高层建筑电气系统设计与线路安装要点探索

钟江辉

摘要：随着建筑行业不断发展，我国的高层建筑数量越来越多，电气系统是高层建筑中的重要组成部分，电气线路安装技术水平会直接影响整个建筑的电气安全性。本文对高层建筑电气系统的设计以及电气线路安装技术要点进行分析与探讨，旨在不断提高高层建筑电气系统运行的安全性与稳定。

关键词：高层建筑 电气系统 设计要点 安装施工

引言

高层建筑的层数较多，面积较大，人员密集，运行的机电设备的较复杂，加上智能化技术不断普及，使得高层建筑的电气安全隐患越来越大，为了不断提高高层建筑的电气安全水平，必须要积极加强对电气安全施工，对建筑的电气系统进行全面、科学、综合设计，使得建筑的电气系统更加合理。在高层建筑的电气系统安装过程中，必须要做好负荷计算，并且对电气线路进行综合设计，使得电气线路之间不会产生相互干扰，同时对管线的敷设也具有一定的要求。

一、高层建筑电气设计的主要内容

高层建筑电气设计指的是对高层建筑的电气系统的负荷、布线、管线线路等进行全面设计的过程，具体来讲包括以下几个方面：

（一）电气负荷计算

电气负荷计算是电气系统设计的关键，对电气系统的负荷进行明确，也是选择合适的电气设备的基础。由于高层建筑的层数较高，规模较大，人员密集，所以电气设备的数量也比较多，为了提高电气运行水平，，必须要做好电气负荷计算，作为建筑供电设计的参数。电气负荷计算的结果是否准确，也直接影响了电气系统运行的安全性与可靠性。在高层建筑的电力负荷计算过程中，主要采用的方法有负荷密度法和需要系数法。

（二）供电电源及电压的选择

为了确保高层建筑电气系统的供电可靠性，目前很多高层建筑都设计了两个独立的电源，有的建筑甚至更多，具体的电源数量是根据电压负荷大小以及当地的电网条件决定的。设计两套独立的电源运行方式，原则上是为了保证两路电路可以同时供电，互为备用电源，当一个电源出现问题的时候，另一路电源以及电力设备可以继续工作，为高层建筑内部的人员提供持续的电力支持。另外，由于高层建筑的用电量较大，为了保证用电安全性，还，必须要装设应急备用柴油发电机组，如果出现断电故障，则能在15秒之内自动恢复供电，确保事故照明、消防设备、电梯等可以正常运行。

（三）高低压配电系统的设计

在高层建筑中，高压电和低压配电系统之间是区分开的，两个不同的配电系统相互独立作用，为高层建筑提供稳定的电能支持。其中高压配电系统一般都采用两路独立的10kV电源同时供电，两路高压电路采用单母线分段，自动切换，互为备用。其中母线的分段数目和电源进线回路数目基本相同，只有当供电电源为一个主电源一个备用电源的时候，才要考虑采用单母线不分段的方式进行结线。

在建筑电气的高压系统以及低压干线的配电设计上一般都采用放射式系统，每一层的配电为混合式系统，其中配电设备中的主要部分是干线，现代高层建筑的竖向干线一般都采用插接式母线槽，水平干线因为走线比较困难，一般都采用全塑电缆与竖井母干线联接。在每一层楼都会配备单独的配电房，层与层之间的配电箱经过插接自动空气开关，从竖井母干线取得电源。如果高层建筑的层数较多，电力负荷较大，则可以按照层数进行分区供电，或者将变压器设置在地下层、中间层以及最顶层。

（四）防雷与接地设计

防雷与接地设计是确保高层建筑电气系统安全的重要环节，通过防雷与接地设计，可以防止设备被雷击。现代高层建筑的防雷设计一般都采用避雷针以及避雷带，这两种方法都比较简单、经济性高，但是这两种避雷方式也有一个前提条件，即要保证各层的楼面钢筋、金属管道与该层用作引下线的柱筋之间有可靠的连接，能够形成等电位。随着现代高层建筑的电气系统设计不断完善，其防雷接地、电气设备的保护接地和工作接地都是混合在一起，组成混合接地系统，而且一般都利用建筑物的钢筋混凝土基础作为接地板，尽管基础钢筋已经能够满足自然接地的要求，但是为了确保安全性，依旧需要安装人工接地体，将主要的建筑物基础连接成接地网，对于平衡电位，提高电气系统的安全性具有十分重要的作用。

二、高层建筑电气系统的主要设备

（一）高压开关柜

高层建筑的变配电室一般都设置在主楼的地下层，按照电气系统的安全规定，一般不能采用油开关，国外一般用于高层建筑的电气开关有三种，分别是高压空气断路器、SF6开关、真空断路器，由于前两种的劣势比较明显，所以当前使用较多的是10kV慎空断路器，为了提高开关的安全性，可以选择具有“五防”功能的真空开关手车式高压开关柜。

（二）电力变压器

电力变压器是电气系统中的重要组成部分，根据高层建筑的防火要求，在建筑物内部不允许安装大容量的油浸电力变压器，国外使用的电力变压器主要有干式变压器、SFE变压器和硅油变压器。

（三）应急备用发电机组

高层建筑的用电负荷巨大，在使用过程中难免会出现断电情况，为了确保高层建筑内部的各种电气设备可以正常运行以及人们可以正常用电，必须要配备应急备用发电机组，当出现停电事故的时候可以及时启动备用发电机组，为高层建筑内部的电气设备供电，断电的时间规定不能超过15秒。

（四）电气照明设计

电气照明设计是高层建筑电气系统中的重要组成部分，主要包括光源选择、照度计算、灯具选择、灯具布置、光线强度控制等几个方面，为了满足人们日常生活与工作中的照度要求，必须要对照明灯具进行合理选择，并且对灯具进行设计，使得照明灯具兼具实用性和美观性。

三、高层建筑电气系统安装要点

（一）地面线槽敷设

由于电气设备对应的线路比较复杂，在进行安装的时候必须要做好线槽开挖，当前高层建筑的线路安装一般都采用地面线槽敷设的方式。在线槽敷设过程中，首先要根据线路的设计图纸确定线槽的走向，从始端至终端要确定好水平线和垂直线，按照设计的要求找出分线盒、分线口以及支架的位置，并且做好标记。其次是做好线槽敷设，根据标准的位置放置先和、支架，然后放置线槽和出线口，同时要增加其他的配件。在敷设的过程中，朝上的线槽不能拉得太长，否则很容易被砸断，连接完毕之后可以不断调整支架和塑料盖，使得出线口可以达到适当的高度。线槽的水平方向或者或垂直方向上的敷设偏差不能超过5mm。为了防止灰浆进入线槽，在各个连接处的位置可以使用专用胶进行涂抹，将各个分线盒、出线口盒盖拧紧，并且使用铁丝进行绑扎。第三，线槽敷设结束之后要对线槽内部进行清理，确保线槽内部没有杂物，以便将导线放入其中。

（二）高低压变配电室设备的安装

在变配电室设备的安装过程中，高压室应该要选择在靠近电源的一侧，高低压配电室内，必须要保持良好的通风，而且在低压室的进线柜的母线应该要尽量保持最短。在对配电箱进行安装的时候，箱体，必须要使用专业的水平仪进行校准，确保箱体保持与地面平行。另外，手车柜安装的过程中应该要确保柜内控缆牢固，便于手车可以随时进出。

（三）开关插座的安装

插座、灯具开关等配件的安装应该要与土建工程施工保持一致，在进行预埋安装的时候，必须要符合图纸的相关要求，并且要配合土建安装轻质隔板与外墙保温板，在隔墙板与保温板内接管与稳盒的时候必须要使用开口锯，确保开槽的尺寸满足要求。施工定位过程中，对于开关以及其他的配件设备，左右、前后盒位允许偏差应该控制在50mm之内，灯具和吊扇中心之间的偏差控制在50mm之内，开关盒距門框的距离一般为150-200mm之间。当各种设备安装结束之后必须要立即进行调试，确保设备可以正常使用。

四、结语

综上所述，随着工业以及居民用地不断紧张，超高层建筑也越来越多，已经成为现代建筑行业选择的主要类型。高层建筑的电气系统设备较多，在进行安装的时候必须要根据电气系统的施工要求和施工标准，对电气系统内部的设备进行有效安装，以提高电气系统运行过程中的安全性与稳定性。