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摘要：结合笔者相关工作经验，文章主要阐述了高层供电设备的主要特点，并对设备安装进行了分析，随后低压配电中的设计方面进行了探讨。
关键词：高层建筑；电气设备；低压配电
中图分类号：TU97文献标识码： A
前言：在高层建筑的电气设计当中，供配电系统的设计是其中最为关键的构成部分，在对其进行设计时，安全可靠、科学合理的设计是能够对高层建筑使用功能带来一定影响的。当前的高层建筑当中，通常均集办公、住宅、娱乐以及商业等功能于一身的建筑物，也就意味着高层建筑包含了多种功能。除此之外，高层建筑内还包含了其他现代的基本设备、管理手段以及有关的辅助配套设备等，例如排水、空调以及消防。因此，在设计高层建筑供配电系统时，应该严格依据建筑物的规模与性质，来决定高层建筑相关的电力负荷等级，同时还必须与实际供电网络状况相联系，以便明确高层建筑供电系统内专线电源是设定自备的电源设备亦或是使用公用电源以及电源电压的等级等各种问题。在进行高层建筑电气设计内供配电系统的设计时，应该综合考虑多个因素。
一、高层建筑电气设备的主要特点
（一）电力负荷设计要求准确
作为高层建筑供电设计过程中的最重要参考数据，电力负荷设计的是否准确，直接影到响电气系统的稳定性与安全性，在设计电力负荷时，我们通常选择需要系数法和负荷密度法；在电气设计的过程中，供电可靠性是设计工作中的重要组成，供电作为所有设备和设施运行的基础，所以电气设计中的核心工作就是对供电系统的设计。一般我们最少要设立两个独立的电源，具体的数量要按照实际的电网条件以及建筑的具体负荷进行确定，多个独立电源应是相互备用并且同时供电的，进而确保其运行的可靠性。
（二）电力变压器容量大
按照高层建筑设计中对防火工作的要求，对于重要的楼层须设置具有较大容量的油浸电力变压器；由于我国高层建筑的变配电系统都是安装在地下楼层的，因此，不适宜选用油开关，在确定具体的方案时要充分的参考高层建筑的地下楼层的设计标准，应选用真空手车式高压开关柜.
（三）变电所位置的安全性。
我国的高层建筑对于电能的需求量是非常巨大的，因此在我们确定变电所位置的过程中，为了最大限度的保证高层建筑主要楼层的安全性和可靠性，我们应将高压负荷中心尽可能的远离主要楼层。
（四）防雷与接地
现代高层建筑的防雷接地、电气设备的保护接地和工作接地，都是合在一起的，组成混合接地系统。接地电阻按最小的要求而定，通常是在4欧以下。利用建筑物的钢筋混凝土基础作接地板。尽管基础钢筋等自然接地体已能满足接地电阻的要求，仍需要装设水平的人工接地体，将主要的建筑物基础连接成接地网，这对均衡电位，提高安全性都有好处。
（五）应急备用发电机组必不可少
在高层建筑中，各种配套用电设施齐全，一旦发生停电，将会对住户的工作生活造成很大的不便，在高层建筑中，备用发电设备是不不可少的。对于应急备用发电机组的选择过去大多是采用柴油发电机组做应急备用电源的。近年国外高层建筑已开始采用燃汽轮发电机。这种发电机具有体积小、重量轻、反应速度快，故障率低等优点。
（六）消防要求高
因为高层建筑高度高，体量大，人员密集，设备多，装饰豪华，建筑本身火灾隐患多，因此对电气设备的管线应采取防火措施。。
二、高层建筑电气设备的安装
（一）供配电方案的可靠性
在保证供电电源符合电力负荷的前提条件下，供配电系统的可靠性和变电所的安全是十分关键的。在高层建筑当中，存在很多一级或者是二级的负荷，通常变压器均在两台以上，并且还设置了柴油发电机组一台。柴油发电机组的启动必须满足一定的条件，即如果是10Kv的两进线回路都停电，那么柴油发电机作为应急电源使用，在10秒内自行启动，承担关键负荷供电的工作，此外，为了确保消防用电的安全可靠性不受影响，假使发生火灾事故，柴油发电机组必须可以自动将非消防用电负荷切断。以下是对具体供配电方案的详细分析：
1、柴油發动机组与变压器的低压母线相互独立，互不相连。这种供配电方案的优势表现在：不进行联锁的情况下，柴油发电机也不会发生倒送给市电的情况；其缺点具体表现为：一旦出现市电停电的情况，柴油发电机不能给一般性的负荷进行供电，并且在Ⅲ段母线没有电的时候，它的电缆或者是断路器故障与否，难以被察觉。
2、为了有效处理平日Ⅲ段母线不带电的情况，从变压器的低压母线中牵引出一条电源线至Ⅲ段母线的供配电方案。在4QF和QF的断路器设定电气连锁和机械，从而确保柴油发电机不会倒送于市电，这是其优点，而缺点则表现在一旦市电停止供应时，柴油发电机不能对一般性的负荷加以供电。
3、为了将柴油发电机的功能最大程度的发挥出来，也就是在平时市电停止供电时，可以对一般性的负荷进行直接的供电，柴油发电机不另外安装专门的母线，而共享变压器的母线。这种方案的缺点表现在，当其中的一台变压器出现故障亦或是检查时，断开其中的一个断路器，如果将第三个断路器合上时正处于市电停止供应时，柴油发电机自动启动，因为其中一个断路器的断开，那么就不能对一般性的负荷进行电力供应。此外，为了确保柴油发电机能够成功的自行启动，Ⅰ段母线中的一般性负荷应失压隔开，进而导致平时电网出现电压的波动，还可能引发跳闸事故，从而对供电的安全可靠性带来一定的影响。
（二）关于供配电线路的可靠性
供电电源能够达到电力负荷条件时，供电线路的可靠对低压供配电系统而言同样是极为关键的。在进行工程设计时，必须充分结合多方面的因素来决定供电线路，例如电源的条件、供电系统停电的概率、停电所造成的损失、供电系统各种方案的成本投入等。此外，还必须注意因为尘埃的聚集、外部热源以及腐蚀等对布线系统所带来的消极影响。应该注意避免由于使用或者是敷设过程中，所承受的冲击、振动、建筑物伸缩与沉降等外部应力作用，而导致的破坏。其中，在高层民用建筑的民用消防用电设备，应该使用专用的供电回路。在对各种设备（消防电梯、消防控制室以及排风排烟风机等）进行供电的过程中，应该在末一级的配电箱处设定一个自动切换的装置，配电线路的敷设必须满足有关规范的要求。
在对高层建筑进行电气设计时，在地下室车库照明配电过程中，一般情况下应急照明箱会安装在车库的墙壁上，但是配电箱并未采取相关的防火措施，因此一旦在配电箱的周围发生火灾事故，很快就会烧坏配电箱，所以，在对这个项目的配电进行设计时，应该设定一个配电间，以便保证应急照明供电的安全与可靠。由于部分高层建筑和公共场所建筑物对防火的要求较高，必须选择无烟无卤的电力电缆或是耐火/助燃低烟无卤交联聚乙烯绝缘电线，这种电线、电缆不但拥有成熟的实验办法，并且其产品标准较高，已经能够和国际上的先进标准相接轨。
供配电系统设计的注意要点：在对高层建筑电气低压供配电加以设计时，基本上都采用分区树干式的配电方式。干线首端的保护器分支线长度的办法，方便、适用，能够较好的解决电气设计人员难以确定长度的问题，保证工程供配电系统线路设计的科学合理、安全可靠。
三、低压配电设计的思路
（一）注意消防负荷回路上断路器的选择
现在绝大多数设计人员对消防负荷回路上的热继电器不动作于跳闸，而仅发出报警信号的要求已很明确，但对回路上的断路器选择还较模糊，有的选用复式脱扣器，有的仅标注“3P”，且断路器整定值按常规设计。大家知道，设计标注“3P”，生产厂家一般按复式脱扣器来选配的，所以在选择断路器整定电流时，必须加大整定值，按《工程建设标准强制性条文》实施导则建议取回路计算电流的1.5～2 倍，由于电动机的计算电流与电机的极对数有关系，所以还要取得相关专业的数据后进行计算，或者选用仅带短路瞬动保护的脱扣器。
（二）满足负荷长期发展的需求
负荷水平应当在设计时计算准确，如果超负荷运行时间过长就会加速线路的绝缘衰减，最后导致事故发生。如何在设计中解决该问题，就要用发展的眼光来选取符合负荷条件的电缆，对开关的选取可以按照近期的需要负荷强度选用整定电流，双方面考虑负荷的使用和发展要求。此外还应当对回路分配在设计中注意要符合有关规定，因为回路分配对线路负荷也有一定的影响，在设计中必须严加注意。考虑负荷的长期发展要求还要选用新型的阻燃和耐火电线电缆。对阻燃和耐火电线电缆我国有相应的国家标准，在选用时要遵守规定。这种新型的电线电缆能够有效的阻止火焰蔓延，对事故发生时减轻火灾程度、延缓火势蔓延、减小损失有不可忽视的作用。
（三）高层建筑中变压器相关问题
在进行变压器的位置与数量选择时 ，需要综合考虑建筑的功能、建筑中负荷的分布以及负荷的容量 ，而后进行专业间的协调，并且以当地供电局的要求为根据。选择变压器的容量时，要以计算得到的容量为根据 ，通常情况下 ，变压器的负荷率为80%±5%，供电半径在 200m 之内。在实际需求的供电距離大于200m 或者供电容量超过 500kW 之时 ，需要增加配电所的设置。若条件允许 ，最好在负荷中心附近设置配电所 ，这种做法不仅能够简化配电系统 ，同时还能够增强低压配电系统的安全性与可靠性 ，减少电压在线路中的损耗。
（四）收缩徐变过大
对于道路桥梁中的预应力混凝土路面进行施工的时候 ，因为混凝土路面可能产生的收缩和徐变过大 ，就有可能引发预应力产生损失 ，一般来说 ，都会给工程的质量安全带来非常严重的后果。所以 ，在我国大陆桥梁施工过程中 ，尤其是在道路桥梁预应力混凝土路面施工工程中 ，不能通过采用其他外加剂的办法来增加混凝土的和易性 ，因为这种方式非常不可取。可以采用那些强度比较大、水灰比较小的混凝土进行施工。因为这些质量比较高的混凝土具备自身的特点 ，通过自身收缩以及徐变 ，就能很好的避免此类现象的发生。
结语：总之，在对高层建筑进行电气设计时，必须保证供配电系统的电气负荷和线路的安全可靠，同时在设计过程中还应该关注采用安全措施的关键因素。在选择电气设备时，应该选取安全可靠性比较高且技术比较先进的产品，进而确保供电系统电力供应的安全系数。此外，低压电气设计中，安全问题是很重要的，要严格遵守国家的相关安全标准和法规规范来进行，这才好对日后建筑本身的使用功能有保障。高层建筑结构在空间使用上是有着明显的优越性的，但同样的由于其具有层数多、面积大、人口众多、功能复杂等特点，其对信息化的要求也是非常高的，因此现代的高层建筑对于电气的依赖程度不断提高，只有确保了高层建筑电气设计的科学性和合理性，才能真正的保证高层建筑居住的安全性和可靠性。
参考文献
[1]谢冰.高层建筑电气设计特点及发展研究[J].中华民居，2013，（4）.
[2]易林.高层建筑电气中低压配电设计研究[J].科技传播，2014，（4）.
[3]李晓东.现代建筑电气设备的安装技术问题研究[J].江西建材，2014，（4）.
关键词：高层建筑；电气设备；低压配电
中图分类号：TU97文献标识码： A
前言：在高层建筑的电气设计当中，供配电系统的设计是其中最为关键的构成部分，在对其进行设计时，安全可靠、科学合理的设计是能够对高层建筑使用功能带来一定影响的。当前的高层建筑当中，通常均集办公、住宅、娱乐以及商业等功能于一身的建筑物，也就意味着高层建筑包含了多种功能。除此之外，高层建筑内还包含了其他现代的基本设备、管理手段以及有关的辅助配套设备等，例如排水、空调以及消防。因此，在设计高层建筑供配电系统时，应该严格依据建筑物的规模与性质，来决定高层建筑相关的电力负荷等级，同时还必须与实际供电网络状况相联系，以便明确高层建筑供电系统内专线电源是设定自备的电源设备亦或是使用公用电源以及电源电压的等级等各种问题。在进行高层建筑电气设计内供配电系统的设计时，应该综合考虑多个因素。
一、高层建筑电气设备的主要特点
（一）电力负荷设计要求准确
作为高层建筑供电设计过程中的最重要参考数据，电力负荷设计的是否准确，直接影到响电气系统的稳定性与安全性，在设计电力负荷时，我们通常选择需要系数法和负荷密度法；在电气设计的过程中，供电可靠性是设计工作中的重要组成，供电作为所有设备和设施运行的基础，所以电气设计中的核心工作就是对供电系统的设计。一般我们最少要设立两个独立的电源，具体的数量要按照实际的电网条件以及建筑的具体负荷进行确定，多个独立电源应是相互备用并且同时供电的，进而确保其运行的可靠性。
（二）电力变压器容量大
按照高层建筑设计中对防火工作的要求，对于重要的楼层须设置具有较大容量的油浸电力变压器；由于我国高层建筑的变配电系统都是安装在地下楼层的，因此，不适宜选用油开关，在确定具体的方案时要充分的参考高层建筑的地下楼层的设计标准，应选用真空手车式高压开关柜.
（三）变电所位置的安全性。
我国的高层建筑对于电能的需求量是非常巨大的，因此在我们确定变电所位置的过程中，为了最大限度的保证高层建筑主要楼层的安全性和可靠性，我们应将高压负荷中心尽可能的远离主要楼层。
（四）防雷与接地
现代高层建筑的防雷接地、电气设备的保护接地和工作接地，都是合在一起的，组成混合接地系统。接地电阻按最小的要求而定，通常是在4欧以下。利用建筑物的钢筋混凝土基础作接地板。尽管基础钢筋等自然接地体已能满足接地电阻的要求，仍需要装设水平的人工接地体，将主要的建筑物基础连接成接地网，这对均衡电位，提高安全性都有好处。
（五）应急备用发电机组必不可少
在高层建筑中，各种配套用电设施齐全，一旦发生停电，将会对住户的工作生活造成很大的不便，在高层建筑中，备用发电设备是不不可少的。对于应急备用发电机组的选择过去大多是采用柴油发电机组做应急备用电源的。近年国外高层建筑已开始采用燃汽轮发电机。这种发电机具有体积小、重量轻、反应速度快，故障率低等优点。
（六）消防要求高
因为高层建筑高度高，体量大，人员密集，设备多，装饰豪华，建筑本身火灾隐患多，因此对电气设备的管线应采取防火措施。。
二、高层建筑电气设备的安装
（一）供配电方案的可靠性
在保证供电电源符合电力负荷的前提条件下，供配电系统的可靠性和变电所的安全是十分关键的。在高层建筑当中，存在很多一级或者是二级的负荷，通常变压器均在两台以上，并且还设置了柴油发电机组一台。柴油发电机组的启动必须满足一定的条件，即如果是10Kv的两进线回路都停电，那么柴油发电机作为应急电源使用，在10秒内自行启动，承担关键负荷供电的工作，此外，为了确保消防用电的安全可靠性不受影响，假使发生火灾事故，柴油发电机组必须可以自动将非消防用电负荷切断。以下是对具体供配电方案的详细分析：
1、柴油發动机组与变压器的低压母线相互独立，互不相连。这种供配电方案的优势表现在：不进行联锁的情况下，柴油发电机也不会发生倒送给市电的情况；其缺点具体表现为：一旦出现市电停电的情况，柴油发电机不能给一般性的负荷进行供电，并且在Ⅲ段母线没有电的时候，它的电缆或者是断路器故障与否，难以被察觉。
2、为了有效处理平日Ⅲ段母线不带电的情况，从变压器的低压母线中牵引出一条电源线至Ⅲ段母线的供配电方案。在4QF和QF的断路器设定电气连锁和机械，从而确保柴油发电机不会倒送于市电，这是其优点，而缺点则表现在一旦市电停止供应时，柴油发电机不能对一般性的负荷加以供电。
3、为了将柴油发电机的功能最大程度的发挥出来，也就是在平时市电停止供电时，可以对一般性的负荷进行直接的供电，柴油发电机不另外安装专门的母线，而共享变压器的母线。这种方案的缺点表现在，当其中的一台变压器出现故障亦或是检查时，断开其中的一个断路器，如果将第三个断路器合上时正处于市电停止供应时，柴油发电机自动启动，因为其中一个断路器的断开，那么就不能对一般性的负荷进行电力供应。此外，为了确保柴油发电机能够成功的自行启动，Ⅰ段母线中的一般性负荷应失压隔开，进而导致平时电网出现电压的波动，还可能引发跳闸事故，从而对供电的安全可靠性带来一定的影响。
（二）关于供配电线路的可靠性
供电电源能够达到电力负荷条件时，供电线路的可靠对低压供配电系统而言同样是极为关键的。在进行工程设计时，必须充分结合多方面的因素来决定供电线路，例如电源的条件、供电系统停电的概率、停电所造成的损失、供电系统各种方案的成本投入等。此外，还必须注意因为尘埃的聚集、外部热源以及腐蚀等对布线系统所带来的消极影响。应该注意避免由于使用或者是敷设过程中，所承受的冲击、振动、建筑物伸缩与沉降等外部应力作用，而导致的破坏。其中，在高层民用建筑的民用消防用电设备，应该使用专用的供电回路。在对各种设备（消防电梯、消防控制室以及排风排烟风机等）进行供电的过程中，应该在末一级的配电箱处设定一个自动切换的装置，配电线路的敷设必须满足有关规范的要求。
在对高层建筑进行电气设计时，在地下室车库照明配电过程中，一般情况下应急照明箱会安装在车库的墙壁上，但是配电箱并未采取相关的防火措施，因此一旦在配电箱的周围发生火灾事故，很快就会烧坏配电箱，所以，在对这个项目的配电进行设计时，应该设定一个配电间，以便保证应急照明供电的安全与可靠。由于部分高层建筑和公共场所建筑物对防火的要求较高，必须选择无烟无卤的电力电缆或是耐火/助燃低烟无卤交联聚乙烯绝缘电线，这种电线、电缆不但拥有成熟的实验办法，并且其产品标准较高，已经能够和国际上的先进标准相接轨。
供配电系统设计的注意要点：在对高层建筑电气低压供配电加以设计时，基本上都采用分区树干式的配电方式。干线首端的保护器分支线长度的办法，方便、适用，能够较好的解决电气设计人员难以确定长度的问题，保证工程供配电系统线路设计的科学合理、安全可靠。
三、低压配电设计的思路
（一）注意消防负荷回路上断路器的选择
现在绝大多数设计人员对消防负荷回路上的热继电器不动作于跳闸，而仅发出报警信号的要求已很明确，但对回路上的断路器选择还较模糊，有的选用复式脱扣器，有的仅标注“3P”，且断路器整定值按常规设计。大家知道，设计标注“3P”，生产厂家一般按复式脱扣器来选配的，所以在选择断路器整定电流时，必须加大整定值，按《工程建设标准强制性条文》实施导则建议取回路计算电流的1.5～2 倍，由于电动机的计算电流与电机的极对数有关系，所以还要取得相关专业的数据后进行计算，或者选用仅带短路瞬动保护的脱扣器。
（二）满足负荷长期发展的需求
负荷水平应当在设计时计算准确，如果超负荷运行时间过长就会加速线路的绝缘衰减，最后导致事故发生。如何在设计中解决该问题，就要用发展的眼光来选取符合负荷条件的电缆，对开关的选取可以按照近期的需要负荷强度选用整定电流，双方面考虑负荷的使用和发展要求。此外还应当对回路分配在设计中注意要符合有关规定，因为回路分配对线路负荷也有一定的影响，在设计中必须严加注意。考虑负荷的长期发展要求还要选用新型的阻燃和耐火电线电缆。对阻燃和耐火电线电缆我国有相应的国家标准，在选用时要遵守规定。这种新型的电线电缆能够有效的阻止火焰蔓延，对事故发生时减轻火灾程度、延缓火势蔓延、减小损失有不可忽视的作用。
（三）高层建筑中变压器相关问题
在进行变压器的位置与数量选择时 ，需要综合考虑建筑的功能、建筑中负荷的分布以及负荷的容量 ，而后进行专业间的协调，并且以当地供电局的要求为根据。选择变压器的容量时，要以计算得到的容量为根据 ，通常情况下 ，变压器的负荷率为80%±5%，供电半径在 200m 之内。在实际需求的供电距離大于200m 或者供电容量超过 500kW 之时 ，需要增加配电所的设置。若条件允许 ，最好在负荷中心附近设置配电所 ，这种做法不仅能够简化配电系统 ，同时还能够增强低压配电系统的安全性与可靠性 ，减少电压在线路中的损耗。
（四）收缩徐变过大
对于道路桥梁中的预应力混凝土路面进行施工的时候 ，因为混凝土路面可能产生的收缩和徐变过大 ，就有可能引发预应力产生损失 ，一般来说 ，都会给工程的质量安全带来非常严重的后果。所以 ，在我国大陆桥梁施工过程中 ，尤其是在道路桥梁预应力混凝土路面施工工程中 ，不能通过采用其他外加剂的办法来增加混凝土的和易性 ，因为这种方式非常不可取。可以采用那些强度比较大、水灰比较小的混凝土进行施工。因为这些质量比较高的混凝土具备自身的特点 ，通过自身收缩以及徐变 ，就能很好的避免此类现象的发生。
结语：总之，在对高层建筑进行电气设计时，必须保证供配电系统的电气负荷和线路的安全可靠，同时在设计过程中还应该关注采用安全措施的关键因素。在选择电气设备时，应该选取安全可靠性比较高且技术比较先进的产品，进而确保供电系统电力供应的安全系数。此外，低压电气设计中，安全问题是很重要的，要严格遵守国家的相关安全标准和法规规范来进行，这才好对日后建筑本身的使用功能有保障。高层建筑结构在空间使用上是有着明显的优越性的，但同样的由于其具有层数多、面积大、人口众多、功能复杂等特点，其对信息化的要求也是非常高的，因此现代的高层建筑对于电气的依赖程度不断提高，只有确保了高层建筑电气设计的科学性和合理性，才能真正的保证高层建筑居住的安全性和可靠性。
参考文献
[1]谢冰.高层建筑电气设计特点及发展研究[J].中华民居，2013，（4）.
[2]易林.高层建筑电气中低压配电设计研究[J].科技传播，2014，（4）.
[3]李晓东.现代建筑电气设备的安装技术问题研究[J].江西建材，2014，（4）.