王賀 趙子仙 楊文亮
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供配電線路是確保建筑物電氣系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ),與人民群眾日常生活中的基本用電息息相關(guān),還要滿足在特定情況下的用電需求,才能有效保證整個(gè)建筑電氣系統(tǒng)的安全。
由于建筑物本身的差異,供配電線路的設(shè)計(jì)也會(huì)不同,但在建筑電氣供配電線路的設(shè)計(jì)中都會(huì)遵循三點(diǎn)原則。首先是建筑電氣的功能性,供配電線路的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足建筑物的基本功能需求;其次是建筑電氣的節(jié)能效果,我國提倡可持續(xù)發(fā)展和建設(shè)綠色文明城市,供配電線路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮電力資源的節(jié)約問題,注重高效利用,尤其是對(duì)建筑中自然光的利用,減少燈光照明所產(chǎn)生的損耗;最后是供配電線路的經(jīng)濟(jì)效益,需要設(shè)計(jì)人員避免無意義的設(shè)備和線路,選擇合適的材料,在降低成本的同時(shí)能夠?yàn)楹笃谶\(yùn)行維護(hù)提供保障[1]。
(1)設(shè)計(jì)方法。現(xiàn)階段人民生活水平提高,家庭和工作中使用的電器種類多種多樣,在數(shù)量繁多的電器中對(duì)線路的負(fù)荷以及功能也提出了一定要求。供配電線路設(shè)計(jì)中需要考慮不同功率電器的應(yīng)用情況,在設(shè)計(jì)前需要對(duì)電器性能進(jìn)行劃分,保證供配電線路設(shè)計(jì)能夠滿足不同的電器使用要求,保證其安全性,防止因電器電力負(fù)荷帶來的安全隱患。設(shè)計(jì)方案應(yīng)結(jié)合實(shí)際建筑工程進(jìn)行區(qū)分,需要設(shè)計(jì)人員充分了解建筑電氣的功能需求,大中型電器的類型和性能,才能分析出供配電線路設(shè)計(jì)的最優(yōu)方案。
(2)導(dǎo)線選擇。導(dǎo)線的使用都是有明確標(biāo)準(zhǔn)的,應(yīng)按照國家標(biāo)準(zhǔn)合理選擇導(dǎo)線的橫截面積以及導(dǎo)線材料類別。供配電線路架設(shè)中較為常見的是鋁線和銅線,鋁線的成本較低,但安全性上不如銅線,并且銅線的過載余量較好,因此室內(nèi)布線也多采用銅線。而導(dǎo)線的橫截面積的控制也較為關(guān)鍵,一般來說導(dǎo)線的橫截面積不應(yīng)小于2.5mm2,在實(shí)際工作中也需計(jì)算建筑電氣的負(fù)荷功率,不能僅憑借電氣設(shè)備給出的功率進(jìn)行核算,必須留出一定余量。
(3)科學(xué)安裝。在我國很多老舊的建筑設(shè)計(jì)中,電器的供配電線路設(shè)計(jì)很不合理,導(dǎo)致很多建筑內(nèi)部無法使用大功率電器,因此設(shè)計(jì)人員和施工人員在安裝供配電線路時(shí),應(yīng)從多個(gè)方面進(jìn)行考慮。在供配電線路設(shè)計(jì)中配電室和配電箱應(yīng)盡量接近負(fù)荷中線,使低壓線路的半徑范圍不超過200m,有效控制線路過長而引起的負(fù)面問題,如果建筑內(nèi)部面積較大,供配電線路無法縮短,可配備多個(gè)配電所用于延長半徑。在高層建筑的設(shè)計(jì)中,強(qiáng)電豎井區(qū)域需配置低壓配電室,以防止支線和干線的綜合。在建筑施工完畢后,內(nèi)部設(shè)備系統(tǒng)種類較多,需要結(jié)合建筑工程的負(fù)載要求保證電源的科學(xué)性,建筑內(nèi)部的供配電線路布線較為復(fù)雜,火災(zāi)、供電、通信、照明、自動(dòng)化等系統(tǒng)均需要進(jìn)行考慮,通常是根據(jù)建筑物的負(fù)荷來確定實(shí)際供電配置,再根據(jù)不同系統(tǒng)所處的位置設(shè)立分支、分路供電。在前期設(shè)計(jì)方案中對(duì)每條線路進(jìn)行分析,才能夠在后續(xù)安裝過程中避免線路和設(shè)備之間的影響。并且為了提高自動(dòng)化供電的穩(wěn)定性,可以采取單獨(dú)的供電體系幫助管理,針對(duì)不同的系統(tǒng)設(shè)置交流不間斷處理,在出現(xiàn)意外情況時(shí)可以將電路斷電帶來的損失降到最小。
(4)安全設(shè)計(jì)。供配電的安全設(shè)計(jì)應(yīng)注意避免線路交叉,在實(shí)際設(shè)計(jì)中建筑物內(nèi)電氣設(shè)備和管線以及照明線路需做到合理布局,施工人員在操作過程應(yīng)將暗線沿著樓板或墻體進(jìn)行敷設(shè),而對(duì)照明等線路可以采用接線盒進(jìn)行保護(hù)處理,防止線路交叉和裸露出現(xiàn)的安全隱患。并且由于城市化建設(shè)加深,高層建筑逐漸增多,而對(duì)于一些高層建筑供電而言,其供配電線路需要設(shè)立雙重電源以及備用電源,保證在一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí),整個(gè)建筑電氣不會(huì)受到影響,依然能夠正常供電。另外,很多高層建筑和供電設(shè)備會(huì)受到雷電天氣的影響,在供配電線路可以適當(dāng)安裝避雷器,在有高強(qiáng)度電流經(jīng)過時(shí)能夠自動(dòng)斷開供電,為線路的安全提供保證。
由于建筑內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)會(huì)有所不同,相同的儀器設(shè)備需要的保護(hù)也有差異,在設(shè)計(jì)接地線路時(shí)應(yīng)與低壓配電系統(tǒng)一起設(shè)計(jì),主要是保障建筑內(nèi)部電路不受外界危險(xiǎn)電壓的影響。根據(jù)低壓配電系統(tǒng)接入方式的不同,可以選擇以TT系統(tǒng)將電氣設(shè)備金屬外殼直接接地保護(hù),或是選擇TN系統(tǒng)將設(shè)備外殼和工作零線相接,又或是使用TI系統(tǒng)將整個(gè)外漏設(shè)置的導(dǎo)電部分進(jìn)行直接保護(hù),不論使用何種方式,其主要功能就是給予接地故障充分保護(hù),相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)保護(hù)線的接地方式以及建筑電氣的實(shí)際特點(diǎn)進(jìn)行合理選用[2]。
為了使供配電線路的經(jīng)濟(jì)性更強(qiáng),并且符合可持續(xù)發(fā)展政策的方針,需要建筑電氣的供配電線路都進(jìn)行了節(jié)能優(yōu)化。首先是供配電系統(tǒng)本身應(yīng)選擇合理的變電站位置、電壓等級(jí)和接線方式,按照實(shí)際系統(tǒng)需求進(jìn)行無功補(bǔ)償或諧波抑制等設(shè)備的安裝,并要注重選擇節(jié)能性的電氣設(shè)備。其次是在供配電線路設(shè)計(jì)選擇合適導(dǎo)線長度、導(dǎo)線材料,作為供配電線路的物質(zhì)基礎(chǔ),導(dǎo)線的選擇尤為重要。最后是根據(jù)建筑工程選擇科學(xué)合理的供配電線路。建筑電氣工程主要包括民用和商用兩種形式,近些年,民用建筑的用電也在不斷增長,而商用建筑一直保持著較高的消耗水準(zhǔn),因此在供配電線路設(shè)計(jì)中需要針對(duì)不同功能和用途的建筑工程進(jìn)行設(shè)計(jì),尤其是在工業(yè)線路設(shè)計(jì)中不能先考慮供配電的經(jīng)濟(jì)性,應(yīng)首要重視供配電線路的安全穩(wěn)定,之后才能考慮經(jīng)濟(jì)效益。建筑電氣供配電線路的節(jié)能優(yōu)化是建立在線路設(shè)計(jì)安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)上,在滿足建筑供配電要求后才能考慮進(jìn)一步提升供配電線路的效益。
建筑電氣的供配電線路設(shè)計(jì)是建筑電力系統(tǒng)的命脈所在,只有不斷將供配電線路設(shè)計(jì)推向科學(xué)合理的方向,才能有效提升建筑電氣系統(tǒng)和設(shè)備的運(yùn)作。供配電線路設(shè)計(jì)在保證原則的情況下,需要結(jié)合建筑實(shí)際情況進(jìn)行綜合考量,在前期設(shè)計(jì)和后期安裝過程中不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)理念,并進(jìn)一步使供配電線路達(dá)到生態(tài)節(jié)能的效果,才能提高經(jīng)濟(jì)效益,促進(jìn)建筑行業(yè)發(fā)展。