高层建筑电气设计中低压配电系统安全性分析

高层建筑电气设计中低压配电系统安全性分析

Summary：我国高层建筑是我国建筑工程产业未来发展的形式之一，也是城市现代化建设的重要内容。低压配电系统是维持高层建筑功能实现的关键，但是同样也是产生安全风险的主要环节。如果设计不合理或者安全防护能力不足，极有可能发生安全风险，影响建筑居住使用的安全性。Keys：高层建筑；电气设计；低压；配电系统；安全性高层建筑电气设计属于复杂工程，不管哪方面存在错误，建筑质量都会随之降低。而低压配电系统又是这项工程不可忽视的内容，地位非常重要，设计不合理，很容易引起一系列重大安全问题。此类工程往往总体用电负荷量偏多，所以低压配电系统安全设计必须引起更多关注与重视。1低压配电系统内涵供电系统的组成部分较多，其中比较重要的是低压配电系统。低压配电系统主要由以下4个部分组成。①配电变电所。②配电变压器。③高、低压配电线路，其中，高压主要是指其电压超过1kV，低压主要是指其电压不超过1kV。④控制保护设备。在电能分配过程中，若运行严重超过负荷，实际运行中的低压配电系统会自动将电源线路切断，进入自我电动机保护状态。受多种因素的影响，低压配电系统运行中可能会引发火灾，影响因素包括电气线路老化、电气设备老化、安装技术欠缺等。就现阶段我国电气设计发展现状来看，多以装配漏电保护器、电位连接等手段解决上述问题。重视电气设计相关工作，对电气设计工作进行严格审核，可以有效保证低压配电系统的安全、稳定运行。2低压配电系统设计要点2.1接地保护模式科学选择接地保护模式，可以显著提升高层建筑低压配电系统的可靠性与安全性。当然，设计人员在实际工作之中，要结合高层建筑工程的具体情况，确定是否采取此种保护模式，例如，在一些规模较大的高层建筑工程当中，可以在局部设置IT系统，接地形式采取TN系统。同时，对于电气装置外漏可能会出现导电现象，设计人员需要将其与接地保护有效连接，对于建筑外部故障电压，可以采用等电位连接方式。2.2断路器随着科技的不断发展，高层建筑中低压配电系统也在不断地完善和创新，高层建筑中电气设备数量的不断增加，产生的负荷也就越来越高，电气系统运行面临着更加严峻的困难和挑战，漏电断路器是整个中低压配电系统中的关键，保障了中低压配电系统运行的安全可靠。漏电断路器在进行设计时，一定要根据实际的漏电电流要求，选择科学合理的型号，这就需要设计者了解和熟悉高层建筑中电气设备的基本信息，采取科学合理的手段对漏电断路器的型号进行设计，尤其要注意漏电断路器的电流使用要求。因此，设计者需要了解和掌握高层建筑的实际用电情况，才能正确地选择断路器的型号。2.3供电电源在确定高层建筑电源数量时，设计人员要全面考虑工程所在区域的电网供电情况，以及电负荷特点，确保电源更加安全。如果出现停电现象，设计人员还要额外设置回路电源，确保能够正常供电。一般来讲，在一类高层建筑工程当中，通过设置两回路供电，能够满足供电需求。对于消防设备以及较为重要的机电设备，要保持连续供电，设计人员可设计带有巡检功能的应急发电组，也可以安装不间断电源，确保供电的连续性。3高层建筑低压配电系统安全性分析3.1供电线路安全性分析高层建筑供配电系统设计过程中，为了提升其安全性，需要重点考虑建筑物的结构特点、材料、性质、环境以及电气配置，从而实现全面的安全风险分析，提高供配电线路的安全性。根据环境的不同，配电线路需要考虑自然腐蚀、外力破坏等众多因素，从而进行有效防护。例如，消防系统需要专门设计供电系统，配电线路能够一定程度上抵抗高温和火灾。当高层建筑发生火灾时，消防系统的配电系统需要能够稳定运行，为消防水泵的设备提供动力，实现对火灾的扑救和人员的疏散。3.2优化接地保护设计①IT系统保护形式结合当前阶段我国高层建筑工程电气设计特点能够得知，在低压配电系统当中，IT系统应用比较广泛，通过在电源的端口位置进行电抗设计，从而取得良好的接地保护效果。同时，各项设备在实际运行期间，可能会发生漏电现象，故设计人员还要在外部导电位置，采取良好的接地保护措施。在高层建筑电气系统之中，科学运用IT系统不但可以提高电力供应水平，而且能够显著提升供电安全性。在系统设计环节，设计人员要保持供电，在提高电力系统安全性的同时，防止出现大范围断电现象。②TN系统保护形式TN接地保护模式是通过电流保护的方式应对短路问题，以此维持低压配电系统运行过程中的安全性。电气设计人员可根据高层建筑电网线路的特点，设置接地设备，用接地保护设施在各相线碰撞后的金属外壳和保护零线将短路电流控制在闭合回路中，随后启动继电保护装置将电源切断，预防触电、漏电风险。在此过程中，电气设计人员应科学地选择中性点、保护线的组织形式，用更可靠的TN-S线路隔离PE线路，或是用TN-C-S阻隔相邻导线、进户杆，强化低压配电系统的安全防护功能。③TT系统保护形式在高层建筑电气系统设计工作当中，设计人员需要对电源中性点进行接地保护，可以采用TT系统，针对低压配电系统进行优化设计。同时，在各类电气设备内部，针对电源的中性点与外露导电位置，均需要采取接地设置方式，加强接地保护。结合建筑电气系统运行特点可以得知，若采取TT系统，能够明显提升系统的安全性。如果建筑内部的各项电气设备比较分散，则需要谨慎设置，在低压线路供电环节，设置TT系统，能够取得良好的电力供应效果。3.3完善低压配电安全设计低压配电过程中，相关人员应重视配电方案的安全设计。对此，相关人员在科学配置变压器、柴油发电机组后，应根据高层建筑中配电设备的实际需求，科学地控制电流供应量。目前，高层建筑内低压配电系统的主要负荷来源包括基础电气设备、建筑通风设备、空调设备、给排水设备等，为预防短路、断电等风险问题，应结合高层建筑内各类用电设施的实际需求，计算电源负荷，确定各区域电力设备、配电线路的安装数量和设计位置。比如，对于高层建筑的通风设备，排烟机所需的风量为36000m3/h时，电机配电容量为11kW；送风机所需风量为25000/h时，电机配电容量为7.5kW。电气设计时相关人员可根据电机配电容量，针对性的设计低压配电线路，安装配电设备，保障高层建筑使用中低压配电系统的安全性。3.4BIM技术在高层建筑低压配电系统设计过程当中，设计人员可以运用BIM技术，将不同专业图纸有效汇集，然后准确输入相关信息，进而快速确定系统当中的难点与重点，利用BIM技术的兼容性特点，不断优化线路布置方案。通过采用三维模型，可以实现平面模型的三维转换，确保建筑内部各类管线安全运行，减少交叉现象的出现。结语：对于楼层较多的高层建筑，其内部空间中的电气设计更为复杂，低压配电系统所涉及的设备、线路较多，所以，为增强高层建筑低压配电系统的安全性，保障其用电质量，相关人员还应深入分析高层建筑低压配电安全风险，并通过合理布设保护装置、科学应用接地保护模式、加强供配电线路安全设计等方式，提升高层建筑电气设计整体水平，建设更可靠的建筑低压配电系统。Reference：[1]