高层建筑电气设计中低压供配电系统安全性分析

高层建筑电气设计中低压供配电系统安全性分析

陈晓宇

筑博设计股份有限公司深圳分公司 广东深圳 518042

摘要：随着我国建筑水平的提高，高层建筑越来越多，高层建筑一般是指超过十层以上的建筑，并且现代高层建筑是一个国家发展的重要标志。配电系统是高层建筑的重要组成部分，在高层建筑中，用电量大、电力负荷高，电气设备数量多，形式多种多样，存在一定的安全隐患。这就要求高层建筑中的低压配电系统设计具有一定的安全性，能够满足高层建筑供电要求。

关键词：高层建筑；电气设计；低压配电系统；安全性

引言

建筑供配电系统在实际运行中，能否始终处于稳定、可靠状态，直接影响甚至决定着人身与生产安全，无论发生何种事故，其所造成的损失都是难以被估量的。所以，在整个电气设计过程中，供配电系统的安全性为其重要环节。

一、高层建筑中低压配电系统设计要求

1.1满足供电电源安全性

高层建筑供电电源的安全性能够在很大程度上影响人们的生产和生活。目前，高层建筑火灾救援形势越来越严峻，大多数高层建筑主要采取自身消防设施灭火和安全通道的方式来疏散人员。其中，高层建筑自身的消防灭火设施必须依靠供电电源。在这种情况下，如果供电电源的安全性较低，则当发生火灾后，所有与消防灭火相关的设备，比如淋水系统、消防电梯、消防照明、消防报警设备等，都不能够发挥其自身实际作用。另外，目前我国大部分高层建筑物都运用了电梯，一旦供电电源不可靠，电梯就会出现电源供给不足的问题，发生故障，给高层建筑物中的人员生活和其他活动展开带来阻碍。因此，提高供电电源的安全性对于高层建筑灭火、高层建筑生活、高层建筑企业的正常运营至关重要。

1.2保障供电持续性和电源时间性

通常情况下，对于只要通过电网就可以提供两个独立电源的一些高层建筑来说，其基本上能够达到一级与二级负荷的要求。但是，高层建筑内部具有非常重要的负荷，因此，还需要综合考虑以下情况：当高层建筑中的电源系统出现故障或者需要进行检修保养，而且另外一个独立电源不能够正常供电时，可以将柴油发电机组作为备用或者应急电源。而针对只能提供一个独立电源的高层建筑，其必须将柴油发电机组作为备用供电电源。值得注意的是，柴油发电机组并不是应急电源，而是备用电源。在进行高层建筑供配电系统设计时，必须要能够满足有两个或者两个以上的电源进行切换，而对于电源切换过程和时间，也需要满足相关电气设备的要求。

二、影响低压配电系统的安全可靠性的原因

2.1过载及短路保护

由于高层建筑中住户较多，电气数量大且形式复杂，很容易造成短路或过载问题，为了防止对楼层建筑电路造成不必要的损失和短路情况的出现，因此，在低压配电系统设计的过程中，一定要强调过载和短路保护问题，确保整个配电系统的正常工作。

2.2电气接地质量问题

在高层建筑电气的设计以及施工过程中，低压配电系统的接地形式有混用的现象，但供电系统没有进行任何安全有效的接地处理，或者没有按相应工作规范要求进行接地，导致电气接地的设计不能满足安全的要求，从而造成触电乃至发生人身伤亡事故，例如室外用电采用TN-S系统时，其中接地线因为系统故障带电的情况。

2.3保护装置不到位

由于正在运行的低压配电系统中，保护接零和过流保护装置等相关安全保护措施设置位置及整定值设置存在问题，以至其无法科学有效地对漏电情况进行控制，导致高层建筑经常性出现火灾事故，造成严重的人身伤亡和财产损失。

2.4漏电保护器使用问题

漏电保护器的使用范围随着各种电器设备的广泛应用而日益普及，漏电保护器是目前存在的一种能够有效控制和防范接地故障，避免人触电击和电气火灾发生的有效保护电器，但由于目前漏电保护器选用和接线方面存在的问题，使漏电保护器往往没有发挥其完整的作用，从而供电系统的可靠性与安全性被降低。

2.5越级跳闸导致经济损失

越级跳闸导致大量经济损失是高层建筑低压配电系统设计中的一个多年存在的难题，当下级配电回路有较大短路电流的短路故障出现时，即使该上级配电回路带有保护装的短延时，也就是三阶段保护断路器设置，也无法进行选择，往往无选择性越级跳闸，导致大面积断电情况，某些情况下甚至会导致不应发生的巨额经济损失。

三、如何提高高层建筑电气设计低压供配电系统安全性

3.1提升主接线安全性

低压电源和配电系统的主干线在整个电力系统运行中起着决定性的作用。该系统的主线设备极具复杂性，在电力系统中的分布范围也较为广泛。复杂的操作条件将不可避免地使得系统设备操作程序有所增加。一旦电气运行故障出现，可能会对整个系统产生更大的影响。因此，在高层建筑的低压供电和配电系统中，有必要合理地利用系统集成的方法来控制投资运行的总成本。

3.2加强接地保护

接地保护作为一种基本的电源保护方法，可以为供电安全提供可靠的前提和保证。在此基础上，在电气设计的建设中，应立足于建筑电气的特殊性，结合配电系统接地保护装置的实际要求优化接地保护器的设置工作。此外，还需加强等电位联接，以降低建筑电路受外部电压的影响力度。

3.3优选漏电断路器

随着电力系统的不断发展和完善，电力系统的正常运行离不开电力设备的支持，其重要作用不言而喻，正因为如此，对电力负荷的需求也较以往有所提高。因此，电力系统的安全性和可靠性要求也将得到提高。在整个电力系统中，漏电断路器的作用是明显的。漏电断路器的科学设置，可以有效避免火灾事故的发生，配合接地保护，最大限度地提高低压配电系统的安全性和可靠性。其次，泄漏断路器的科学选择也是至关重要的，虚拟认真地了解泄漏电流泄漏断路器的要求，从而对泄漏断路器类型的科学判断，为电力系统的安全可靠运行提供支撑。

四、结束语

在高层建筑电气设计中，配电系统是必不可少的，而配电系统中，低压配电系统是关键的组成部分，是构成建筑电气系统安全性的重要环节。认真分析影响低压配电系统安全可靠性的原因及供配电方案的安全性，从而合理提升主接线安全性、加强接地保护、优选漏电断路器等，既对人身设备安全提供保障，又能满足人民对生活质量和生存环境的需求。

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