试论高层建筑电气设计中低压配电系统安全性

试论高层建筑电气设计中低压配电系统安全性

高达

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摘要：随着国家的经济发展，现在对电力设备的需求也越来越大，在高层建筑的电气设计中，健全的低压配电系统设计是非常重要的，确保配电系统设计合理性，能够为楼层居民生命财产安全提供有力保障。因此，在持续关注高层建筑电气设计时，本文通过分析影响低压配电系统安全性的因素，总结设计低压配电系统的要点，探究保障低压配电系统安全性的措施，供专业人士讨论和分析。

关键词：高层建筑；电气设计；低压配电；系统安全

引言：高层建筑电气设计具有复杂性，一旦其中一环出现错误，均可能导致建筑质量降低。低压配电系统在高层建筑中的作用不可忽视，需要确保其设计合理，减少安全隐患的出现。高层建筑的用电负荷相对较大，所以通过加强对系统安全性影响因素的分析，并提出保障安全的有效措施十分必要，对维护高层建筑整体安全有着重要指导性意义。

1.影响低压配电系统安全性的因素

1.1电气故障

在低压配电系统长期运行过程中，一部分设备已经开始老化，从而导致开关难以关闭，并且装置的能量存储也很容易被削弱。随着低压配电设备的运行，其故障类型多种多样，均可能对低压配电系统安全性造成影响。如，内部组织结构变形，负载开关控制板不能正常显示，弹簧装置不能回到原来的位置等。

1.2环境因素

过高或过低的温度以及高湿度环境，可能对电气设备和线路造成损害，影响其绝缘性能，不利于低压配电系统的正常运行。对于灰尘、污垢、化学物质等污染物，可能在电气设备上积聚，降低设备绝缘性能，容易出现短路风险。在腐蚀性气体如二氧化硫、硫化氢等的影响下，可能会腐蚀电气设备和金属部件。在设备安装时，一旦出现较大振动较大，或者在受到冲击时，可能出现接线松动问题，导致电器元件被损坏，促使故障风险增加。

1.3设备质量与选型

以断路器为例，在高层建筑中，选择剩余电流断路器，对确保低压配电系统安全具有关键作用，所以需要与上、下层电气设备之间形成较好联动。对于断路器的选型，需要对整套电气设备配套，且需要吻合额定负荷压力、额定电流、额定功率以及与所在配电回路。通过对塑壳断路器极限状态的分析，在预估短直流限流熔丝作用之后，如果谨慎地选用塑壳断路器，可以达到动安电稳定性的要求，并能对短断路进行有效的切断，让电力系统与整个低压配电网相匹配。

2.低压配电系统安全性设计要点

2.1合理设计配电方案

2.1.1低压配电系统设计要求

在高层建筑中，需要在明确低压配电系统设计后，在操作过程中，保持电器设备的安全。通过保证供电链的连续性，保证供电时间的合理设计，采用电网模式，将2台电源置于高楼内，且相互独立，能够满足一级负荷、二级负荷等要求。当一台电源出现故障时，可以快速地向另一台电源进行切换，从而满足了居民的用电需要，方便了设备的使用[1]。

合理设置供电电源。在高层建筑中，设备的运行需要充足的电源供应作为支持。高层建筑项目数量不断增多，电梯作为关键的垂直交通，能够满足居民出行需求。一旦出现火灾，在电源出现故障时，电梯逃生安全性较低。所以，对于高层建筑的供电电源，在设置时需要保障合理、有效。

图1某高层建筑低压配电系统中主接线设计图

2.2低压配电系统设计原则

2.2.1优化性

在高层建筑电气设计中，为确保低压配电系统安全，需要遵循优化性的基本原则，充分考虑系统资金投入，合理并确保资金的科学分配与使用，最大程度发挥资金效益。针对低压配电系统设计在高层建筑物中的优势，需要充分加以明确，并将环保节能等理念融入系统设计中，确保低压配电系统方案的实施能够在高层建筑电气设计中突显适用性。

2.2.2高效性

在低压配电系统设计中，需要尽可能的保障用电负荷均匀，所以在配置配电系统时，要求满足合理性的基本要求。通过加强维修团队合作，定期组织系统检查维修等工作的开展，避免重复维修，有效降低维修费用。坚持高效性的低压配电系统设计原则，在保障安全的同时，既要提高对能源的利用率，也需要满足电气设备的用电需求。

2.2线路敷设与保护措施

电力系统中的主线设备比较复杂，且各类线路广泛分布于系统内部，总体设备操作流程复杂度较高，一旦电器运行出现故障，会对整个系统造成影响。所以，通过对系统集成技术的科学利用，加强对投资运行总开支的合理管控，既要保障系统运行安全，也需要达到经济性的基本要求。

在低压配电系统主接线设计中，需要分成多个分支，选择集成取电的方式，确保设计满足安全性的要求。从根本上加大对工程投资的控制力度，在一般情况下，采用交流辐射型主干型，在低压配电网中采用380V/220V的交流电压，可增强电网主要线路的安全性。基于此，使用集中式电源系统，上面所描述的电源系统可以被使用。当系统负载不大时，应以集中供电为主，并配合树枝供电方式。

对于高层建筑配电系统的设计，应结合实际用电需求，选择合理模式。例如，在某高层建筑中，需要加强对主接线安全的控制，针对前一年中发生过的六次安全事故，在改进之后，安全事故发生次数为三次，且明显降低。所以，确保主接线的安全性，能够达到降低安全事故发生概率的作用。

2.3保护电器选择与配置

将高层建筑的电力负荷作为参考依据，需要科学选用保护电器，且动作流量设置应合理。部分高层建筑的住宅区域面积不超过1500平方米，将断路器作为保护装置时，其流量设置为300mA。当住宅区域的面积保持在1500平方米到6000平方米的区间范围内时，在这种情况下，工作电流为500mA。在6000平米以上的低压配电网中，必须实现多套漏电开关的配置，采取多路分配的基本方式，全面提升系统的安全性。

在低压配电系统中，作为系统保护设施中的一种，运用备用电源可以促使系统安全性增强。在选择备用电源时，若以单台机组为主，需要对机组额定容量合理控制，保障线路设计的有效性。在系统断电之后，确保备用电源能够自动在3秒内启动。当后备电源引擎处于额定速度时，必须对其进行严格的电流控制，以保证其分批投入，以防止因低压母线压力下降而引起的安全隐患。当系统重新供电之后，供电工作必须在30秒内完成。5到10分钟后，当系统稳定运转时，将备用电力和发电机关掉[2]。

2.4接地与等电位联结设计

在系统接地时，可以保证低压配电系统运行安全。例如，当发生雷击时，通常要通过架空线，将雷击电流引向接地通道，以实现对电器设备的保护。当高压线路发生跌落时，系统接地能够为高压侧接地提供一条通道，将高压侧接地故障电流送回电源，从而促使高压侧出线的继电保护动作，防止高电压任意窜入，从而降低了低压系统的故障发生率。

保护接地通常是指电子设备的金属壳体上的接地方式，能有效地减小与地面之间的电位差，当身体与电源直接接触时，可以有效地降低触电的危险。在TN-C系统一楼内的诸变压器、发电机的中性点或低压供电TN系统的PEN线的位置上，通常情况下，只有将电源中性点或PEN线的位置都只能在一点接地，这样可以有效地降低中性线电流的分流，避免出现电气火灾。

以总等电位联结方式为例，针对建筑内的PE母排，要将其和各种金属钢管和金属结构连接，保证金属部位的电势相同或相近，减少接触电压的作用，实现对接地的改造。如果从供电线路上直接通入大楼，则会导致触电。可以运用总等电位联结，在TN系统进行消除。在部分户外场所，若电源传导的故障电压并不具备等电位连接的作用，在其数值超过50V的情况下，可能会出现电击事故，所以需要促使系统接地电阻值降低，使其满足RB/RE≤50/(UO-50)的要求，其中RE指的是接地故障的接地电阻。

对于局部等电位联结，一般在建筑物的局部场所内部，对于同时接触导电部分之间产生的电位差，若大于该场所中的接触电压限制，需要通过再做一次等电位联结。由于该局部区域，促使故障时电位差的降低，例如，在浴室内部，或者在远离等电位连接的接地母线排的位置[3]。

3.提高低压配电系统安全性的措施

3.1加强安全检查

通过加强对低压配电系统的安全保护，在做好日常检查工作时，保障线路设置达到技术要求，同时还需要认真核实在对电气线路严格检测时，保证其功能正常，避免绝缘损坏，且电阻能够达到安全标准。对接地保护装置运行状态加以确认，使其摆放合理，并处于安全稳定的运行环境中。

3.2规范技术操作

在技术操作时，应遵循规范性基本原则，营造安全稳定的运行环境。提前做好停电验电工作，完善对接地线的装设，并在指定位置设置标识和遮拦设备，与人员之间应保持安全间距，并在操作时保持停电状态。在线路两端需要充分验电，利用质量优良的验电器，并对其性能做好措施，获得准确的验证结果。

3.3加强组织管理

通过对系统组织管理加以强化，保障技术配套措施充分落实。在了解现场实况时，建立完善规章制度体系，保障工作流程设置规范。以电气设备维护、实验等工序为例，基于健全的安全规程，保障各项工作运行有效，降低电气事故发生概率。

结束语：在高层建筑电气设计中，低压配电系统的运行，为日常生活提供了便利，所以需要确保系统持续安全使用。因此，需要完善低压配电系统设计，有效规避安全隐患的发生。通过加强对系统的全面管理，打造安全稳定的环境条件，有效保障高层建筑中居民的生命财产安全。

参考文献：

[1]叶书明.针对高层建筑电气设计中低压配电系统安全性分析[J].民营科技,2022,(08):1-3.

[2]金建中.高层建筑电气设计中低压供配电系统安全性分析探讨[J].中外建筑,2022,(02):3-4.

[3]王宏伟.高层建筑电气设计中低压配电系统安全性探讨[J].科技创新与应用,2022,(16):1-3.