摘 要:在高層建筑電氣設(shè)計(jì)中,需要根據(jù)建筑物的特征,確定負(fù)荷等級(jí),選擇供配電方式和配電系統(tǒng),以保證用戶(hù)的用電可靠性及初建投資的合理性。并使變配電設(shè)備深入負(fù)荷中心,以滿(mǎn)足多功能要求;節(jié)省建筑使用面積,減少供配電設(shè)備的種類(lèi),便于施工、維修。這些都是高層建筑電氣設(shè)計(jì)中首先考慮的間題。對(duì)供電的可靠性,安全性及電能的質(zhì)量有較高的要求。 
關(guān)鍵詞:建筑電氣;配電系統(tǒng);設(shè)計(jì);應(yīng)用 
   
  建筑供配電系統(tǒng)的可靠,直接關(guān)系到人身安全、任何事故都將造成難以估計(jì)的經(jīng)濟(jì)損失,因此,供配電系統(tǒng)的安全性在電氣設(shè)計(jì)時(shí)是成為重要的一環(huán)。電力負(fù)荷根據(jù)對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電的損失和影響程度分為一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷、三級(jí)負(fù)荷。儀器也在不斷進(jìn)步,其中高、精、尖儀器比例不斷增加,這類(lèi)儀器對(duì)電能質(zhì)量要求較高,如何才能滿(mǎn)足不同電器的用電要求呢,供配電線(xiàn)路的設(shè)計(jì)相當(dāng)重要。 
  1 配電線(xiàn)路設(shè)計(jì) 
  耐熱配線(xiàn)可用常用的絕緣導(dǎo)線(xiàn)或電纜穿鋼管、硬質(zhì)或半硬質(zhì)塑料管暗敷,也可用耐熱溫度大于105℃的非延燃性材料絕緣的導(dǎo)線(xiàn)或電纜穿鋼管或非延燃性的硬質(zhì)或半硬質(zhì)塑料管暗敷,且應(yīng)滿(mǎn)足其氧指數(shù)在30以上。若采用非延燃材料作護(hù)套的導(dǎo)線(xiàn)或電纜,在弱電專(zhuān)用豎井內(nèi)敷設(shè)時(shí),可不穿金屬保護(hù)管。不同系統(tǒng)、不同電壓、不同電流類(lèi)型的線(xiàn)路不應(yīng)共管敷設(shè)。當(dāng)同一系統(tǒng)的不同電流類(lèi)別或不同電壓等級(jí)的線(xiàn)路置于同一配電箱內(nèi)匯接時(shí),應(yīng)分別接在不同的接線(xiàn)端子板上,各端子板應(yīng)有明顯標(biāo)志和隔離。建筑物內(nèi)橫向敷設(shè)的穿管線(xiàn)路,不同防火分區(qū)不應(yīng)共管布線(xiàn)。若在公共走廊、大廳處的管線(xiàn)可以跨越一個(gè)防火分區(qū)?偩(xiàn)制信號(hào)線(xiàn)路可不受此限制。供電母線(xiàn)一般采用埋地電纜進(jìn)入,樓負(fù)載較小時(shí),可直接采用380V/220V低壓母線(xiàn)供電。負(fù)載較大,則采用3000V~10000V高壓母線(xiàn)供電,再通過(guò)變壓器變壓后配電。實(shí)驗(yàn)樓內(nèi)負(fù)載種類(lèi)多,且各種負(fù)載對(duì)電源及接地要求各不相同,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮分路供電。照明線(xiàn)路中的熒光燈等一些非線(xiàn)性負(fù)荷,產(chǎn)生的諧波會(huì)影響電子設(shè)備的正常工作,應(yīng)設(shè)計(jì)獨(dú)立的供電回路,并且在回路內(nèi)最好加設(shè)交流不間斷電源,以防意外停電對(duì)設(shè)備的影響。又如實(shí)驗(yàn)設(shè)備用電線(xiàn)路、照明線(xiàn)路與火災(zāi)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)、防盜報(bào)警系統(tǒng)用電線(xiàn)路因功能不同,應(yīng)該分路供電,配電室位置應(yīng)靠近用電量大的區(qū)域,以減少線(xiàn)路的電能損耗。 
  2 變配電所及其系統(tǒng) 
  變配電所是各級(jí)電壓的變電所和配電所的總稱(chēng)。在具體民用建筑項(xiàng)目的設(shè)計(jì)文件中不宜籠統(tǒng)使用“變配電所”這一名稱(chēng)。10kV及以下變電所,具體到某一類(lèi)別均有各自不同的含義。負(fù)荷較大的車(chē)間和站房,宜設(shè)附設(shè)變電所或半露天變電所;負(fù)荷較大的多跨廠房,負(fù)荷中心在廠房的中部且環(huán)境許可時(shí),宜設(shè)車(chē)間內(nèi)變電所或組合式成套變電站;高層或大型民用建筑內(nèi),宜設(shè)室內(nèi)變電所或組合式成套變電站;環(huán)境允許的中小城鎮(zhèn)居民區(qū)和工廠的生活區(qū),當(dāng)變壓器容量在315kVA及以下時(shí),宜設(shè)桿上式或高臺(tái)式變電所;負(fù)荷小而分散的工業(yè)企業(yè)和大中城市的居民區(qū),宜設(shè)獨(dú)立變電所,有條件時(shí)也可設(shè)附設(shè)變電所或戶(hù)外箱式變電站;工地施工用電、城市道路、橋梁、隧道照明用電,原未規(guī)劃建配電所的場(chǎng)合、市政管網(wǎng)未形成、不完善的地區(qū)宜設(shè)戶(hù)外箱式變電站。 
  變配電所設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃,正確處理近期建設(shè)和遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系,遠(yuǎn)近結(jié)合,以近期為主,并考慮擴(kuò)容的可能性,適當(dāng)留有余量。隨著城市化進(jìn)程的加快,民用建筑項(xiàng)目已經(jīng)從10年前幾千、幾萬(wàn)平方米的單體設(shè)計(jì)發(fā)展為如今的幾十萬(wàn)、上百萬(wàn)平方米的建筑群、住宅區(qū)甚至各類(lèi)“城”的設(shè)計(jì)。這就要求我們應(yīng)結(jié)合工程特點(diǎn)、建筑性質(zhì)、開(kāi)發(fā)時(shí)序,合理配置變配電所。變電所設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、所址環(huán)境、地區(qū)供電條件和習(xí)慣,合理確定設(shè)計(jì)方案。隨著人民生活水平的日益提高,人們對(duì)民用建筑產(chǎn)品的個(gè)性需求也更加多元化。從單間配套的小戶(hù)型,到躍一層、躍二層的超大戶(hù)型;從高樓林立的高層小區(qū),到獨(dú)棟別墅區(qū);從純居住小區(qū)到集大型商業(yè)、辦公、休閑娛樂(lè)為一體的商業(yè)街。民用建筑產(chǎn)品琳瑯滿(mǎn)目,異彩紛呈。不同的負(fù)荷性質(zhì)、負(fù)荷密度,不同的建筑環(huán)境和品質(zhì),需要我們與時(shí)俱進(jìn),制定貼近產(chǎn)品特點(diǎn)的設(shè)計(jì)方案,滿(mǎn)足不同用戶(hù)的個(gè)性需求。 
  變電所設(shè)計(jì)應(yīng)遵循技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)適用和節(jié)能原則。變電所設(shè)計(jì)采用的設(shè)備和器材,除應(yīng)符合國(guó)家或行業(yè)的產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)外,應(yīng)優(yōu)先選用技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)適用的套設(shè)備和定型產(chǎn)品。為貫徹落實(shí)國(guó)家節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的基本國(guó)策,進(jìn)一步加強(qiáng)和推進(jìn)建筑節(jié)能工作,變配電所設(shè)計(jì)還應(yīng)遵循節(jié)能原則。變配電所應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心,以縮短配電半經(jīng)減少線(xiàn)路損耗;合理選擇變壓器的容量和臺(tái)數(shù),以適應(yīng)由于季節(jié)性造成負(fù)荷變化時(shí)能夠靈活投切變壓器,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,減少由于輕載運(yùn)行造成的不必要電能損耗;選用干式節(jié)能變壓器,合理分配負(fù)荷,控制變壓器負(fù)載率在75%~85%之間,盡量使變壓器工作在高效低耗區(qū)內(nèi)。 
  變配電所位置的選擇,應(yīng)根據(jù)下列要求經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較和綜合考慮確定:方便高壓進(jìn)線(xiàn)和低壓出線(xiàn),并接近電源側(cè)。應(yīng)充分考慮項(xiàng)目周邊環(huán)境,市政電力管網(wǎng)接口位置等。接近負(fù)荷中心或大容量設(shè)備處,如冷凍機(jī)房、水泵房等。變電所低壓出線(xiàn)干線(xiàn)一般不超過(guò)250m,當(dāng)供電容量超過(guò)500kW(計(jì)算容量),供電距離超過(guò)250m時(shí),宜考慮增設(shè)變電所。 
  3 綜合配電柜的構(gòu)造及應(yīng)用 
  由于我國(guó)的電源情況、設(shè)計(jì)規(guī)范、施工質(zhì)量、產(chǎn)品質(zhì)量、維護(hù)管理與國(guó)外有較大的差距,這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)雖然反映了一定的客觀規(guī)律,但只能夠作為參考。由于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的缺失,在我國(guó)進(jìn)行建筑供配電系統(tǒng)可靠性定量計(jì)算是很困難的,從而沒(méi)法對(duì)各種供配電設(shè)計(jì)方案進(jìn)行可靠性評(píng)估和對(duì)比。可靠性與經(jīng)濟(jì)性是建筑供配電方案比選的兩個(gè)方面,缺一不可。而經(jīng)濟(jì)性分析中因故障造成的經(jīng)濟(jì)損失也需要進(jìn)行可靠性計(jì)算。國(guó)家提倡的綠色建筑概念中包含了節(jié)省建筑材料這一方面,我國(guó)作為一個(gè)建設(shè)大國(guó)需要經(jīng)濟(jì)、可靠、環(huán)保兼顧的建筑供配電系統(tǒng),需要符合我國(guó)實(shí)際的可靠性統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。 
  在大量使用單相電器設(shè)備、精密電子儀器等的工業(yè)與民用建筑電氣系統(tǒng)中,應(yīng)盡可能避免采用TN-C系統(tǒng)。在TN系統(tǒng)中,電源零線(xiàn)必須重復(fù)接地措施。在零線(xiàn)斷線(xiàn)情況下,斷線(xiàn)后的系統(tǒng)通過(guò)重復(fù)接地變?yōu)門(mén)T系統(tǒng),發(fā)生相線(xiàn)碰殼時(shí),設(shè)備外殼所帶電壓由相電壓降低為157V,從而減小了發(fā)生電擊事故的危險(xiǎn)性。采取殘余電流保護(hù)器。殘余電流保護(hù)器是利用零序電流原理工作的。無(wú)論在哪種接地系統(tǒng)中,只要發(fā)生相線(xiàn)碰殼,就會(huì)有部分漏電流沒(méi)有穿越殘余電流保護(hù)器,而是通過(guò)保護(hù)線(xiàn)回到電源,保護(hù)器中即產(chǎn)生零序電流使其動(dòng)作,從而可靠切斷故障回路,大大提高系統(tǒng)防電擊保護(hù)的安全性。但需注意,設(shè)備外露可導(dǎo)電部分要越過(guò)殘余電流保護(hù)器與保護(hù)線(xiàn)相接。采取等電位聯(lián)結(jié)的措施。所謂等電位聯(lián)結(jié),就是將建筑物內(nèi)所有可能觸及的外露可導(dǎo)電金屬部份互相聯(lián)結(jié),并與系統(tǒng)的保護(hù)干線(xiàn)可靠連接,使建筑物內(nèi)的所有可導(dǎo)電部分的電位實(shí)質(zhì)上相等。目的是降低建筑物內(nèi)單相故障時(shí)人員所在地點(diǎn)的實(shí)際接觸電壓,從而大大減輕電擊的危險(xiǎn)性。通過(guò)分析計(jì)算可知,等電位聯(lián)結(jié)使接觸電壓的降低幅度為重復(fù)接地降低值的2.5倍,這時(shí)的電壓降僅為電源入戶(hù)后的PE線(xiàn)的電壓降(限于篇幅,此處不再對(duì)等電位聯(lián)結(jié)的安全性進(jìn)行分析計(jì)算)。在系統(tǒng)中如果用于防間接電擊的保護(hù)電器動(dòng)作條件不能滿(mǎn)足要求時(shí),等電位聯(lián)結(jié)是防止間接電擊的主要有效措施。 
  4 結(jié)語(yǔ) 
  建筑低壓配電系統(tǒng)防電擊保護(hù),僅簡(jiǎn)單地采取接零或接地措施是不夠的。在其配電設(shè)計(jì)過(guò)程中,只有不斷摸索,積累經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),才能使設(shè)計(jì)更加成熟、完善,以確保建筑物內(nèi)人員的人身安全。 
  參考文獻(xiàn) 
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