高层建筑电气设计中低压配电系统安全问题探究

曾真斌

摘 要：随着我国经济和科技的发展，逐渐增多的城市人口对住房需求的不断增加，高层建筑就这样应运而生了。在高层建筑的构成当中，低压配电系统占据着至关重要的地位。在高层建筑施工过程中，其电气设计低压配电系统应该不断地优化，否则就会为高层建筑在后期的使用过程中埋下安全隐患。尤其是高层建筑在使用中会涉及到大量的电器设备，就使其用电负荷大大增加，一旦设计出现故障很容易引起安全事故。因此，本文主要分析高层建筑电气设计中低压配电系统的安全性，并阐述其具体应用和设计保护方面的内容。

关键词：高层建筑；低压配电系统；电气设计；安全问题

经济和科技的发展带动了我国建筑行业的进步，其中高层建筑的出现和应用就是我国建筑行业的进步表现。低压配电系统对于高层建筑而言至关重要，因此，在高层建筑电气设计中低压配电系统设计时，应充分考虑其合理性和科学性，从而为电气系统的正常运作奠定良好的基础。现如今，在我国高层建筑低压配电系统中逐渐暴露一些问题，若相关工作人员没有妥善的处理这些问题，将不利于我国高层建筑电气系统的健康发展。因此，相关设计人员应该立足于实际情况，坚持实事求是的原则来处理其中存在的安全问题，从而使我国建筑工程的整体质量得到切实的保障。

一、常见的低压配电系统

1、TT低压配电系统

TT低压配电系统在我国由来已久，但是该系统的应用范围比TN低压配电系统的应用范围要小很多，TT低压配电系统在接地设计时充分利用电源中性点的位置，从而达到保护低压配电系统安全性的目的。此外，在电气设备中存在导电部分外漏的可能性，因此也应该对其设置接地保护。高层建筑电气系统处在正常运行的状态时，PE线路是不携带电流的，也就是说在高层建筑电气低压配电中利用TT系统时，电力系统内部的PE线和中性线N是不带电的。尽管在某种程度上来讲，TT系统可以使漏电设备外壳对地电压得到大幅度的降低，但是即便是降低了也无法符合安全范围的具体要求。在充分把握TT系统特点的基础上，可以充分的认识到，其在具有较小电容量的农村低压电网或者具有较高接地要求的电子设备中可以发挥至关重要的作用。

2、TN低压配电系统

在高层建筑电气设计中低压配电系统最常见的一种系统应用就是TN系统。该系统的设计原理就是将所有可到金属外壳中统一的保护线连接到高层建筑所有的电气设备上，并且在保护低压配电系统时可以采用切合实际的保护模式。此外，为了使保护效果得到较大的提升，除了要设置电气设备外壳保护线之外，亦要用相同模式来连接配电系统的各个中性点。在TN低压配电系统中，根据电气设备外露的不同导电部分及连接方式，可以将其分为三种保护模式，分别是TN-C-S、TN-C、TN-S。在设置这三种低压配电系统时应该充分考虑到保护线与中性线之间的合并关系，并有效划分其细节，实现最大程度的保护低压配电系统，从而切实的提高高层建筑电气设计中低压配电系统的安全性。

二、配电系统中供配电方案的安全性分析

在高层建筑电气设计当中，要以电力符合的基本要求为基础来设置供电电源。根据中断供电在经济上和政治上所造成的影响及损失程度的不同，可以将其分为一、二、三个等级的电力负荷。发电机组若可以脱离正常电源而独立存在，其应急电源应选择可以独立运作的干电池、蓄电池及专用馈电线路。在设计供配电系统的过程中，其所采取的供电措施只有以负荷等级为基础才能够在一定程度上保障供电系统的安全性和合理性。无论供电电源的负荷级别如何，其都应该严格遵守相关设计规范的要求。对于高层建筑而言，其对负荷并没有特殊要求，因此可以选择一路市政电源加应急发电机组或者两路市政电源供电均可，其中前者在高层建筑中的应用较为广泛。

在高层建筑中，其负荷大多数可以分为一级负荷和二级负荷，在这种情况下其需要配备的设备有变压器2台、柴油发电机组1台。柴油发电机组在启动过程中有如下要求：当10kV两进线回路均停电时，作为应急电源设备的柴油发电机组其自动启动的时间在15秒以内，从而实现一级负荷、二级负荷的供电目标，为了尽可能的避免由于停电对消防用电可靠性的不利影响，在火灾发生时，消防控制室应该在第一时间对火灾进行确认，尽可能的将所有非消防电源立即切断，并将报警装置、疏散标志灯和火灾应急照明灯接通。因此，在选择高层建筑电气设计低压配电系统时，应该根据工程项目的实际需求来优化配电系统方案，提高其方案的科学性和合理性，从而使高层建筑供电安全得以有效保障。

三、高层建筑中低压配电系统的接地保护设计

在设计高层建筑低压配电系统接地保护时，应该将具备自动切断功能的故障电路保护装置及时的安装到位，当低压配电系统发生故障时尽可能的保障其运营的稳定性和安全性。为了将接地保护系统的重要作用充分发挥出来，在高层建筑电气设计的过程中，应该充分考虑到其电气的特点和工程实际情况，详细的掌握和了解高层建筑使用电气设备的实际情况，并校验电气回路的导线截面，这是接地保护基础设计的重要依据，可以在一定程度上提高接地保护的安全性和有效性。在高层建筑电气设计中，外部危险电压会对其产生一定的不利影响，严重威胁和影响高层建筑线路的安全性，在这种情况下，需要联结低压配电系统接地保护形式的总电位，在设计过程中应该区分不同的接地保护模式。IT接地保护系统是在电网外部导电部分上设置接地故障保护，因此，该系统在实践过程中，外部导电部分若出现故障，且其电压在规定范围内的情况下，接地保护系统在不中断供电保护的前提下发出警报。TN接地保护系统最容易出现的短路问题主要集中在金属部分，在这种情况下需要充分利用电流保护器来有效的控制短路电流，以此为基础设置设备保护，接地设置的合理性和科学性可以在一定程度上使高层建筑低压配电系统出现接地故障的频率大大降低。但是值得注意的是，若高层建筑具有较长的电网线路或其具有较小的电网线路导线截面，其在保护设置时应该重视对漏电保护器的有效应用。TT接地保护系统也是在外部导电部分设置接地故障保护，实现有效保护电气，切断故障回路电流的目的。

此外，在低压配电系统接地保护中应该重视对漏电断路器的有效应用，合理选择漏电断路器可以从整体上提高低压配电系统的安全性。

結语：

在高层建筑电气设计当中，低压配电系统的安全性至关重要，要想使其安全性得到一定的保障，就需要对低压配电系统采取接地保护措施，在一定程度上提高整个高层建筑电气系统运行的稳定性和安全性，从而使高层建筑电气设计水平得到较大的提升，以便可以更好的服务于广大百姓，为我国社会经济的可持续发展奠定良好的基础。

参考文献：

[1]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，2012，（16）：222-222.

[2]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，2014，（18）：163-163.

[3]于淼.高层建筑电气设计中低压供配电系统安全性的考虑[J].现代物业？新建设，2015，（5）：38-39.

[4]刘厦.在高层建筑电气设计中低压配电系统的安全性研究[J].建筑工程技术与设计，2014，（21）：756-756.

[5]谭黎.高层建筑电气设计中低压配电系统设计[J].建材与装饰，2014，（46）：9-10.

[6]曾海涟，何宗楚.低压供配电系统在高层建筑电气设计中的可靠性探讨[J].建材与装饰，2015，（48）：228-229.