浅谈高层民用建筑电气中的低压配电设计

浅谈高层民用建筑电气中的低压配电设计

发表时间：2016-09-18T14:59:54.030Z 来源：《建筑建材装饰》2015年11月上作者：陈玉容[导读] 加之其用电设备种类繁多、耗电量大及设备复杂等，则对低压配电的可靠性也提出了更高的要求。

摘要：随着城市化进程的不断推进，高层民用建筑日益增多。通常高层民用建筑除了体型较高大外，还具有建筑面积大、结构功能复杂、用电设备多以及智能化程度高等特点。由此高层民用建筑对低压配电系统的安全性及稳定性有很高的要求，加之其用电设备种类繁多、耗电量大及设备复杂等，则对低压配电的可靠性也提出了更高的要求。关键词：高层民用建筑；低压配电设计；配电系统前言

我国对高层民用建筑电气中的低压配电设计有着明确规定，在实际设计过程中，相关人员必须严格遵循规范、标准的设计要求，结合高层民用建筑电气系统的特点，把控高层民用建筑低压配电设计的各个环节，尽量消除其低压配电系统的安全隐患。本文以分析高层民用建筑电气设备的特征为切入点，对高层民用建筑电气中低压配电设计的某些方面进行简要的探讨。 1高层民用建筑电气设备的特征 1.1用电设备种类繁多

在高层民用建筑中电气设备诸如火灾自动报警及其联动系统、可视对讲系统、消防给水系统、消火栓系统、自动喷水灭火系统、电梯系统、电视及网络系统以及空气调节系统等等。人们对这些系统的功能要求逐渐增加，这些系统的配电也需要更加完善。这就要求我们的设计人员针对这些用电设备进行研究分析，使其发挥出最大最好的作用。

1.2用电量过大

高层商住楼、宾馆、商场、酒店及各大综合体等高层民用建筑因其负荷密度大导致用电负荷大。负荷密度大往往直接影响到用户设备使用及用电的损耗。据相关的资料显示高层民用建筑的负荷密度往往在59W/m2，一些密集的高层民用建筑达到149W/m2。在一些用电量小的高层住宅的负荷密度也能够达到24～61W/m2。

1.3电气系统复杂性

由于高层民用建筑的结构及功能的特点，从而使电气系统非常的复杂。在高层民用建筑中电气的子系统比较多，而各个子系统又互相的交联，导致了电气系统复杂程度加深。我们可以根据高层的特征来制定出一系列的措施，比如：在系统上可以复杂简单化，或者同类型的尽量归一化，与此同时提升管理人员对设备的管理水平，从而大大的降低人力资源的浪费，以解决高层民用建筑中电气系统的复杂性。 2高层民用建筑对低压配电系统设计的要求现代化的高层民用建筑集休闲娱乐、办公及商业等功能于一身，其多元化的功能要求决定了与之配套的设备及现代化设施有更高的要求。对于低压配电系统的设计往往是整个高层民用建筑电气设计多功能要求的前提。首先应提高系统的配电可靠性。设计人员应根据设备本身的性质和要求等确定其相应的负荷等级，然后正确进行负荷计算，确定合适的配电方式、保护元器件及配电线路等。其次在提高系统供配电可靠性基础上，考虑系统自动化和智能化等方面的要求尽可能优化设计、减少成本。 3高层民用建筑中低压配电系统的设计 3.1低压配电系统的常用基本原则

高层建筑低压配电系统应根据工程性质、规模及负荷容量等因素综合考虑。系统的确定，应满足计量、维护管理、供电安全及可靠性的要求。应将照明与电力负荷分成不同的配电系统，消防及其他防灾用电设施的配电宜自成体系。

自变压器二次侧至用电设备之间的低压配电级数不宜超过三级。

（3）对于容量较大的集中负荷或重要负荷宜从配电室以放射式配电；对各层配电点的配电宜采用分区树干式，但部分较大容量的集中负荷或重要负荷，应从低压配电室以放射式配电。

（4）建筑内的消防、其他防灾用电设施以及其他重要用电负荷采用双电源或双回路供电，并在末端自动切换。

（5）单相用电设备的配置力求三相平衡。

（6）由树干式系统供电的配电箱，其进线开关宜选用带保护的开关，由放射式系统供电的配电箱，其进线开关可以采用隔离开关。

（7）高层建筑的配电箱设置和配电回路划分，应根据负荷的性质和密度、防火分区和维护管理等条件综合确定。对于普通高层住宅的照明配电，每一单相回路如装设总计量表时其额定电源不宜超过60A。对于旅馆、饭店及公寓等建筑物内的客房，宜采用每套房间设一分配电箱的树干式配电，每套房间内根据负荷性质再设若干支路，或者采用对几套房间按不同用电类别，以几路分别配电的方式，但对贵宾间则宜采取专用分支回路供电。

3.2确定负荷等级，计算负荷容量

高层民用建筑根据其建筑高度、使用功能和楼层的建筑面积可分为一类和二类。根据相关规范把高层民用建筑电气负荷一般分为一级、二级和三级。一类高层民用建筑中的一级负荷主要包括：消防送风机、排烟机、排污泵、消火栓泵、防火卷帘、喷淋泵及消防电梯等消防设备负荷，疏散走道、疏散楼梯间及前室等处设置的应急照明和疏散指示，火灾自动报警及其联动系统，消防控制室、消防水泵房、风机房等设备用房的备用照明等。二类高层民用建筑中上述用电负荷为二级负荷。三级负荷是指除了一、二级负荷以外的用电负荷。区域性的生活水泵房、采暖锅炉房及换热站的用电负荷应根据规模和重要性确定负荷等级，且不应低于二级。不同的负荷等级，其应用范围也是不同的。一般情况下又将电力负荷分为商业用电和居民用电，因此高层民用建筑电气中的低压配电系统应将商业变配室和居民变配电室分别设置、独立计费。确定了负荷等级，再进行负荷计算。高层民用建筑方案设计阶段一般采用单位指标法进行简单估算；初步设计及施工图设计阶段宜采用需要系数法进行计算。计算过程中切记注意不同用途的用电设备和照明设备的需要系数选择。根据多年的设计经验与体会，在配电线路末端需用系数Kx取1，在各回路干线计算时一般取0.7～0.8，在变电所配电变压器计算时取0.4～0.6。

3.3导体和保护电器的选择

高层民用建筑中低压配电系统的导体选择主要包括导体类型的选择和导体截面的选择。用作电线、电缆的导电材质，通常有铜和铝两种。在民用建筑宜采用铜芯电线或电缆。导体的类型应按敷设方式、工作电压和使用环境等要求选择。导体截面的选择主要符合下列要求：导体的允许载流量不应小于线路的负荷计算电流；线路电压损失应满足用电设备正常工作及起动时端电压的要求，且从变压器低压侧母线至用电设备受电端的线路电压损失，一般不超过用电设备额定电压的5%；导体应满足动稳定与热稳定的要求；导体最小截面应满足机械强度的要求。

在电气故障状态下，为防止电击，保证人身安全低压配电线路应主要装设短路保护、过负荷保护和接地故障保护等，用以分断故障电流或发出故障报警信号。一般高层民用建筑中低压电气设备主要为50Hz交流设备，设备常见配电电压220/380V。电器的选择主要注意以下几个方面：电器的额定电压应与所在回路标称电压相适应；电器的额定电流不应小于所在回路的计算电流；电器的额定频率应与所在回路的频率相适应；电器应适应所在场所的环境条件；电器应满足短路条件下的动稳定与热稳定的要求，用于断开短路电流的电器，应满足短路条件下的通断能力。

3.4低压配电系统设计中的漏电保护

为确保配电安全性，漏电保护器是低压配电系统设计中最常用的电气元件。对漏电保护器的选择也有严格的要求。漏电保护器是设备或线路漏电时防止人体触电的重要设备，其安全界限标准一定要满足要求。在漏电保护器的采购和选用的过程中一定注意其正常工作情况下的漏电电流动作值和动作时间是否符合要求，必要的时候应该做必要的检测。一般插座回路和末端线路采用漏电保护器保护器，动作电流不大于30mA。而为了减少接地故障引起的电气火灾而装设的剩余电流保护器，其动作电流不大于300mA。

3.5低压配电系统设计中的接地型式

高层民用建筑应可靠接地，其接地要严格要求。配电系统设计往往采用TN、TT、IT 这三种接地保护型式。TN系统中，配电变压器的中性点直接接地，电气装置的外露可导电部分通过保护中性导体或保护导体连接到接地点。TT系统（如图1）中，配电变压器的中性点也直接接地，电气装置的外露可导电部分直接接地，此接地点独立于电源端的接地点。而IT系统（如图2）中，所有带电部分对地绝缘或配电变压器的中性点经高电阻接地，电气装置的外露可导电部分直接接地。因此IT系统必须装设绝缘监视及接地故障报警或显示装置。

4结语

此外，高层民用建筑低压配电设计还包括配电设备的布置、线路的敷设以及等电位联结等内容。低压配电系统是整个高层民用建筑电气系统的重要组成部分，发挥着不可替代的重要作用。如果高层民用建筑电气中的低压配电设计不合理，选型不当，很容易埋下安全隐患，再加上整个高层民用建筑的电气设备较多，严重威胁建筑住户的用电安全，故而在进行高层民用建筑电气设计时，应积极优化和改进低压配电设计方案，提高低压配电设计的合理性和科学性，保障高层民用建筑电气安全。参考文献：

[1]叶书明．针对高层建筑电气设计中低压配电系统安全性分析[J]．民营科技，2014（08）

[2]朱玉滢．高层建筑电气中低压配电设计[J]．价值工程，2014（28）

[3]蒋娜．高层建筑电气设计中低压配电系统安全性探讨[J]．黑龙江科技信息，2015（07）