高层建筑电气设计中低压配电系统安全性分析

发表时间:2020/9/3   来源:《建筑实践》2020年39卷9期   作者:王会荣
[导读] 目前,在高层建筑低压配电系统的实际运行中,电气线路及设备的老化引发的安全事故仍然突出

         摘要:目前,在高层建筑低压配电系统的实际运行中,电气线路及设备的老化引发的安全事故仍然突出,保证低压配电系统的安全稳定运行还需要落实好设计工作,如选择符合的漏电保护器、使用电位联结法等。本文对高层建筑电气设计中低压配电系统安全性进行分析,以供参考。
         关键词:电气设计;低压配电;安全性
引言
         建筑工程电气设计中涉及到的范围广泛,其中低压配电系统在是整个建筑工程重要的内容之一,在电气系统环节中占据着关键地位,低压配电系统和工程安全紧密相关。因此,电气设计工作人员要在高层建筑工程设计中注意低压配电系统的安全应用问题,对比普通建筑的用电量,高层建筑用电量相对较大,不管是电气数量或是电气种类都有所增加,存在较大的安全隐患,低压配电系统的安全设计能够为工程施工提供安全保障,促进城市化建设的进展。
1高层建筑中的低压配电系统简介
         高层建筑中的低压配电系统是一种根据用户需求,基于配电系统标准行为而再次开发的智能配电系统,其主要是用于分配电力。低压配电系统主要由以下5个部分所组成:(1)变电所,主要功能是将电网输电中的电压转变为配电电压;(2)高压配电线路,由1kV以上的电压线路组成;(3)配电变压器,主要功能是根据实际需要调整配电电压;(4)低压配电线路,由1kV以下的电压线路组成;(5)相关控制保护设备。低压配电系统的主要优势在于自动化程度高、专业性强以及性能好。只有合理设计高层建筑中的低压配电系统,并加强其安全管理,才能够切实保证高层建筑供电的稳定性与用电的安全性。
2高层建筑低压配电系统的构成及设计原则
         高层建筑低压配电系统使用到的设备种类极多,为达到设备之间的合理作用,并满足楼层的配件需求,低压配电系统的设计具有一定的难度,对相关设计人员也提出了较高的要求。低压配电系统主要由低压配电线路、配电变电所、配电变压器、高压配电线路等设备组成,每一种设备在系统中都发挥着不同的电力控制作用,并有明确的使用要求和使用规范,在进行高层建筑低压配电系统设计时,要根据楼房的具体结构和住户需求,选择最合适的配电设备。在设计高层建筑低压配电系统时,要遵循一定的设计原则,主要体现在以下几个方面,首先,低压配电系统设计人员要重视设备接线方式的选择,不同的接线方式能够发挥出不同的电力配送效果,每种接线方式都有独特的优势和特点也有不足之处,其中树干式与放射式配电线路是目前使用最为广泛的接线方式。树干式配电线路在接线方式中成本花销较小,对于设备的数量和质量没有过多的要求,因此受到许多建筑企业的喜爱,但这种接线方式安全隐患较多,电力配送并不稳定;与之相对应可靠性较强的接线方式是放射式配电线路,安全隐患较少,故障影响范围较小,但在确保高性能条件下,设备成本支出较高,为高层建筑建设方带来了较大的资金压力。其次,在设计低压配电系统时需重视供电电源的设置,电气行业根据楼层建筑的电力使用需求,对用电负荷行了明确规定,一类高层建筑中的重要设施用电被定义为一级负荷,特殊办公场所及重要场所用电被定义为二级负荷,二类高层建筑的重要设施用电被定义为三级负荷,设计人员需要结合消防系统对高层建筑制定的用电要求以及施工楼层的具体用电情况,设置相应的应急电源,保证高层建筑居民的用电安全。
3高层建筑低压供配电系统的设计要求
         选择合理的接地保护模式,接地保护模式的设计需要与工程实际情况相适应。除医院局部采用IT系统外,其余建筑类型接地形式均采用TN系统。针对电气装置外漏可导电部分可能导致的接触电压触电情况,应当与整个高层建筑保护接地相连接,针对建筑物外部故障电压需要考虑采用等电位连接措施。


4高层建筑电气设计中低压配电系统的安全设计
         4.1供电线路安全设计
         在高层建筑电气设计中进行低压配电系统的安全设计时,应当先对建筑工程进行全面考察,在明确建筑的施工材料、电气设备类型以及所处环境等条件的前提下,进行合理的供电线路设计,最大限度地避免线路腐蚀等问题的发生。一般情况下,高层建筑中的消防用电设备都会配备专门的电气线路和自动切换装置。需注意,必须使用符合国家相关标准的材料设备,并按照国家标准进行线路布置,严禁在配置电路的过程中私自改动配置方案,特别是在对地下车库中的照明灯设备进行配电时,应当要选择切实安全可靠的供电线路方式。另外,还应当在地下车库中设置专门的配电间,以免在配电箱发生火灾时影响到其他区域的配电箱。
         4.2加强接地保护
         低压配电系统中提高接地保护装置的应用合理性,保证电气工程的安全,较为常用的接地方式主要分为TN系统和TT系统两种。尤其是在高层建筑中低压配电系统的设计环节,设计人员要充分将实际的环境、特点和使用要求结合在一起进行综合考量,合理选择接地保护装置,采取制定保护接地的措施时,应用相对应的电位连接,避免发生外部电压对低压配电系统造成的影响,为整个工程安全提供保障。
         4.3合理选择备用电源
         备用电源的设计是保障低配压电系统使用安全性的重要内容,电气设计人员要加强对影响备用电源安全因素的重视,针对高层建筑中常用的单台机组方式,控制好其额定容量能够不超过1500kv,发生停电时由备用电源来进行自动启动,并且实现在3s内完成,降低停电带来的不良影响和经济损失,预防母线的启动压降低,在发动机达到额定转速时按照由大到小的顺序分别投入。电气设计工作人员要对供电系统恢复正常后的设计工作加强力度,在停留30s之后再进行继续供电,供电运行几分钟后再将发动机关闭,确保低配压电系统的安全。
         4.4合理筛选漏电断路器
         高层建筑的层数较高,因而利用率较高,在人员充足的前提下,用电量较大。高层建筑的有效运行必定会安装大量的机电设备,因此运行期间的负荷量较大。设计中,设计人员需要充分考虑运行中的承载力问题,确保运行的安全性和可靠性。在实际运行中,为保证运行的安全性,避免安全事故的发生,需要设置漏电断路器。针对漏电断路器的选择,设计人员应当充分结合高层建筑物的结构情况,明确选用的漏电保护器的额定标准,参照短路故障时的漏电数值,选择额定限流大于漏电数值的保护器。在漏电器选择上,应当通过多种接触模式加强防护,发挥整个低压供配电的设计优势。设计人员在选择合理范围后的额定电流后,应当熟悉掌握配电系统末端漏电保护器的种类及型号,使漏电断路器额定电流大于整个电力系统断路下的外漏电流数值。
结束语
         综上所述,电气设计是高层建筑设计的一项重要内容,而低压配电系统的设计则是电气设计中的关键内容之一。在实际设计过程中,只有充分重视低压配电系统的安全性,切实保证高层建筑供电的稳定性与用电的安全性,才能够提高建筑的使用性能,保障国家和人民的生命、财产安全。特别是在低压配电系统的接地保护设计中,应根据实际情况合理地选择系统形式和接地方法,不断优化其整体安全性能,将各种安全风险降到最低。
参考文献
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