建筑电气供配电线路的设计与保护

建筑电气供配电线路的设计与保护

李根 张梦可

河南省城乡规划设计研究总院股份有限公司 河南省郑州市  450053

摘要：在城市化发展持续加快的时代环境下，供配电线路设计工作在建筑电气中的重要性不断提升。科学合理的线路设计不但可以更好地保障系统安全稳定运行，还可以强化能源利用率，减少不必要的资金浪费，降低对环境的污染与破坏。在工程设计中，电气设计从业人员应结合项目的实际情况，制定安全、绿色、节能、经济、满足规范要求和使用需求的设计方案，做好供配电线路保护措施，保证供配电系统可以安全稳定运行，为现代社会更美好的明天献上自己的一份力量。

关键词：建筑电气；供配电线路；设计；保护

1建筑供配电线路设计保护的重要性

1.1确保人员安全

供配电线路设计保护的首要任务是确保人员生命安全。电力作为一种危险性较大的能源，一旦供配电线路出故障，如漏电、短路、过载等，可能会引发触电危险，严重时甚至会引发火灾，危及人员的生命财产安全。通过合理的设计，如设置漏电保护、短路保护、过负荷保护等，可以有效防止电气事故的发生，保障人员的安全。

1.2保障设备正常运行

合理的线路保护措施，可以保障用电设备的正常运行。在现代社会，许多设备和系统（如空调、电梯、照明等）都依赖电力系统提供动力。如果供电线路设计不当或保护措施不到位，可能会导致设备故障、运行不稳定，甚至损坏设备。通过合理的设计，可以确保电力供应的稳定和安全，从而保障设备正常运行。

1.3提高供电可靠性

在工程设计中，应注意区分用电负荷性质和负荷等级，满足相关国家规范对供电可靠性的要求，确保重要的用电设备在正常和突发情况下都能稳定运行。可以采取设置柴油发电机加一路市电或从市政引来两路市电互为主/备用电源等措施，提高供电可靠性，减少中断供电的损失和不利影响。

2供配电线路中的常见故障类型

2.1线路短路

线路短路故障是供配电系统中常见的问题，对电力运行安全和设备正常运行造成重大影响。短路故障指电力线路中两个或多个电极之间发生低阻抗连接，导致电流超过设计值而产生的异常状态。这种故障可能由于线路绝缘损坏、设备故障或操作失误等原因引起。线路短路故障的影响是多方面的，它会导致电流突然增大，造成线路过载，使电气设备承受过高的电流而可能损坏，并且还会导致线路电压下降，从而影响供电质量，甚至引发其他设备的故障。

此外，短路故障还会引发电气火灾的风险，对人身安全和财产安全构成威胁。因此，及时发现和排除线路短路故障，采取相应的措施以防止其发生至关重要。

2.2线路断线

线路断线问题指的是电力线路中断裂或失去连接的情况，可能由于线路材料老化、外部损坏、接触不良或设备故障等原因引起。线路断线故障会对电力系统和设备运行产生重要影响，它会导致电力无法传输到目标设备或负载，从而导致停电或设备失效，从而对生产、生活和公共服务等方面造成严重的影响。此外，线路断线还可能引发过电压或过电流的问题，对设备和系统的安全稳定性产生负面影响，并且存在火灾风险，可能对人身安全和财产安全构成威胁。

3建筑电气供配电线路设计与保护措施

3.1结合电器分类确定相应方案

在经济持续发展的背景下，广大群众生活质量不断提升，为了更好地满足工程的实际需求，目前市场上已经出现一些功率较高的用电设备，从业者在进行线路设计时，应根据各种用电设备的不同特点，选择恰当的配电方案。

3.2选择适宜的电力线缆

电缆电线在供配电设计中占有重要的地位，学会正确选择合适的电力线缆显得尤为重要。首先应根据建筑物的性质和电缆敷设方式等，确定各个场所应选用的电缆类型和电缆需要满足的燃烧性能等。如人员密集场所建筑应采用低烟无卤阻燃电缆；消防配电线路与其他配电线路敷设在同一电缆井、沟内时，消防配电线路应采用矿物绝缘类不燃性电缆。

其次，应将重点放电缆材质的选择上。目前市场上的电缆电线主要为铝芯和铜芯。同等规格截面积下，铝芯电缆价格更低，电流载流量也更低。同时，铜材与铝材相比，具有耐腐蚀、性能稳定、熔点高、机械强度高等特点。为确保消防用电设备在火灾时的持续供电，所有消防用电设备的电线电缆应采用铜导体。

3.3选择适配的保护元件和合适的监控系统监测点

电气保护主要具有三种类别，分别为漏电、过载与短路。为了更高的安全性，配电线路装设的上下级保护电器，其动作特性应具有选择，且各级之间应能协调配合。变压器二次侧至用电设备之间的低压配电级数不宜超过三级。根据项目实际情况，合理选择树干式或放射式配电：重要设备或大容量设备采用直接从低压柜放射式配电，可减少其他线路故障时对该线路的影响；普通小容量用电如楼层照明配电箱，可考虑选用树干式配电，以达到有效节省造价成本的目的。

电力系统运行中总难免会出现设备故障或线路故障的情况，若想快速排查故障点，使维修工作更加高效，从业者需要在设计阶段规划好相应的漏电保护设施。若想减少故障点对其他用电设备或线路造成影响，应规划好的电气火灾监控点位（仅非消防负荷需要设置电气火灾监控）、消防设备电源监控点位的设置。采用树干式配电的用电设备，电气火灾监控点可设置在楼层配电箱进线端。从低压柜放射式配电的设备，当配电箱的计算电流不小于300A时，电气火灾监控点宜设置在配电箱进线端；若计算电流小于300A，则可将电气火灾监控点设置在低压柜出线处。消防设备电源监控点设置在消防末端双切箱。通过电气火灾监控系统和消防设备电源监控系统，在非消防设备或线路故障时，可以立刻断开断路器开关，切断电源；对于发生异常的消防负荷设备，应采取只报警不跳闸措施。针对不同性质、不同容量的用电负荷，采取相应的合理措施。

3.4防雷接地设计

在实际工程中，雷击电磁脉冲会引发电气和电子系统损坏或错误运行，而雷击建筑物可能会引发人员伤亡和文物、财产损失。因此在供配电设计中，防雷接地设计是必不可少的。防雷设计，首先应根据建筑物的形状、尺寸、高度及项目所在地的年平均雷暴日等数据，计算该建筑的年预计雷击次数，再结合该建筑的性质，确定建筑的防雷类别，并根据建筑高度确定该建筑是否需要采取防侧击雷措施。其次，根据防雷规范中该防雷类别的相关要求，确定建筑防雷引下线和屋顶防雷网格的设置要求。最后，根据国家规范相关要求设置防雷接地基础网。总等电位端子箱可设置在首层变配电房或强电进线间内；所有带淋浴的卫生间或泳池应设置局部等电位端子箱；所有水泵房、空调机房等设备间应预留接地端子；建筑的电源进线总箱、重要设备配电箱或跨越防雷区线路的进线端等需要设置浪涌保护器。

在实际工程中，通常将混凝土或剪力墙内部存在的截面积满足规范要求的钢筋作为防雷引下线或暗装接闪带。而屋顶上明装的金属屋顶，若满足防雷规范的要求，可以作为明装接闪带使用。利用建筑物原有钢筋或金属屋顶设计防雷接地系统，可以有效节省建造成本、缩短项目施工工期等。

结束语

在经济高速发展的时代环境下，随着广大人民群众对电力能源的需求量不断增长，相关国家规范条文对供配电系统的稳定性提出了更加严格的要求。作为现代化建筑项目中的核心构成部分，供配电线路在安全、节能等方面发挥着十分重要的作用。为了保证供配电线路可以稳定运行，需要对供配电线路展开有效的设计与保护。

参考文献

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