高层建筑电气设计中低压供配电系统安全性的考虑

刘文涛

摘要：低压配电系统在高层建筑中占有重要地位，建筑工程中电气工程设计的发展成为人们关注的焦点。本文分析了高层建筑电气设备的特点和常见的低压配电系统。在人们的日常生活中，常见的低压配电系统有TT低压配电系统、TN系统等模式。通过阐述日常生活中常见的低压配电系统，分析了高层建筑电气设计中低压配电系统的安全性。

关键词：高层建筑;电气设计;低压配电系统

引言：

从安全角度来看，提高低压配电系统安全性有三种途径，即设置科学合理的自动切断装置、选择最佳备用电源和选择合适的漏电断路器来提高配电系统的安全性。但是，在实际发展过程中，我国的电气设计存在很多问题。针对存在的弊端，如果现代技术人员不采取合理的措施来纠正和避免隐患，将会严重阻碍我国高层建筑电气的顺利发展。整个高层建筑的低压配电系统主要由低压配电器、高压配电线路和配电变电站组成。在安全设计上，考虑到过载带来的风险，当整个高层建筑电能过载时，自动保护系统切断电源，从而保证高层建筑内设备和电机的安全。

1高层建筑物电气设备的特点

高层建筑在缓解城市居民土地紧张方面发挥了积极作用。然而，在高密度、集群供电的需求下，如何保证低压配电系统供电的稳定性成为人们需要考虑的问题。高层建筑电气设备有其自身的特点：①内部电气设备丰富，弱电设备多，家用电器多，如空调设备、厨房电器、锅炉房用电、电梯、防雷设备、照明设备、洗衣房、消防用电等;②电气系统复杂。除了电气系统之外，建筑中还有许多系统交叉混合，导致设备和系统非常复杂。③有各种电路。在高层建筑中，电气线路包括消防、消防、广播音响、通信、高低压配电等。④电气室多。为保证负荷中心，变电所设置在地下室、外层等。一些设计师将设施设计在建筑物的顶部或中部。通信站、广播室、消防控制中心等。都需要空间。为了区分高层建筑中的多种电气线路，人们选择垂直向上敷设，也就是说需要设置电气竖井和电力功能室。⑤对供电可靠性要求高。高层建筑中的电力负荷大部分是二级负荷，只有一部分是一级负荷。因此，高层建筑对供电可靠性提出了更多的要求，一般只有两个或两个以上的高压电源。为保证供电的稳定性和可靠性，将选择柴油发电机组和燃氣轮机发电机组作为备用电源。⑥用电量大，负荷密度高，高层建筑用电设备需求量大，尤其是空调设备用电量巨大，占40-50%。负载密度在60W/m以上，甚至更高。⑦自动化程度高。根据高层建筑的实际情况，为了降低能耗、设备更新费用、保证设备的使用寿命、减少管理劳动力的投入，只能采用自动化技术。利用自动化技术实现设备的实时监控和管理、设备控制和性能优化。高层建筑的消防也要做好基本的自卫自救，消防以安全和经济为主。

2高层建筑低压配电系统安全性的影响因素

2.1电线短路装置对安全性的影响

由于高层建筑中设备和用户数量众多，低压配电系统具有一定的复杂性，对整个供电系统的要求也很高。在多种运行方式的共同作用下，电气短路问题频繁发生。如果高层建筑的管理者在短路发生后，对电气设备的处理不够重视，很可能会出现接地质量问题，阻碍整个电力系统的正常运行。因此，为了保证供电设备和供电的安全，必须及时纠正导线的短路故障。

2.2漏电保护装置对安全的影响

合理的漏电保护装置可以有效地检测漏电问题的发生，进而减少由此引发的漏电和火灾事故。如果漏电保护装置设计不合理，极有可能引发一系列事故，给生命财产安全带来损失。该漏电保护器能在高层建筑中的人们在日常生活中接触到电流时，及时切断电源，确保人们的生命安全。

2.3供配电方案的安全性分析

供配电方案的安全性分析主要涉及两个方面：一是配电线路的安全性;第二，低压配电系统供电方案的安全性。这两个因素对低压供配电系统的后续安全稳定运行具有重要意义。在配电线路的安全设计中，设计人员需要综合分析建筑物本身的性质、配电系统的整体建设要求以及施工环境因素。在实际设计中，应避免外界污染物对施工的影响，防止线路的敷设受到外界的挤压和冲击。根据配电箱的设计，应采用防水和防火保护装置。同时，针对设计的整体控制，做好供配电的安全性分析，有利于保证后续设备运行的稳定性。这就需要设计人员制定几个最优方案，深入研究每个方案所采用的供配电系统的优缺点，然后选择最终的措施。

3高层建筑电气设计中低压配电系统安全性探究

3.1设置科学合理的自动切断装置

在高层建筑低压配电系统的接地保护设置中安装自动切断保护装置，可以起到很好的保护作用，有助于保证整个建筑电气系统的安全和低压配电系统在故障情况下的安全。在电气设计中，一定要掌握高层建筑用电需求的实际情况，了解系统的电气特性，充分掌握电气设备的具体用法，了解电气设备电路导体的截面材料，以获得的数据作为实现接地保护的主要依据，进行基础设计，确保接地保护更加安全。在电气设计过程中，为了避免外部危险电压对系统的影响，给建筑线路带来更多的威胁，可以对低压配电系统的接地保护形式进行总电位联合设计。例如，对于IT、TN和TT三种不同的接地形式，也需要进行合理的区分和单独设计，以保证电网的整体运行安全。IT系统的故障主要是由于外部导电部分的接地保护设置装置。如果在具体使用过程中出现外部问题，电压在规定的标准范围内，接地保护系统会在此过程中报警，但会继续提供保护。TN接地保护系统大多因金属故障而短路，所以在设置TN模式保护时，需要电流保护器保护电流，从而保护设备。正确的接地设置可以减少系统故障，但当采用特定的保护措施时，如长线路、小网线截面时，则选择漏电保护器保护电源。在TT保护系统中，接地故障保护设置在外部导电部分，从而有效地保护用电，达到切断故障回路电流的目的。

3.2选择合适的备用电源

建筑物内使用的备用电源包括应急发电机组、应急消防电源等。应急发电机组包括柴油发电机组和燃气发电机组。柴油发电机组是柴油和发动机共同发电的设备。优点是机组的运行不会受到城市电网运行的影响，是一个相对独立的理想电源。该装置动力好，射程强，操作简单，易于自控。缺点是噪音大，过载能力低。汽轮机组有很多种，如燃气轮机、发电机等，不需要使用冷却水进行冷却，空气可以自行冷却。也就是说，燃气轮机组的耗气量比柴油机组大，所以可以安装在地面上，也可以安装在屋顶上，不适合排气困难的地下场所。

3.3选择合适的漏电断路器

漏电断路器是高层建筑中的重要环节，在低压配电系统中起着非常重要的作用。在高层建筑的电气低压配电系统中，选择合理的漏电断路器非常重要，它能有效地保障供电的安全性和合理性，有利于供电的稳定性。因此，技术人员在选择漏电电流时，应进行详细分析，通过选择合理的漏电断路器来确定操作电流。为保证漏电断路器额定动作的准确选择，技术人员可按两步选择：①漏电断路器具有良好的能力，安全极限符合实际标准;②确定额定工作电流范围高于系统的泄漏电流，避免在安全范围内操作造成的错误，实现对电网的有效保护。技术人员在设计时，要在支线和线路的每个环节安装漏电断路器，例如在末端、支线和干线，通过合理的设计提高供电系统的安全性和合理性。短时漏电装置可以防止人员触电，从而保证电力系统的安全性和可靠性。

结语：

目前，中国建筑行业的发展逐渐稳定，其中硬件设计越来越复杂，发展迅速。在这种趋势下，高层建筑如雨后春笋，随之而来的是与高层建筑一起发展起来的电气工程设计。高层建筑的发展需要电气设备作为重要支撑。在这种情况下，需要科学合理地完成设计，以保证系统的正常运行。

参考文献：

[1]孙宇魁.高层建筑电气设计中低压配电系统安全性研究[J].山西建筑，2018，44（07）：124-126.

[2]陈涛.高层建筑电气设计中低压配电系统安全性初探[J].建材与装饰，2018（28）：197-198.