吴凯

摘要：随着国民经济的不断发展，建筑供配电系统的设计与国民生命安全已经紧密连接在一起。在建筑中，随着种类繁多的各式各样的电气设备的应用，由此产生的电器火灾安全隐患也越来越不容易会忽视，因此我们需要更加合理科学地设计建筑的供配电系统，提高供配电系统的可靠性和安全性。

关键词：建筑;供配电系统;火灾安全

一、引言

近年来，我国加入WTO世贸组织后，经济和科技水平均得到了质的飞跃，尤其在建筑行业，我国的建造技术和专业技能都有突飞猛进的进步，但随之而来的火灾安全隐患也不容小觑。然而伴随高层民用建筑的火灾隐患不断增加的走势，造成的经济损失日益严重，因此，需要开始研究建筑供配电系统中的防火与安全疏散设计，尽可能地减少不必要的人员伤亡和经济损失，从而保障人民的生命安全和整体经济的稳定发展。

二、建筑电气火灾的特性

2.1 高层建筑火灾扑救困难

由于建筑的结构比较复杂，尤其是高层建筑，因高度一般高于18层，建筑体内人员密集，楼道狭窄，配电系统复杂，电气设备安装种类繁杂，不可控因素较多，这些外部条件的制约，会导致高层建筑中的火灾救援会十分困难。

2.2 人员援救困难

建筑尤其是多层或者高层建筑，一旦发生火灾，如何进行快速的人员疏散和撤离则成为最大的难题，影响其救援的主要因素有：（1）安全通道人流拥挤严重：当发生火灾时，受到浓烟或火势的刺激，出于本能，逃生人员在恐惧和求生欲的控制下，会迅速涌进疏散的安全通道，很容易造成踩踏事故等二次事故的发生，危险加大。（2）疏散时间较长：高层建筑由于其自身的特性，楼梯相对狭窄，发生火灾事故时，人员选择楼梯进行逃生，那么楼层越高，逃生时长必然加大。（3）有限的疏散手段和方法：目前，高层建筑主要采用垂直电梯进行上下交通，但是垂直电梯作为客用电梯，一般不具备防烟、防水、防火的特性，因此，一旦发生火灾等危险事故，居民大概率通过楼梯进行逃生，可选择面太过狭窄。

2.3 经济损失严重

2020年，根据应急管理部的消防救援局的统计数据可知，前三季度内，我国火灾形势总体趋于平稳，我国共发生18万起火灾，经济损失已达25.5亿元，其中死亡人数和受伤人数分别为792人和 516人。与往年相比，火灾起数下降9.1%，经济损失下降14%，死亡人数和受伤人数分别下降20.6%和22.4%，。同时，与去年同期火灾情况相比，火灾起数以及伤亡人数均有所下降，而且较大火灾数量递减，重大或者特大型火灾并未发生。其中，究其原因，引起火灾的罪魁祸首为电气用电，从火灾调查的结果报告中不难看出，因电气引发的火灾事故可占总起数约三分之一，而且较大火灾中一般以上均是由建筑电气引发的。虽然居民生活中用电越来越便利，但用电量的增加必然导致电气火灾隐患的增加，因此，在建筑电气的配置和使用过程中，不管是高压供配电系统还是低压供配电系统，都必须加强对建筑供配电系统中各种防火安全的管理，并寻求相应的解决措施。

三、建筑供配电系统防火设计要素

3.1电力负荷分级供电设计要素

目前，我国将电力负荷分为以下三个级别：

（1）对于建筑供配电系统中一级负荷设计要点：一级负荷中尤其是特别负荷的设计，必须在保证两个必备电源的基础上，额外增加应急电源的设计。另外，随着建筑供配电系统对一级负荷（含特别负荷）的供电可靠性能和连续性的要求越来越高，原有的从电力网引入两回路电源进线，并采用加倍自投的供电方式已经无法满足一级负荷的供电需要[1]。我国大部分地区的主网电压都是采用并网设计，加上引起全网停电事故的原因往往是系统内部故障或电力网发生故障，因此为了确保一级负荷供电的可靠性，我们应该降低预备应急电源的容量，并保证应急电源系统中不能接入其他负荷。

（2）对于建筑供配电系统中二级负荷的设计要点：要求如果发生变压器故障或支路线路故障时，应该不出现大面积停电和断电的状况，若地区供电条件困难或线路负荷较小时，二级负荷的一路供电线路可选择6KV等级的架空线路。

（3）对于三级负荷的设计要求：无硬性要求。

3.2 配备变电所的设计要素

随着建筑体系的供配电系统的大负荷用电量的增加，主要是居民用电中的大功率电器，如冰箱、空调、热水器、水泵等，由于负荷较大，考虑同时启动时非耗电量和配电系统线路的带载能力，需要单独配置相应的变电所。考虑到设备在使用中对通风和散热的要求，因此不要把设备设置在多层建筑的最底层，通常建议将设备机组放置到高层建筑的地下层或首层。另外如果是高压配电系统，则最好避免安装内部含有可燃性油气的一些电气设备，另外高压供配电系统中，一般建议选择干式绝缘气体材料的变压器，同时可以选择单母先或者双母单分段接线方式的母线作为配变电所的母线的进线方式，最后选择断路器或负荷开关作为电源进线的控制开关，更加安全可靠。

3.3 低壓配电设备的设计要素

对于低压配电设备的设计要求：供电系统中需要将动力设施和照明设施单独分开进行设计，分别配备不同的电源，而其他设备则可共用一个供电电源，这是为了充分保证低压配电系统供电的可靠性。另外，如果遇到TN系统发生较大接地故障，产生大电流故障时，则还要考虑线路高温易引起火灾的隐患发生，因此需要特别关注PE和PEN发生故障引发的热稳定性问题[2]。

四、建筑供配电系统中电气防火安全措施

4.1建筑消防安全设计措施

现代建筑中，随着气体能源、挥发性物质的电气设备的使用频率的增加，整体建筑供电系统的用电负荷量呈翻倍式增加，而由电气安全引发的火灾事故隐患的危险系数也在不断增加。因此，建筑消防安全的设计成为了建筑体系设计需要考虑的首位要素。目前，建筑消防安全设计的主要内容包含建筑体系内外组成部分的消防部署、火灾应急照明系统的设计以及消防电源部署部署及配电系统的设计等，因此需要根据建筑中实际情况设计相应的消防安全设施和供配电系统[3]。

4.2 低壓供配电系统相关技术

低压供配电系统中的漏电保护装置，是一种可以检测供电设备是否漏电并发生报警的装置，可实时反应系统中的故障情况。为了实现低压供配电系统的可靠保护，若发供电设备的绝缘水平不符合相关标准的要求，那我们可用三级漏电的方式来加强系统的漏电保护。另外，我们还要科学合理地配置整个配电系统，如果自动开关的类型是混合熔断器或者是完全熔断器的类型时，那么在选择自动开关时，应确保上级开关是短延时型的，下级熔断器的选择保护则应保证保护动作的绝对选择性。其主要解决措施如下：

（1）选择电气设备时，需要检查电气设备的绝缘水平是否符合规范标准的要求。

（2）需要确保控制电源的可靠性能。

（3）发生大电流故障时，保证短路保护设备和过负荷保护设备可快速动作。

（4）应采用剩余电流保护器来防止供配电系统引起火灾。

4.3加强对低压供配电系统管理

除了以上供配电系统的电气安全设计需要考虑外，我们还要加强对低压供配电系统的管理，规范各种工作流程和管理制度，具体措施如下：

（1）建立和加强用电监督制度，明确我国及各地的抄表制度，预防各地违规用电，如违接、私拉电线等各种偷电漏电的行为。

（2）更换配电系统中的老化的仪器设备，如旧式电量采集器，老化的电线电缆等。需要根据各地供配电系统的实际设施情况进行更新换代，尤其是将老式点表更新为实时物联网数字采集器，可有效确保电表的稳定性能，降低误差，实现各地区的自动化发展步伐。

（3）加强供配电系统管理人员和工作人员的整体技术水。我们需要进一步增加管理人员的管理意识和管理水平，确保管理人员的带头领导作用，同时其他工作人员，也要加强岗位培训，引进先进的电网专业技能，保证其良好的职业素养和技术水平。

（4）需要将低压配电网系统进行标准化改造。目前低压配电网系统各地采用的标准不同，各种设备私有协议还是较多，需要加大各地区标准化的改进步伐，实现国产化，标准化的发展。

参考文献：

[1]张车. 建筑供配电系统火灾安全防范措施探讨[J]. 山东工业技术. 2014（8）：29-30

[2]赵岚. 智能工业厂房低压供配电系统可靠性分析[J]. 消费导刊. 2019（22）：133.

[3]杨旭东. 论建筑电气专业消防设计问题分析[J]. 装饰装修天地. 2018（20）：179.