高层建筑电气设计中低压配电系统安全性探讨姜云

高层建筑电气设计中低压配电系统安全性探讨姜云

姜云

浙江地标建筑设计有限公司浙江金华321017

【摘要】随着我国经济快速发展，然而电力系统也得到前所未有的突破性推动，低压配电在我国高层建筑的电气设计中应用的越来越广泛。低压配电系统在电气设计中占据重要地位，如今高层建筑中电气设备复杂多样，电压负荷较大，所以尤其要重视电气设计中的低压配电系统的安全性。本文通过对低压配电系统各个方面进行了分析，对高层建筑电气设计中低压配电系统的安全性进行了探讨。

【关键词】高层建筑；电气设计；低压配电系统

一、低压配电系统简介

低压配电系统由以下几个部分组成：配电变电所、高压配电线路、配电变压器、控制保护设备和低压配电器，通过在对电能分配的过程中进行调控，发现严重的负荷或者过载情况就自动切断线路，来保护电源线路和电动机。

但是在低压配电系统运行过程中，可能会由于安装过程中出现问题，或者是对电气线路和设备没有进行定期检查，以及电器产品质量不合格等等因素，造成漏电的情况甚至引发火灾，给人民的生命和财产安全带来极大的损失。所以低压配电系统的安全性是一定要得到保证的，现如今的相关应对措施一般是加装漏电保护器、实施等电位联结等方法。

二、高层建筑中配电系统的设计原则

2.1优化原则

供配电的设计要根据建筑物的结构来进行，保证设计的科学性和合理性，可以有效避免线路的交叉重叠等等，可以更好的节约材料、减少投资，高层建筑更应该利用自身优势以及现代化技术来做好节能工作。配电系统在保证安全可靠以及满足负荷电容的前提下，应该适当规划出备用容量以便日后扩容。同时，供配电线路的绝缘性能要良好，彼此之间保持安全距离，高层建筑尤其要注意防静电和防雷击技术的运用。

2.2高效原则

高层建筑中的电气设备较多并且复杂，如果配电设计没有考虑周全，就会造成浪费，影响到整座建筑物的效能，所以在配电设计中应该以负荷容量为依据设置多个配电中心，通过这种分散化的配置来节约电能避免损耗。单一配电箱的设计会造成电缆的交叉重叠，造成浪费的同时还加大了整体负荷，影响供电可靠性。同时在供配电系统的设计中尽量保证三相供电系统的负荷分配均匀，这种平衡的负荷可以更好地高效利用资源，帮助供电变压器良好运行。

三、低压配电系统中供电线路的安全性

3.1供电线路设计的安全性

供电系统中除了要保证供电电源满足电力负荷的要求，同时也要保证供电线路的安全可靠，在供电线路铺设时要考虑建筑物的性质和要求，以及供电设备的分布情况，尽量规避外部热源、腐蚀物和灰尘聚集对线路造成影响，同时注意各种外界应力，比如建筑物的沉降等造成线路损坏。高层建筑的电气设计中，地下车库的应急照明配电应该设置专门的配电间，直接装在墙面上很容易因为火灾导致应急照明配电箱被烧毁；消防用电设备应该有专用的供电回路来保证消防电梯、消防水泵等供电，同时在最末级的配电箱处设置自动切换装置。

3.2分区树干配电方式

为了不影响到一级和二级负荷中断供电的情况，同时要符合供配电系统设计的要求，配电线路是受到前段线路的短路保护电器所保护的，并且前段线路经受的短路能量不大，不设置短路保护也并没有很大影响。建筑电气设计的低压配电系统的设计中，为了保证供配电系统的安全，高层建筑或者城郊别墅往往都是采用分区树干式的方式来进行配电。

四、低压配电系统的接地保护系统

高层建筑电气设计中低压系统，在安装了接地保护系统后既可以为高层建筑供电系统中低压部分的电流电压起到保护作用，还可以避免电流电压对供电系统产生影响，保证供电系统安全运行。接地保护系统作为保护高层建筑电气系统中低压配电系统安全性的重要设计，主要有低压配电IT系统、低压配电TN系统和低压配电TT系统三种。

4.1低压配电IT系统

高层建筑电气系统中低压配电系统中的IT系统，其电源端口的带电部分要通过高电阻和高电抗来进行接地保护的，或者不进行接地设置，同时应该进行接地保护的还有用电设备的外露导电部分。IT系统来保护建筑工程的电力供应安全程度和供电稳定性都较高，适用于需要不间断供电或者供电要求高的建筑工程，满足多数企业生产运行的要求。

4.2低压配电TN系统

低压配电TN系统的供电设计中，首先用一根保护线将所有的电器设备外壳都连接起来，进行一定的保护模式设置，并且要将配电系统的所有中性点进行连接。TN供电系统分为三种模式，TN-C、TN-S和TN-C-S，这三种模式在实际应用中各有优势和缺点，可以根据低压配电系统的中性线和保护线之间的并和关系进行选择。其中TN-C系统作为三相四线系统最容易实现；TN-S系统是三相四线加PE线的接地系统，适用于易爆的危险环境以及数据处理中；TN-C-S系统使用于工矿企业供电。

4.3低压配电TT系统

如果电气系统中使用TT系统来进行低压配电的供电应用设计，那么首先要在电源中性点处做接地保护设计，同时对于外漏导电部分以及电源中性点接地设置中也要进行接地保护。低压配电TT系统一般应用于用电要求和电容量较低或者电力设备较少的农村地区，一些个别的城市公用低压线路的供电中也会采用TT系统进行电力供应。

五、高层建筑中低压配电系统的接地保护

为了让高层建筑物用电更加安全，免除电力系统对于人身和财产安全的威胁，高层建筑一般都会进行接地保护，在出现问题时会自动切断故障电路以保障建筑物的供电系统。接地保护设置要考虑到建筑物的配电系统接地型式、建筑电气设备的分布和使用情况、电气回路中保护线截面情况等，但是不论哪种接地保护形式都要进行总等电位联结来避免外部电压影响到建筑物的电路。

低压配电系统中TN系统如果出现接地故障，一般是由于金属性短路或者发生故障的电流过大，为了避免这种情况我们可以在进行接地保护的同时加装电流保护器，实现对电流短路和电路负荷的保护，同时也可以保护低压配电系统的接地故障保护装置。

六、高层建筑接地保护设计中漏电断路器的选择

高层建筑的接地保护设置中不可或缺的就是漏电断路器，在漏电保护器的选择中我们要注意几点，尤其是注意漏电断路器额定动作电流的选择，首先检查用于配电系统末端的漏电断路器的电击能量是否符合安全标准；其次是保证漏电断路器的额定动作电流大于电气系统中正常泄漏电流，避免电压对电路造成损害；同时在电气设计中对于分支线和线路末端的用电设备、用电支线和干线都要使用漏电断路器，实现对电路电网的全面保护。

七、结束语

高层建筑在各方面的复杂性往往更大，尤其是那些集休闲娱乐、商业办公、日常居住为一体的高层建筑，用电设备更是复杂多样，其用电容量和供电系统的复杂性对于低压配电系统的安全性也提出了更多的要求，所以低压配电系统的安全性要兼顾好接地保护的设计、电网线路的排布以及电气设备的选择应用等等方面，只有从设计中就保证了低压配电系统安全运行，在日常检修维护中面面俱到，才能真正保证高层建筑整体电气系统顺利运行。

参考文献：

[1]张绍晖.探讨高层建筑电气设计低压供配电系统的可靠性[J].中华民居（下旬刊），2014（06）.

[2]沈天杭.关于建筑电气低压配电设计中各种接地系统的分析[J].中华民居（下旬刊），2014（06）.