區(qū)桂成

自改革開放以來，我國城市化進程不斷加快。由于高層建筑物的數(shù)量是評價城市化水平的重要標準，因此各個大中型城市紛紛開始興建高層建筑物，但是隨之而來的問題也不斷增加。高層建筑供電系統(tǒng)安全問題就是其中的主要問題之一，提高我國高層建筑供電系統(tǒng)的安全可靠性已經(jīng)成為建筑業(yè)的重點研究項目。

一、高層建筑供電系統(tǒng)安全可靠性的影響因素及存在的問題

影響高層建筑供電系統(tǒng)安全可靠性的因素主要有三個方面：第一，供電電源是否穩(wěn)定。與普通建筑相比，高層建筑內使用的電器設備數(shù)量較多，因此整個建筑的用電負荷大。如果供電電源不穩(wěn)定，不僅難以保障建筑的供電需求，還會威脅建筑物內部人員以及電器設備的安全。第二，電能質量是否可靠。由于高層建筑物比一般建筑更高，因此其內部供電線路較長，長距離的電力輸送會造成線路毀損或電壓損失。為了最大限度地減少損失，高層建筑的配電變壓器需要根據(jù)實際需要進行分層設置，并且應盡量使配電系統(tǒng)簡單易操作。另外，如果是高層居民樓，一般將整個建筑的總配電室設置在地下一二層，以便不斷更新、完善整體配電系統(tǒng)，保證建筑物供電質量。第三，配電系統(tǒng)是否方便檢修。隨著新型供電設備和物理材料的開發(fā)，供電配電系統(tǒng)需要及時進行更新和完善。如果配電系統(tǒng)出現(xiàn)故障且無法檢修，將會造成嚴重的財產(chǎn)損失甚至威脅人的生命安全。所以，配電系統(tǒng)要科學設置，方便工作人員定時進行檢修。

目前，我國高層建筑配電系統(tǒng)存在的問題主要包括以下四個方面：第一，在配電系統(tǒng)設置初期對預埋管路的要求不嚴格。根據(jù)要求，預埋管路中不能有水以及混凝土等物質混入，但是在實際設置過程中，有的工作人員并沒有嚴格把關，使得水和混凝土混入，造成管道阻塞，穿線工作難以順利進行，有時候甚至需要將埋入地下的鋼筋全部刨出，極大地浪費了人力和物力。第二，線路中的接插式母線不能保持干燥狀態(tài)，缺乏嚴格處理。很多工人在施工過程中忽視了保持接插式母線干燥狀態(tài)這一問題，接插式母線容易因沾上水或泥漿而受潮，失去絕緣作用，給配電系統(tǒng)安全事故的發(fā)生埋下隱患。第三，變壓器保護不當，受到機械損傷和潮氣腐蝕。如果變壓器受到損傷且沒有及時修復，就可能引發(fā)電氣設備大量漏電，漏出的電流會沿著系統(tǒng)的外殼以及部分零散的電線形成電流回路，導致無法保證過流保護裝置的安全及可靠性。第四，各種接地系統(tǒng)混用。低壓配電系統(tǒng)包括IT、TT、TN三種系統(tǒng)，這三類系統(tǒng)存在差別，在實際應用中應根據(jù)需求選擇使用。目前，在一些高層建筑中，這三種低壓配電系統(tǒng)是混用的，這嚴重違背了科學要求，給配電系統(tǒng)造成很大的安全隱患。

二、提高高層建筑供電系統(tǒng)安全可靠性的對策

1.改善配電系統(tǒng)安全可靠性的一般措施

保證電流量以及電源功率符合標準，如計算機使用的不間斷電源輸出功率應大于計算機內部其他設備額定功率總量的1.5倍;直流電梯和交流電梯不間斷工作時承載的電流量應大于或等于額定輸入電流的1.6倍;低壓并聯(lián)電器的刀開關承載電流量應大于線路內電容器額定總容量的1.8倍。

2.提高柴油發(fā)電機組的安全可靠性

在高層建筑中，一級負荷應由兩個獨立電源進行電流供應，當其中一個電源發(fā)生故障不能正常工作時，另一個電源還可以正常工作。在實際情況中，如果一級電荷較小，且難以從城市電網(wǎng)中取得第二個電源時，應啟動高層建筑中的應急電源。一般來說，高層建筑的應急電源應采用獨立于城市電網(wǎng)的柴油發(fā)電機，原因在于柴油發(fā)電機操作簡單而且造價較低。在高層建筑中，自備應急柴油發(fā)電機的設計需要考慮建筑物的建筑形式、結構特點等基本因素。另外，還要對發(fā)電機組的型號、電器設備的安裝配置、機器組裝控制等技術性問題進行綜合研究，確保其安全可靠性。

3.加強短路保護中繼斷路器級間選擇性

在低壓配電系統(tǒng)中，如果下級配電回路出現(xiàn)大范圍的短路故障，即使采用三階段保護斷路器也不能立刻越級跳閘，如此就會導致一個地區(qū)大范圍停電，帶來嚴重的經(jīng)濟損失。這是低壓配電系統(tǒng)長期存在且一直沒有得到解決的問題。造成這種情況的原因主要是下級回路電流量過大，斷路器的瞬動額定值無法控制電流，導致三階段保護斷路器喪失了其應有的功能。要解決這個問題，需要應用到智能斷路器。智能斷路器可以增強斷路器的功能，使配電系統(tǒng)更加完善，在下級配電回路出現(xiàn)問題時根據(jù)需要調節(jié)模式，這樣就沒有必要增加配電回路數(shù)量，也不需要擴大電流導體的截面，進而有效避免因大范圍停電而造成經(jīng)濟損失。

4.加強配電網(wǎng)諧波治理

高層居民樓中常見的電器設備有很多是非線性負荷設備，如微波爐、氣體放電燈、可控硅調光裝置等。這些電氣設備中往往存在諧波電流，當其內部的奇數(shù)性諧波出現(xiàn)疊加效應時，其電流值會迅速增長。當電流值接近甚至超過額定電流值的兩倍時，就會造成中性線加熱，引發(fā)電路老化，甚至發(fā)生短路現(xiàn)象而引發(fā)火災。所以在對高層建筑的電氣設備進行設計時，需要加強諧波治理，確保線路設計滿足新型技術的發(fā)展要求，保障配電系統(tǒng)的安全性和可靠性。

5.加強建筑物內電源系統(tǒng)的防雷保護

建筑物內電源系統(tǒng)的防雷保護主要有兩種：一是電源進線的防雷保護，二是建筑物內電子設備所接電源的防雷保護。在防雷保護工作中，必須在變壓器的高壓側和低壓側都安裝避雷器。高壓側的避雷器應該盡量靠近變壓器，低壓側需要安裝三個互相串聯(lián)的間隙氧化鋅避雷器，使高低壓兩側的避雷器結合作用，有效減小電流產(chǎn)生的壓降。另外，為了避免雷電以交流電源的形式進入電路，需要在建筑物各層的配電箱中安裝三級電源避雷器保護裝置，并將建筑物的接地電路系統(tǒng)與配電箱的金屬外殼相連接。

結論

我國未來的經(jīng)濟建設將會以更快的速度發(fā)展下去，同時，我國的建筑事業(yè)也會不斷攀登上更高的水平。因此，隨著高層建筑的不斷增加，我們更應該清醒地認識到高層建筑供電系統(tǒng)安全的重要性，不斷探索和研究，采用更加安全可靠的供電配電系統(tǒng)，對供電線路的鋪設工作進行嚴格把關，以保證我國高層建筑供電系統(tǒng)的安全可靠。