，提出了更高的要求，在可靠性和高層建筑低壓配電設(shè)計(jì)安全。

2.3供電要求高

對(duì)于商住樓高層建筑來(lái)說(shuō)，供電系統(tǒng)不僅要滿足商業(yè)用電，還要滿足生活用電，這就要求供電系統(tǒng)必須具有良好的性能。同時(shí)，高等級(jí)配電系統(tǒng)還必須保證供電系統(tǒng)故障，通過(guò)備用供電設(shè)備滿足應(yīng)急用電需求。

2.4系統(tǒng)復(fù)雜性高

高層建筑配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不僅需要實(shí)用性，還必須充分考慮與其他系統(tǒng)的連接。為了保證供電的可靠性和穩(wěn)定性，高層建筑中常用的電源。

3 高層建筑電氣中的低壓配電設(shè)計(jì)

3.1低壓配電TN系統(tǒng)

TN系統(tǒng)。通常建筑電氣設(shè)計(jì)屬于民用建筑電氣設(shè)計(jì)，所以對(duì)于用電要求并不高，或者說(shuō)是電容量低，此時(shí)就可以用TN系統(tǒng)。對(duì)于低壓配電TN系統(tǒng)的設(shè)計(jì)而言，需要對(duì)各個(gè)電氣設(shè)備的外殼連接到保護(hù)線中，設(shè)置好保護(hù)模式，并需要對(duì)配電系統(tǒng)的彼此的中性點(diǎn)進(jìn)行連接。此外，在TN系統(tǒng)中的另外三種模式：TN-C、TN-S、TN-C-S，它們都是以低壓配電系統(tǒng)的中性線與保護(hù)線的關(guān)系為依據(jù)所設(shè)置的。高層建筑配電設(shè)計(jì)，對(duì)于電網(wǎng)導(dǎo)線的截面積有一定的標(biāo)準(zhǔn)要求，由此，要采用一定的接線方式來(lái)接線，避免采取不當(dāng)?shù)慕泳€方式。三種接線方式各有自身的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，都有一定的適用范圍。TN-C實(shí)際上是三相四線的系統(tǒng)模式，日常電氣設(shè)計(jì)中較為常用，這是比較容易實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)方案。對(duì)于TN-S實(shí)際是在TN-C基礎(chǔ)加上PE線，對(duì)于數(shù)據(jù)處理或者是較為危險(xiǎn)的爆炸場(chǎng)合較為實(shí)用。而TN-C-S模式一般用在工礦企業(yè)的電氣設(shè)計(jì)中。

3.2低壓配電網(wǎng)建設(shè)

（1）技術(shù)要點(diǎn)

低壓配電網(wǎng)應(yīng)選擇利用低壓配電室充當(dāng)中心角色的放射狀結(jié)構(gòu)，還可在每個(gè)變壓器內(nèi)部配備漏電保護(hù)裝置和熔斷器等，上述設(shè)備能夠防范低壓配電線路不良故障的出現(xiàn)，確保穩(wěn)定供電。配電設(shè)備應(yīng)選擇低壓配電室這一形式來(lái)開(kāi)展，也可選擇戶外配電箱，同時(shí)把用戶計(jì)量表計(jì)和漏電保護(hù)器等統(tǒng)一裝設(shè)。而低壓補(bǔ)償配置應(yīng)選用固定和分散補(bǔ)償統(tǒng)一整合的方式，面向損失電容實(shí)施有效的補(bǔ)償。面向進(jìn)戶線方式和下戶線方式達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，例如，下戶線選擇特制電力線，和用戶進(jìn)戶線明顯區(qū)別開(kāi)來(lái)，且下戶線和分支線選擇壓接方式。

（2）綜合分析

集中接線存在顯著的優(yōu)勢(shì)，因支線減少和接頭集中，進(jìn)而保障了電力維護(hù)，提升了用電安全。且該形式還能夠讓每個(gè)支線有效負(fù)擔(dān)電荷，便于負(fù)荷分配調(diào)整工作的進(jìn)行，能夠依照負(fù)荷情況合理調(diào)整，讓三相負(fù)荷保持平衡，防范線路負(fù)荷過(guò)大或者不足問(wèn)題的出現(xiàn)，以免引發(fā)不必要的安全事故。旨在通過(guò)低壓配電柜與戶外配電柜來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)量裝置的集中管理。從管理人員的角度而言，這為抄表與維護(hù)工作提供了較大便利，與此同時(shí)還提升了效率。

3.3低壓配電TT系統(tǒng)

對(duì)于低壓配電的TT系統(tǒng)而言，需要在電源中性點(diǎn)做好接地保護(hù)設(shè)計(jì)，此外對(duì)于電氣設(shè)備中的漏電部分或者是電源的中性點(diǎn)的接地系統(tǒng)中也需要進(jìn)行接地保護(hù)。由于中性線N和PE之間不存在配電關(guān)系因而不對(duì)電力系統(tǒng)中的PE之間進(jìn)行通電，中性線N與PE無(wú)通電。在高層電氣低壓配電系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中，TT系統(tǒng)多用于對(duì)用電要求不是很高的場(chǎng)所或者是用電負(fù)荷較小的分散地區(qū)甚至是農(nóng)村地區(qū)。

3.4低壓配電中的不接地保護(hù)系統(tǒng)

在目前的發(fā)展情況下，針對(duì)建筑電氣系統(tǒng)中的不接地保護(hù)系統(tǒng)，進(jìn)行低壓配電系統(tǒng)供電應(yīng)用設(shè)計(jì)時(shí)，針對(duì)其帶電的電源端口處以及電源端，都是不用進(jìn)行接地處理的，一般是通過(guò)阻抗、電抗、高電阻等措施，對(duì)這兩個(gè)部位進(jìn)行高效保護(hù)的，而電氣設(shè)備的外露導(dǎo)電部分是可以直接進(jìn)行接地處理的。就目前的建筑低壓配電系統(tǒng)而言，都會(huì)在使用不接地系統(tǒng)前，充分考慮其系統(tǒng)在供電方面的優(yōu)點(diǎn)，首先不接地系統(tǒng)有很強(qiáng)的供電穩(wěn)定性和安全性，可以有效的保障低壓配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。所以，不接地系統(tǒng)憑借其強(qiáng)大的安全性和穩(wěn)定性，被我國(guó)的大多數(shù)的企業(yè)在日常生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。

3.5接地安全保護(hù)設(shè)計(jì)

在對(duì)建筑物的電力系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮多種方面的因素，其中最為重要的就是保障人身安全，其人身安全包括從事建筑施工的工作人員、正常生活用電的群眾和進(jìn)行電氣設(shè)備設(shè)計(jì)安裝的工作人員。如果是高層建筑，因其樓層較高，建筑物內(nèi)的人員也相對(duì)較多，導(dǎo)致發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)需要的疏散時(shí)間也很長(zhǎng)。針對(duì)上述情況，應(yīng)在設(shè)計(jì)電氣系統(tǒng)時(shí)，加入相應(yīng)的自動(dòng)切斷故障的電氣設(shè)備，也就是所謂的接地保護(hù)裝置。接地保護(hù)裝置，可以有效的保證用電的安全可靠性。當(dāng)建筑物內(nèi)部發(fā)生電氣系統(tǒng)安全危險(xiǎn)時(shí)，接地保護(hù)裝置可以快速的自動(dòng)切斷故障點(diǎn)的供電，極大的保障了人們的安全。在進(jìn)行接地保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)安裝時(shí)，必須充分結(jié)合建筑物所處的地形、應(yīng)用的電氣設(shè)備、電路保護(hù)裝置等因素，盡量避免危害電力系統(tǒng)運(yùn)行因素的存在。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，高層建筑電氣中低壓配電設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)高層建筑物的整個(gè)電氣系統(tǒng)的特點(diǎn)，嚴(yán)格遵循安全、節(jié)能、高效以及最優(yōu)四項(xiàng)設(shè)計(jì)原則，在設(shè)計(jì)方案中注意負(fù)荷等級(jí)、供電方案、線路、設(shè)備安裝以及接地保護(hù)等方面的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。同時(shí)，高層建筑電氣中低壓配電設(shè)計(jì)還需要與時(shí)俱進(jìn)，順應(yīng)社會(huì)和科技的發(fā)展要求，不斷改進(jìn)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)方法，這樣才能夠真正確保我國(guó)高層建筑的電氣系統(tǒng)運(yùn)行效率和安全。

[1]王宏偉．高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)安全性探討[J]．科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012(22):222．

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1007-6344（2017）06-0099-01