高层建筑电气系统设计与线路的安装要点

　　摘要：高层建筑越来越多，高层建筑电气设计质量如何保证？线路安装的主要内容及有关问题有哪些？本文结合规范详细阐述了高层建筑电气系统设计时各系统负荷的分配措施，按照规范，通过科学负荷验算，从设计上满足各系统用电负荷安全性要求。并对建筑物强弱电系统管线敷设提出合理解决方案，以满足建筑智能化要求；对其管线的敷设安装施工工艺及注意措施进行详细探讨。

　　关键词：电气  设计  安装

　　1 高层建筑电气设计的主要内容

　　1.1 负荷的计算 电力负荷是供电设计的依据参数。计算准确与否，对合理选择设备，安全可靠与经济运行，均起决定性作用。高层建筑的电力负荷计算，基本上采用负荷密度法和需要系数法。

　　1.2 供电电源及电压的选择 为了保证供电可靠性，现代高层建筑至少应有两个独立电源，具体数量应视负荷大小及当地电网条件而定。两路独立电源运行方式，原则上是两路同时供电，互为备用。另外，还须装设应急备用柴油发电机组，要求在15秒钟内自动恢复供电，保证事故照明、电脑设备、消防设备、电梯等设备的事故用电。国内高层建筑的供电电压，都采用10kV标准电压等级。

　　1.3 高低压配电系统的设计

　　1.3.1 高压配电系统：现代高层建筑均是采用两路独立的10kV电源同时供电。一般高压采用单母线分段，自动切换，互为备用。母线分段数目，与电源进线回路数相适应。只有当供电电源为一主一备时，才考虑采用单母线不分段的结线。电源进线几乎全部采用电缆进线。

　　1.3.2 高压系统及低压干线的配电方式基本上都采用放射式系统。楼层配电则为混合式系统。配电设备中的主要部分是干线。现代高层建筑的竖井多采用插接式母线槽。水平干线因走线困难，多采用全塑电缆与竖井母干线联接。每层楼竖井设配电小间。层间配电箱经插接自动空气开关从竖井母干线取得电源。当层数较多负荷数较大时，一般按层数分区供电，或将变压器分散设在地下层、中间层或最顶层。

　　1.3.3 功率因数按规定应补偿到0.9—0.95。无功补偿都采用集中补偿方式。为降低变压器容量，多集中装设在低压侧，与配电屏放在一起，但必须采用于式移相电容器。

　　1.4 主要设备的选型

　　1.4.1 高压开关柜。现代高层建筑的变配电室设在主楼地下层，按规定不宜采用油开关。国外用于高层建筑的开关有三种类型可供选用：高压空气断路器，SF6开关和真空断路器。其中高压空气断路器因技术陈旧，SF6开关尺寸数大，气体具有毒性，故目前10kV真空断路器应用的较为普遍。因此，应根据高层建筑地下室的标准，选用具有“五防”功能的真空开关手车式高压开关柜。

　　1.4.2 电力变压器。根据防火要求，主楼内是不允许装设大容量的油浸电力变压器的。国外有干式变压器、SFe变压器和硅油变压器等三种产品可供选用。

　　1.4.3 应急备用发电机组。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。应急备用发电机组必须是快速自起动的。按国外规定，应能在15s内恢复供电。从可靠性出发最好选用两台，自动并车。容量较小时也可选用一台。

　　1.5 电气照明设计 电气照明设计，包括光源选择、照度计算、灯具造型,灯具布置，眩光控制和调光控制和照明配电线路敷设等。照明设计与建筑装饰有着非常密切的关系，应该相互配合，在使用功能及艺术意境方面求得统一。选用高光效电光源，可以取得节能的明显效果。

　　1.6 防雷与接地 现代高层建筑的防雷设计，采用避雷针和避雷带的做法简单可靠、经济合算。但必须保证各层楼面钢筋、金属管道与该层用作引下线的柱筋有可靠的连接，形成等电位层。现代高层建筑都是采用钢筋混凝土剪力墙，与楼板的连接是十分可靠的。关键是做好金属管线的接地。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。

　　2 线路安装内容及要点

　　2.1 地面敷设线槽的定义

　　2.1.1 地面线槽是一种封闭的、直接隐蔽于地面下的金属线槽，可以灵活方便地提供电源、电话、电视、计算机、话筒等线缆传输电能和信号接口。其设计是根据建筑物近期和发展需要布置线槽的纵横间距，根据穿线的根数、横截面积和工艺要求确定线槽的规格及槽数。

　　2.1.2 地面线槽规格型号设置与布线参数要求 内外均热浸镀锌，出线口处采用无螺纹接口，线槽标准长度为3m（可特殊加工），线槽出线口开孔尺寸：＜48mm，线槽开孔间距分：3000mm、2400mm、1800mm、1200mm、600mm等。主要配件有：线槽分线盒：线槽分线盒起到导线的相接、转弯交叉、屏蔽等作用。其中二槽、三槽的分线盒内设有屏蔽分离板，以保证强电、弱电的隔离与屏蔽。 线槽支架分为单槽、双槽、三槽支架，它是用于线槽的支撑及高度调整，高度调节范围一般为20mm～150mm的热镀锌件。其它还包括弯头、封头、出线圈等配件。

　　2.2 地面线槽的敷设安装工艺

　　2.2.1 弹线定位：根据设计图纸确定线槽走向，从始端至终端找好水平线或垂直线，用粉线袋由线路的中心向外进行弹线，按照设计图要求及施工验收规范规定，分别找出分线盒、分线口及支架的具体位置，用铅笔分别标注。一般支架间距为1.0-1.5m。

　　2.2.2 线槽敷设：根据标准位置放置分线盒和支架，然后放置线槽和出线口，同时根据需要加各种配件，朝上的线槽不必立得太长，否则易被砸断。连接完毕后，调整支架和塑料盖，使出线口到适当高度。达到位置正确，固定牢固，走向合理。线槽水平或垂直敷设部分平直度和垂直度允许偏差不超过5mm。为防止灰浆进入，各连接处周边抹专用胶，各分线盒、出线口盒盖拧紧，并用铁丝绑扎，未端加塑料封堵。浇筑混凝土时设专人看护，发现问题及时处理。

　　2.2.3 槽内配线：首先清扫线槽，可先将带线穿插至出线口，然后将布条绑在带线一端，从中一端将布线条拉出，反复多次可将线槽内的杂物和积水清理干净，也可用空气压缩机将线槽内的杂物和积水吹出。放线前应先检查管及线槽连接处的护口是否齐全，其放线和导线连接部分与其它管路敷设形式大致相同。

　　2.2.4 线路检测：线路检查及绝缘遥测按相关规范操作。

　　2.2.5 面板安装：配合装修，依据各出线口用途，安装相应的终端面板。

　　2.2.6 地面线槽表面混凝土厚度应大于20mm；

　　2.2.7 线槽内外应光滑平整，无棱刺，扭曲、翘边等变形现象；

　　2.2.8 支架与调整螺栓调整线槽高度一般以30-50mm为宜；

　　3 结论

　　综上所述，现代高层建筑的电气设计由于智能化的需要而变得复杂，用电设备越来越多，对供配电系统设计和线路安装提出了许多新的要求，因此在电气设计和线路安装时，将供配电系统的可靠性、安全性、灵活性摆在突出位置，认真按照设计和操作规范进行设计优化和施工，从而将建筑智能化从设计和安装上推至臻美。