探討高層建筑配電系統(tǒng)設(shè)計
　　王業(yè)生
　　上�，F(xiàn)代華蓋建筑設(shè)計有限公司
　　摘要:合理的配電系統(tǒng)設(shè)計對高層建筑而言顯得極為重要。本文結(jié)合工程實例對高層建筑中配電系統(tǒng)的設(shè)計要點進行了相關(guān)的探討，通過對配電系統(tǒng)中用電負荷量，配電設(shè)備選擇、防雷、消防措施等方面的論述來闡明配電系統(tǒng)對提高高層建筑的使用功能和安全的必要性。
　　關(guān)鍵詞:高層建筑;電氣系統(tǒng)設(shè)計;配電系統(tǒng)設(shè)計
　　引言
　　隨著我國城市建設(shè)的不斷發(fā)展,越來越多的高層綜合建筑成了城市建設(shè)的標志。高層綜合建筑用電設(shè)備種類多、用電量大且負荷密度高、供電可靠性要求高、電氣系統(tǒng)復(fù)雜、電氣線路多、電氣用房多,因此對電氣設(shè)計的要求越來越高�，F(xiàn)就結(jié)合項目設(shè)計過程中的一些心得,探討高層綜合建筑的電氣設(shè)計。
　　1高、低壓變配電系統(tǒng)
　　1.1用電負荷統(tǒng)計
　　本建筑設(shè)有10kV高壓進線及柴油發(fā)電機,可滿足一、二級負荷的供電要求。住宅用電負荷按每戶6kW設(shè)計,共264戶,總用電量為264×6=1584kW;1～3層空調(diào)用電力負荷統(tǒng)計為725kW;全部公共設(shè)施負荷為753kW;自備柴油發(fā)電機帶電力負荷(火災(zāi)時帶電力負荷)為423.3kW,柴油發(fā)電機帶電力負荷(未發(fā)生火災(zāi)時帶電力負荷)為523.3kW。
　　1.2配電系統(tǒng)
　　本工程高壓配電電壓為10kV高壓配電系統(tǒng)采用單母線放射系統(tǒng),以保證供電的可靠性。低壓供配電系統(tǒng)為:
　　(1)住宅低壓供配電系統(tǒng):住宅部分供電在A、B兩塔樓各設(shè)一個干線豎井,豎井內(nèi)設(shè)密集型絕緣插接母線。插接母線向各電表箱供電。各層電表箱集中設(shè)在同層豎井內(nèi),以便于抄表及檢修。各戶內(nèi)配電箱設(shè)置斷路器、漏電保護開關(guān),為用戶照明、空調(diào)及用電設(shè)備供電,每戶按6kW計。
　　(2)商場空調(diào)供配電系統(tǒng):設(shè)空調(diào)專用變壓器,這樣有利于運行和管理,可根據(jù)季節(jié)情況來決定該變壓器的投運與否�？照{(diào)專用變壓器所帶負荷包括冷水機組、冷凍水泵、冷卻塔和空調(diào)柜機。
　　(3)公用設(shè)施供配電系統(tǒng):設(shè)公用設(shè)施供電變壓器,該變壓器所帶負荷包括排煙機、加壓風機、進風機、排水泵、防火卷簾、運客電梯、貨物電梯、自動扶梯、消防水泵、地下室照明等用電設(shè)備。在地下室、商場及天面根據(jù)用電設(shè)備分布情況,在適當?shù)奈恢迷O(shè)置動力配電箱為這些用電設(shè)備配電。公用設(shè)施供電變壓器由高壓配電室供電,它又為各動力配電箱和照明供電。
　　(4)自備柴油發(fā)電機系統(tǒng):設(shè)置一臺自備柴油發(fā)電機,作為發(fā)生火警時的應(yīng)急備用電源。供消防設(shè)備用電負荷,當未發(fā)生火災(zāi)而正常工作電源停電時,發(fā)電機用于帶商場的部分照明、電梯及生活水泵負荷。自備發(fā)電機采用應(yīng)急自起動方式。發(fā)電機室設(shè)置于地下層,直接為低壓配電室內(nèi)的發(fā)電機母線供電,發(fā)電機母線為各用電設(shè)備供電。
　　(5)低壓供電系統(tǒng)運行方式:本工程低壓系統(tǒng)設(shè)有A塔樓和B塔樓住宅各自變壓器低壓母線、空調(diào)用變壓器低壓母線、公用設(shè)施用變壓器低壓母線和自備柴油發(fā)電機低壓母線。上述低壓母線平時均分列運行,A塔樓低壓母線與B塔樓低壓母線設(shè)聯(lián)絡(luò)柜,空調(diào)低壓母線與公用設(shè)施低壓母線設(shè)聯(lián)絡(luò)柜,使兩條母線可進行聯(lián)絡(luò)。自備柴油發(fā)電機母線為作備用電源,當正常電源斷電時,發(fā)電機自動投人。備用電源和正常電源在設(shè)備端自動切換,以滿足重要負荷供電可靠性的要求。
　　1.3變電所變壓器容量選擇、配電間面積及柴油發(fā)電機房
　　專用變電所變壓器容量的選擇要考慮三種工況:一是常時運行工況;二是某棟樓火災(zāi)時工況;三是當任一臺變壓器故障時,另一臺變壓器應(yīng)能滿足所有可能同時運行的一二級負荷,此時同樣要考慮某棟樓火災(zāi)時的情況�？紤]到干式變壓器有較強的過負荷能力,根據(jù)用電負荷統(tǒng)計的結(jié)果,A塔樓住宅用變壓器選用630kVA,負荷率為78%;空調(diào)用變壓器選用1000kVA,負荷率為72%;公用設(shè)施用變壓器選用1000kVA,負荷率為75%;柴油發(fā)電機房設(shè)有700kW發(fā)電機,可以滿足在其它負荷均投入的情況下起動量大的消防泵的要求。柴油發(fā)電機組帶有自起動控制器。對于住宅樓,建設(shè)方考慮投資的回報率,盡可能縮小設(shè)備間的尺寸,對于標準層電氣間,僅考慮計量箱、橋架及一些豎向管線的布置,此時,走道照明、應(yīng)急照明配電箱只能集中設(shè)置在某一層。此時,初步設(shè)計或方案設(shè)計時住宅樓地下層或首層電氣間尺寸應(yīng)加大,否則,在施工圖設(shè)計時會很被動。
　　1.4漏電斷路器的選擇
　　每幢住宅塔樓的總電源進線斷路器,應(yīng)具有漏電保護功能。根據(jù)《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施———電氣》規(guī)定:當住宅部分建筑面積小于1500m2(單相配電)或4500m2(三相配電)時,漏電斷路器的漏電動作電流為300mA。當住宅部分建筑面積1500～2000m2(單相配電)或4500～6000m2(三相配電)時,漏電斷路器的漏電動作電流為500mA。當住宅部分建筑面積超過6000m2時,應(yīng)多路配電并分別設(shè)置漏電斷路器或在總配電柜的出線回路上分別裝幾組漏電斷路器。
　　1.5低壓配電設(shè)計
　　正常工作電源和備用電源均由設(shè)于地下層的變配電所供給。380/220V系統(tǒng)采用TN-S制約中性點固定接地系統(tǒng),采用樹干式與放射式相結(jié)合的配電方式。對消防設(shè)備等一類負荷配電的電力線路均采用雙回路供電,在線路末端自動切換。二類負荷的配電線路采用ZRVV阻燃型塑料電纜;一類負荷的配電線路采用NHVV耐火型塑料電纜。在線路鋪設(shè)方面,高壓電纜穿鋼管明敷;自低壓配電室至各力配電箱的干線路沿橋架敷設(shè),其中消防設(shè)備等一類設(shè)備配電的線路采用鋼線槽敷設(shè);共設(shè)立2個強電電纜豎井。電纜豎井為各用電設(shè)備配電。自各動力配電箱
　　和控制箱配出的支線路根據(jù)各處的情況分別采用橋架或穿鋼管敷設(shè)。
　　2照明設(shè)計
　　2.1光源
　　地下室、住宅客廳以熒光為主,設(shè)備用房、樓梯、走道和住宅(除客廳外)以T節(jié)能燈為主;商場照明僅設(shè)置總電源箱,具體燈具布置由二次裝修設(shè)計。
　　2.2事故照明
　　地下室、商場、樓梯間的照明系統(tǒng)有兩個電源(備用電源由發(fā)電機供給),另外在電梯前室、樓梯間、配電室、發(fā)電機房、水泵房及消防中心等重要場所設(shè)應(yīng)急照明。電梯前室、樓梯間及走道等人員密集通道設(shè)誘導燈。
　　2.3導線選擇及線路敷設(shè)
　　住宅、商場及地下室照明線路,采用ZR-BV阻燃型及NH-BV耐火型塑料銅芯導線。所有由照明配電箱配出的線路均采用金屬線槽明敷。
　　3防雷措施
　　3.1防直擊雷
　　本大樓按二類防雷設(shè)計。天面避雷裝置采用傳統(tǒng)的避雷裝置即在天面四周敷設(shè)避雷帶,中間敷設(shè)不大于10m×10m的網(wǎng)絡(luò)。同時要將天面所有突出的金屬部件均應(yīng)與附近的避雷帶可靠連接。接地裝置距離被保護建筑物及其聯(lián)系的金屬物(如管道、電纜等)之間的距離大于3m。
　　3.2防側(cè)擊雷
　　根據(jù)民用建筑電氣規(guī)范要求,本大樓必須采用防側(cè)擊雷措施。建筑層間設(shè)置避雷帶、均壓環(huán),并與屋頂避雷網(wǎng)相連,通過引下線與接地裝置連接。從距地30m高度起,每向上三層,再利用結(jié)構(gòu)圈梁外側(cè)兩條主筋或在圈梁內(nèi)敷設(shè)一條25mm×4mm的扁鋼與引下線焊成一環(huán)形水平避雷帶,以防止側(cè)向雷擊,并將金屬欄桿及金屬門窗等較大的金屬物體與防雷裝置連接。
　　3.3關(guān)于均壓和等電位體的連接
　　為了保證高層建筑物內(nèi)部不產(chǎn)生反擊和危險的接觸電壓和跨步電壓,應(yīng)當使建筑物的地面、墻板和金屬管、線路都處于同一個電位。因此,本大樓在各層的適當位置預(yù)埋與房屋結(jié)構(gòu)內(nèi)防雷導體相連的總等電位MEB連接板,以便于和接地主干線相連接。這有利于微電子設(shè)備防止雷電波的電磁脈沖干擾。防雷施工中,在建筑物伸縮縫、沉降縫和抗震縫等處做了防雷跨越導線,使整個高層建筑的金屬部分形成一個等電位籠。
　　3.4接地
　　變配電所內(nèi)高低壓系統(tǒng)接地,消防控制室的接地和建筑物的防雷接地采用共用接地裝置。采用結(jié)構(gòu)樁主筋、承臺底板,地梁主筋經(jīng)可靠焊接做自然接地裝置,接地電阻不大于1Ω,正常情況下不帶電的一切電氣設(shè)備的金屬外殼均應(yīng)接地,要充分利用建筑物的結(jié)構(gòu)鋼筋和水管等金屬管道進行等電位連接。
　　4防火和報警系統(tǒng)
　　由于高層建筑面積大、人員復(fù)雜,引起火災(zāi)的可能性很大,加之豎向孔洞多、現(xiàn)代化的塑料貼面材料、全部窗戶密封、設(shè)備龐雜、人員和物質(zhì)等都很集中,發(fā)生火災(zāi)時火勢容易蔓延,疏散人員和撲滅火災(zāi)也很困難,所以現(xiàn)代化的高層建筑除了在建筑設(shè)計方面采取很多措施(如合理布局、采用耐火材料、劃分若干防火區(qū)等)外,還應(yīng)設(shè)置完善的自動消防系統(tǒng)和防火報警系統(tǒng)。自動消防和防火報警系統(tǒng)一般由檢測、報警、確認判斷和初期滅火設(shè)備、疏散誘導系統(tǒng)、排煙滅火系統(tǒng)組成。
　　根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》及《火災(zāi)自動報警規(guī)范》的要求,在首層設(shè)置消防控制中心一處,消防控制中心設(shè)消防自動報警系統(tǒng)一套。為了便于安全疏散和火災(zāi)撲救,本大樓在有眾多人員密集的大廳及疏散出口處、疏散走道和出口處、建筑物內(nèi)封閉樓梯間、防煙樓梯間、前室以及消防控制室、消防水泵房等處設(shè)置了事故照明燈。在大樓的太平門頂部、疏散走道、轉(zhuǎn)角處以及公共出口處距地不足lm的墻面上設(shè)置了疏散指示標志。過道上的疏散指示標志間距不大于20m�；馂�(zāi)事故照明及疏散指示標志都有玻璃或其他非燃燒材料制成的玻璃罩。
　　結(jié)束語
　　高層綜合建筑的多功能化和技術(shù)方面的復(fù)雜性,給做好電氣設(shè)計工作帶來了一定的難度。同時,隨著科學技術(shù)的進步和人民生活水平的提高,必然對電氣設(shè)計有許多新的要求。因此,電氣設(shè)計工作者只有不斷總結(jié)經(jīng)驗、深入研究,才能不斷提高電氣設(shè)計的技術(shù)水平。

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