高層建筑電氣設(shè)計中低壓配電系統(tǒng)安全性分析

高層建筑電氣設(shè)計中低壓配電系統(tǒng)安全性分析

Summary：我國高層建筑是我國建筑工程產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的形式之一，也是城市現(xiàn)代化建設(shè)的重要內(nèi)容。低壓配電系統(tǒng)是維持高層建筑功能實現(xiàn)的關(guān)鍵，但是同樣也是產(chǎn)生安全風(fēng)險的主要環(huán)節(jié)。如果設(shè)計不合理或者安全防護能力不足，極有可能發(fā)生安全風(fēng)險，影響建筑居住使用的安全性。Keys：高層建筑；電氣設(shè)計；低壓；配電系統(tǒng)；安全性高層建筑電氣設(shè)計屬于復(fù)雜工程，不管哪方面存在錯誤，建筑質(zhì)量都會隨之降低。而低壓配電系統(tǒng)又是這項工程不可忽視的內(nèi)容，地位非常重要，設(shè)計不合理，很容易引起一系列重大安全問題。此類工程往往總體用電負荷量偏多，所以低壓配電系統(tǒng)安全設(shè)計必須引起更多關(guān)注與重視。1低壓配電系統(tǒng)內(nèi)涵供電系統(tǒng)的組成部分較多，其中比較重要的是低壓配電系統(tǒng)。低壓配電系統(tǒng)主要由以下4個部分組成。①配電變電所。②配電變壓器。③高、低壓配電線路，其中，高壓主要是指其電壓超過1kV，低壓主要是指其電壓不超過1kV。④控制保護設(shè)備。在電能分配過程中，若運行嚴(yán)重超過負荷，實際運行中的低壓配電系統(tǒng)會自動將電源線路切斷，進入自我電動機保護狀態(tài)。受多種因素的影響，低壓配電系統(tǒng)運行中可能會引發(fā)火災(zāi)，影響因素包括電氣線路老化、電氣設(shè)備老化、安裝技術(shù)欠缺等。就現(xiàn)階段我國電氣設(shè)計發(fā)展現(xiàn)狀來看，多以裝配漏電保護器、電位連接等手段解決上述問題。重視電氣設(shè)計相關(guān)工作，對電氣設(shè)計工作進行嚴(yán)格審核，可以有效保證低壓配電系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。2低壓配電系統(tǒng)設(shè)計要點2.1接地保護模式科學(xué)選擇接地保護模式，可以顯著提升高層建筑低壓配電系統(tǒng)的可靠性與安全性。當(dāng)然，設(shè)計人員在實際工作之中，要結(jié)合高層建筑工程的具體情況，確定是否采取此種保護模式，例如，在一些規(guī)模較大的高層建筑工程當(dāng)中，可以在局部設(shè)置IT系統(tǒng)，接地形式采取TN系統(tǒng)。同時，對于電氣裝置外漏可能會出現(xiàn)導(dǎo)電現(xiàn)象，設(shè)計人員需要將其與接地保護有效連接，對于建筑外部故障電壓，可以采用等電位連接方式。2.2斷路器隨著科技的不斷發(fā)展，高層建筑中低壓配電系統(tǒng)也在不斷地完善和創(chuàng)新，高層建筑中電氣設(shè)備數(shù)量的不斷增加，產(chǎn)生的負荷也就越來越高，電氣系統(tǒng)運行面臨著更加嚴(yán)峻的困難和挑戰(zhàn)，漏電斷路器是整個中低壓配電系統(tǒng)中的關(guān)鍵，保障了中低壓配電系統(tǒng)運行的安全可靠。漏電斷路器在進行設(shè)計時，一定要根據(jù)實際的漏電電流要求，選擇科學(xué)合理的型號，這就需要設(shè)計者了解和熟悉高層建筑中電氣設(shè)備的基本信息，采取科學(xué)合理的手段對漏電斷路器的型號進行設(shè)計，尤其要注意漏電斷路器的電流使用要求。因此，設(shè)計者需要了解和掌握高層建筑的實際用電情況，才能正確地選擇斷路器的型號。2.3供電電源在確定高層建筑電源數(shù)量時，設(shè)計人員要全面考慮工程所在區(qū)域的電網(wǎng)供電情況，以及電負荷特點，確保電源更加安全。如果出現(xiàn)停電現(xiàn)象，設(shè)計人員還要額外設(shè)置回路電源，確保能夠正常供電。一般來講，在一類高層建筑工程當(dāng)中，通過設(shè)置兩回路供電，能夠滿足供電需求。對于消防設(shè)備以及較為重要的機電設(shè)備，要保持連續(xù)供電，設(shè)計人員可設(shè)計帶有巡檢功能的應(yīng)急發(fā)電組，也可以安裝不間斷電源，確保供電的連續(xù)性。3高層建筑低壓配電系統(tǒng)安全性分析3.1供電線路安全性分析高層建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計過程中，為了提升其安全性，需要重點考慮建筑物的結(jié)構(gòu)特點、材料、性質(zhì)、環(huán)境以及電氣配置，從而實現(xiàn)全面的安全風(fēng)險分析，提高供配電線路的安全性。根據(jù)環(huán)境的不同，配電線路需要考慮自然腐蝕、外力破壞等眾多因素，從而進行有效防護。例如，消防系統(tǒng)需要專門設(shè)計供電系統(tǒng)，配電線路能夠一定程度上抵抗高溫和火災(zāi)。當(dāng)高層建筑發(fā)生火災(zāi)時，消防系統(tǒng)的配電系統(tǒng)需要能夠穩(wěn)定運行，為消防水泵的設(shè)備提供動力，實現(xiàn)對火災(zāi)的撲救和人員的疏散。3.2優(yōu)化接地保護設(shè)計①IT系統(tǒng)保護形式結(jié)合當(dāng)前階段我國高層建筑工程電氣設(shè)計特點能夠得知，在低壓配電系統(tǒng)當(dāng)中，IT系統(tǒng)應(yīng)用比較廣泛，通過在電源的端口位置進行電抗設(shè)計，從而取得良好的接地保護效果。同時，各項設(shè)備在實際運行期間，可能會發(fā)生漏電現(xiàn)象，故設(shè)計人員還要在外部導(dǎo)電位置，采取良好的接地保護措施。在高層建筑電氣系統(tǒng)之中，科學(xué)運用IT系統(tǒng)不但可以提高電力供應(yīng)水平，而且能夠顯著提升供電安全性。在系統(tǒng)設(shè)計環(huán)節(jié)，設(shè)計人員要保持供電，在提高電力系統(tǒng)安全性的同時，防止出現(xiàn)大范圍斷電現(xiàn)象。②TN系統(tǒng)保護形式TN接地保護模式是通過電流保護的方式應(yīng)對短路問題，以此維持低壓配電系統(tǒng)運行過程中的安全性。電氣設(shè)計人員可根據(jù)高層建筑電網(wǎng)線路的特點，設(shè)置接地設(shè)備，用接地保護設(shè)施在各相線碰撞后的金屬外殼和保護零線將短路電流控制在閉合回路中，隨后啟動繼電保護裝置將電源切斷，預(yù)防觸電、漏電風(fēng)險。在此過程中，電氣設(shè)計人員應(yīng)科學(xué)地選擇中性點、保護線的組織形式，用更可靠的TN-S線路隔離PE線路，或是用TN-C-S阻隔相鄰導(dǎo)線、進戶桿，強化低壓配電系統(tǒng)的安全防護功能。③TT系統(tǒng)保護形式在高層建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計工作當(dāng)中，設(shè)計人員需要對電源中性點進行接地保護，可以采用TT系統(tǒng)，針對低壓配電系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計。同時，在各類電氣設(shè)備內(nèi)部，針對電源的中性點與外露導(dǎo)電位置，均需要采取接地設(shè)置方式，加強接地保護。結(jié)合建筑電氣系統(tǒng)運行特點可以得知，若采取TT系統(tǒng)，能夠明顯提升系統(tǒng)的安全性。如果建筑內(nèi)部的各項電氣設(shè)備比較分散，則需要謹(jǐn)慎設(shè)置，在低壓線路供電環(huán)節(jié)，設(shè)置TT系統(tǒng)，能夠取得良好的電力供應(yīng)效果。3.3完善低壓配電安全設(shè)計低壓配電過程中，相關(guān)人員應(yīng)重視配電方案的安全設(shè)計。對此，相關(guān)人員在科學(xué)配置變壓器、柴油發(fā)電機組后，應(yīng)根據(jù)高層建筑中配電設(shè)備的實際需求，科學(xué)地控制電流供應(yīng)量。目前，高層建筑內(nèi)低壓配電系統(tǒng)的主要負荷來源包括基礎(chǔ)電氣設(shè)備、建筑通風(fēng)設(shè)備、空調(diào)設(shè)備、給排水設(shè)備等，為預(yù)防短路、斷電等風(fēng)險問題，應(yīng)結(jié)合高層建筑內(nèi)各類用電設(shè)施的實際需求，計算電源負荷，確定各區(qū)域電力設(shè)備、配電線路的安裝數(shù)量和設(shè)計位置。比如，對于高層建筑的通風(fēng)設(shè)備，排煙機所需的風(fēng)量為36000m3/h時，電機配電容量為11kW；送風(fēng)機所需風(fēng)量為25000/h時，電機配電容量為7.5kW。電氣設(shè)計時相關(guān)人員可根據(jù)電機配電容量，針對性的設(shè)計低壓配電線路，安裝配電設(shè)備，保障高層建筑使用中低壓配電系統(tǒng)的安全性。3.4BIM技術(shù)在高層建筑低壓配電系統(tǒng)設(shè)計過程當(dāng)中，設(shè)計人員可以運用BIM技術(shù)，將不同專業(yè)圖紙有效匯集，然后準(zhǔn)確輸入相關(guān)信息，進而快速確定系統(tǒng)當(dāng)中的難點與重點，利用BIM技術(shù)的兼容性特點，不斷優(yōu)化線路布置方案。通過采用三維模型，可以實現(xiàn)平面模型的三維轉(zhuǎn)換，確保建筑內(nèi)部各類管線安全運行，減少交叉現(xiàn)象的出現(xiàn)。結(jié)語：對于樓層較多的高層建筑，其內(nèi)部空間中的電氣設(shè)計更為復(fù)雜，低壓配電系統(tǒng)所涉及的設(shè)備、線路較多，所以，為增強高層建筑低壓配電系統(tǒng)的安全性，保障其用電質(zhì)量，相關(guān)人員還應(yīng)深入分析高層建筑低壓配電安全風(fēng)險，并通過合理布設(shè)保護裝置、科學(xué)應(yīng)用接地保護模式、加強供配電線路安全設(shè)計等方式，提升高層建筑電氣設(shè)計整體水平，建設(shè)更可靠的建筑低壓配電系統(tǒng)。Reference：[1]