高层建筑电气设计中低压配电系统安全

田小燕

（甘肃澳华建筑规划设计有限责任公司，甘肃 武威 733000）

0 引言

随着我国城市建设水平不断提高，当今新建工程多数都是高层建筑。高层建筑工程量大、内部结构复杂、电气设备投入量多，从而提升了电气设计要求，增加了电气安全事故发生频率。在高层建筑电气设计当中，低压配电系统十分重要，必须要保证低压配电系统设计合理性、科学性，确保建筑电气系统可以平稳运行。从低压配电系统设计现状来看，其主要的设计模式有TT、TN、IT 三种类型，安全设计标准也存在着差异。

1 高层建筑中常见的低压配电系统模式

1.1 TT 低压配电系统

在过去，建筑工程普遍采用TT 系统，但相比TN 系统，TT 系统的应用范围更窄，因此在新建工程中很少使用。TT 系统主要是电源中性点接地设计方案，从而确保低压配电系统安全性。在TT 系统运行当中，通常PE 线、中性线路不通电。虽然TT 系统可以降低电气设备外壳对地电压，但依然存在些许安全隐患问题。因此，当今TT 系统更多是在多层或电容小的村庄低压电网中。

1.2 IT 低压配电系统

IT 系统在实际运行当中，一旦发现配电系统产生了故障情况，此时系统可以自动切除外部导电部分，并发出相应的警报，工作人员可以及时掌握那个部分出现了故障情况，从而恢复系统运行安全。但IT 系统承载量小，适用于电气系统体系小的领域，而高层建筑电气低压配电系统体系较大，大型电气投入量更多，所以不适用IT 系统。

1.3 TN 低压配电系统

考虑到高层低压配电系统中TT、IT 系统都存在着一定不适应性，因场当今高层建筑电气低压配电系统设计中普遍都采用TN 低压配电系统。该系统最大特性就是可以将电气设备连接到金属外壳，实现集约化控制和保护。采用更加灵活的保护模式确保低压配电系统安全。为了能够提升低压配电系统质量，提冲除了设置外壳保护线，其中性点也采取了相同保护方案。根据电气设备外露导电部位、连接方式可以划分为TN-S、TN-C、TN-C-S 三种形式。三种保护模式可以根据保护线、中性线合并关系合理设置，提升低压配电系统安全性。

2 加强建筑电气系统中低压配电系统安全的措施

2.1 接地安全保护设计

高层建筑低压配电系统内可以从多个方面进行考虑，要重点保证人员安全、设备安全。由于高层建筑居民数量较多，如果发生火灾问题需要较长的疏散时间，基于安全考虑需要设置自动切断故障点的保护装置，同时做好接地工作。电气设计中，为了避免外部电压影响低压配电系统稳定性，要连接低压配电系统接地保护总电位，并针对性对TT、IT、TN 系统展开接地安全设计。

2.1.1 TT 系统接地

在高层建筑电气设计当中，通常都是采用380/220V 三相四线低压配电系统，大部分情况下都可以满足电气设备正常运行要求，如动力荷载、照明负载等。TT系统主要是采用RP 接地方法，可以自动切断地级和中山点接地的电气连接，此时RE 接地极会低于RP 接地极，将RE 接地极连接RN 可以形成10V 电压降，阻隔故障回路，从而保证抵押配电系统安全性。

2.1.2 IT 系统接地

IT 接地系统接地故障主要是设计在外部导电位置，可以确保电气系统运行安全，同时在出现故障回路时自行切断故障电路。但需要注意一点，每个相线阻抗都要与大地连接，与绝缘电阻并联分布到电容中，这样即可保证人体触及、电气设备外壳电压控制在安全范围内，更好的起到保护作用。

2.1.3 TN 系统接地

TN 接地系统的短路电流主要采用电流保护方案，确保电气设备运行的安全性，合理接地方案可以有效降低故障造成的影响。在设计中，由于高层建筑线路更长、截面规格不同，可能会增加漏电风险，所以要增设漏电保护器。在系统运行当中，如果相线出现了碰撞故障，则短路电流会经过保护零线、金属外壳出现闭合回路情况，此时会自动启动继电保护装置将电源切断，避免短路故障进一步发展。设计中要科学选择中性点、保护线设计形式。其主要表现在：（1）TN-S 隔离中心线、PE 线路，可以提升系统安全性；（2）TN-C 和TN-C-S 隔离用户端、进户线，在系统前部设置PEN，阻隔相连导线、PE 线，这样即可保证阻线、相线绝缘平衡，将断零保护器安装在干线末端，这样即可确保安全防护效果。

2.2 合理配置漏电断路器

低压配电系统最常见的问题就是漏电，针对此类问题需要设置漏电断路器。合理选择漏电断路器，可以有效提升低压配电系统安全性，降低漏电风险。工作人员在选择漏电断路器过程中要结合低压配电系统实际情况，确定漏电断路器额定动作功率。为了保证漏电断路器额定动作电流精度，要求相关工作人员在选择断路器时遵守以下几点要求：

（1）根据低压配电系统要保证漏电断路器抗电机性达到指定标准，同时保证安全界限稍大于低压系统要求范围。

（2）漏电断路器额定功率要大于电气系统电流泄露量，同时要防止电流安全范围内出现误操作问题。

（3）为了保证带建筑电气系统运行安全，要检测各个线路、主干线路末端、用电设备等漏电情况，并针对性设置漏电断路器，保证整个配电系统运行的安全性。

2.3 低压配电系统优化

低压配电系统在能够满足电力负荷基础上，保证低压配电系统运行安全性、可靠性。对于高层电气系统来说，主要包含一级、二级负荷，通常设置2 台或2台以上变压器，还需要配备相应的柴油发电机组。柴油发电机组设计中，如果采用10kV 两进线回路同时停电时，此时柴油发电机自动投切作为备用电源使用，要求备用电源在10s 内启动，负责电梯、安全指示灯供电。为了保证消防系统可靠性，一旦发生了火灾隐患，系统要自动切除非消防用电负荷。同时接通报警装置和火灾应急照明、疏散标志灯。所以在高层低压配电设计中要科学选择设计方案，以便在工程实际应用中可以快速发挥系统作用，保证配电方案合理性，从而提升高层建筑运行的安全性、可靠性。

2.4 保护装置选择性动作

低压配电系统中，一旦出现接地故障、短路故障时，要求相应的保护装置自动动作配合物，切断故障线路，如果超出预设范围则保护装置不会动作。在系统运行当中，一旦某个部位出现了短路故障问题，则相关设备、电路首先会启动保护动作，将故障线路断开，从而避免出现越级跳闸问题。低压配电系统保护装置选择性动作方案中，一旦出现了配电系统故障问题，可以在确保配电系统安全性同时，尽可能降低断电范围，降低因为断电造成的不必要损失。

3 结束语

综上所述，对于高层建筑电气低压配电系统设计来说，从多个方面加强低压配电系统安全设计，可以有效保证整个配电系统的运行安全。这就需要掌握高层建筑常见的低压配电系统形式，针对现有的低压配电系统进行优化，做好线路结构设计、电气设备设计工作，从而保障整个高层建筑电气安全。