高层建筑电气低压配电系统供电安全保障探讨

严迎春

【摘要】低压配电系统是高层建筑电气中一个重要环节。低压配电系统的设计施工不当较易引发安全问题。发挥电气设计的功能性，实现电气系统安全性保障，已经成为了高层建筑电气施工环节主要内容。本文围绕高层建筑电气设计应用，分析低压配电系统，对安全性方面展开探讨。

【关键词】高层建筑；低压配电系统；安全性

1 前言

根据《建筑设计防火规范》GB50016-2014定义：建筑高度大于27m的住宅建筑和建筑高度大于24m的单层厂房，仓库和其他民用建筑为高层建筑。高层建筑的电气设备数量众多并且较为复杂，楼层高度越高，对于配电系统的安全性、合理性等综合性能的要求越高。高层建筑电压负荷量和电器应用都相对比较大，所以我们在进行高层建筑的电气设计当中尤其应当需要注意低压配电系统的安全性问题。电气安全往往涉及电气火灾，电气火灾问题在高层建筑的强电弱电领域均有存在。随着工业发展以及消防科学的日益进步，高层建筑电气防火问题的研究也逐渐成为关注的焦点。高层建筑电气设计中低压配电系统运行质量对供配电的安全运转有着相当大的关系。

2常用低压配电系统形式

现阶段，我国比较成熟的、较为常用的低压配电系统按接地方式不同分为 IT 系统、TT 系统和TN系统三种形式。

2.1低压配电IT系统

低压配电IT系统利用对电源端口带电区域不接地设置来实现对低压配电的保护。 同时利用高电阻、电抗或阻抗来对电源端口带电部分进行处理来保护低压配电系统。它能够实現对整个电气系统稳定性、安全性的提升，因此得到广泛应用。

2.2低压配电TT系统

TT系统相对TN系统而言应用范围较小，其主要通过对电源中性点位置的接地设计来实现对整个低压配电系统的安全性保护。 除此之外， 对于电气设备当中能够出现外漏导电部

分也必须要进行接地保护设置。其更适用于一些用电要求较低或用电容量较小的高层建筑当中。

2.3低压配电TN系统

低压配电 TN 系统是将整个高层建筑当中的电气设备可导电金属外壳都连接到统一的保护线上，通过对保护模式的选择实现对整个低压配电系统的保护，一般高层建筑主要采用此系统。

3供电系统运行安全隐患问题分析

3.1 过载及短路保护

在电路系统中应该加强对保护过载、短路，以保证用电设备和供电线路不受损坏。

3.2 电气接地

低压配电系统混用的接地形式在高层建筑电气的设计施工过程中普遍存在，电气接地质量问题频频发生，因为供电系统未进行安全有效的接地处理，或者未按相应工作规范要求进行接地，没有对关键机电设备采取等电位连接设置方式，造成大量电伤亡等伤亡事故。

3.3 保护装置不周全

低压配电系统中的保护接零和过流保护装置等相关安全保护措施设置不周全，不能科学有效控制漏电情况，容易导致高层建筑发生火灾，造成人身伤亡及财产损失。

3.4 漏电保护器使用故障

漏电保护器的使用范围越来越广，它能够有效控制接地故障，避免触电事故和电气火灾的发生，但由于目前漏电保护器的技术问题，导致供电系统的可靠性与安全性降低。

3.5 越级跳闸故障

越级跳闸故障是高层建筑低压配电系统设计中的一个难题，当下级配电回路出现短路故障时，即使该上级配电回路带有保护装的短延时，往往也会出现无选择性越级跳闸，导致断电情况，带来经济损失。目前此问题长期未能完全得到解决。

4 解决与改进方法分析

以往低压供电系统主要考虑对过载、短路保护方面问题的处理，保护用电设备和供电线路不受损坏。现在低压供电系统优先考虑人身和消防安全，主要围绕安全用电进行设计。以下就低压供电系统电气设计中常见问题的改进措施进行分析。

4.1 供电系统负荷分级设计

根据 《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008的要求确定高层建筑的负荷等级，该规范表明，建筑物的使用性质与建筑物在其内部设施的负荷等级划分有较大联系。

4.1.1变压器设计

需要综合多方面因素考虑变压器的位置与数量，要考虑到建筑负荷分布、建筑功能、建筑负荷容量等因素。应以计算后得到的容量为依据选择变压器的容量。一般情况下变压器的负荷率在80%左右，供电半径不高于200米。当实际需求的供电距离超过200米或供电容量大于500千瓦时，为简化配电系统，增强其可靠性，可在条件允许的情况下，在负荷附近建设配电所，这样还能降低电压流通损耗。

4.1.2 电压设计

在高层建筑电气中低压配电系统的设计过程中，应在满足设计规范方面规定基础上，有针对性地围绕供电负荷等级选择供电措施。

4.2 漏电断路器的选择方法

漏电断路器是高层建筑接地保护设置不可或缺的。选择漏电断路器的主要参数依据是额定动作电流。要清楚配电系统的末端所采用什么种类和什么型号的漏电断路器，安全界限标准的额定数值是多少。选择漏电断路器额定动作电流时，首先要针对配电系统中的末端所接用的漏电断路器的安全界限确定上限标准，漏电断路器的额定动作电流必须大于设置电气系统中的正常泄漏电流。根据要求来确定漏电断路器的动作电流，在电气设计过程中，电路支线、干线、分支线、线路末端均使用漏电断路器，这样才能更好地保护电路电网。

4.3 低压配电系统的接地保护

低压配电系统的接地保护设计在高层建筑的施工中，具有十分广泛的应用作用。高层建筑电气设计的接地保护设置要结合建筑工程本身的特点及其电气设计的特点进行设计。

在进行高层建筑的电气设计时，须以避免人身伤亡及财产威胁为目的，保证建筑用电安全为宗旨。接地保护，就是设置自动切断故障电路保护措施，保障建筑供电系统正常运行。在建筑接地保护设置中，若建筑电网线路较长、电网线路导线截面不大时，可采用漏电保护器兼做保护设置和接地设置。

综上所述，低压配电系统作为高层建筑电气设计中的基本内容， 其安全性能对于自身功能、作用发挥以及对百姓生活的安全保障都具有重要意义。应从接地保护设计为基准，充分利用接地保护，从低压配电系统的安全设计开始进行严格控制，才能使高层建筑更好实现自身功能性作用，使整个电气系统的通畅运行得到保障。为百姓提供更高生活服务的同时，为高层建筑电气设计水平的提升打下基础。

参考文献：

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