高层建筑电气设计中低压配电系统安全性探讨

田士勇

【摘要】建筑电气设计中的低压配电系统是整个建筑电气系统中的一个非常重要环节。在我们的建筑工程的电气设计应用当中，低压配电系统的设计施工不当非常容易引发安全问题。高层建筑当中的电气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。

【关键词】电气设计；高层建筑；配电系统；低压

随着社会经济的发展，现代建筑对电气设计的要求也越来越高，尤其是高层建筑的电气设计不仅要满足建筑中供电的稳定以及安全问题，还要满足一些智能化的电气要求。依照相关标准规定，高层建筑就是建筑高度大于27米的住宅建筑以及超过二十四米高度的一些公共建筑等。在这样的高层建筑中，不仅各种电气设备使用较多，而且对于电气设备的要求也较高，很多建筑的电气设计中对于供电以及用电安全都要有相当高的要求。

一、对于在高层建筑电气设计中对配电系统的要求

供配电系统的设计作为高层建筑电气设计中最重要的组成部分，其设计是否科学合理，直接决定了高层建筑使用时的安全和使用。在当今的高层建筑中多数都是以办公、娱乐、住宅以及具备商业功能等方面融于一体的建筑，高层建筑設计之始就要多元化。在高层建筑设计中还要包括了消防、排水和空调等基本设施及跟楼层管理设备如视频监控、语音广播、WIFI等新鲜事物。

因此，针对高层建筑供配电系统设计，必须先根据建筑物用途、规模和性质为依据确定高层建筑的配电情况，确定出高层建筑的电力负荷等级，并根据实际供电网络情况，设计出符合高层建筑供电系统电源电压等级，确定使用专线电源还是公用电源，具体根据用途还要确定是否设置自备电源设备。

对于在高层建筑电气设计中对配电系统的要求，要以技术方面作为主要考虑的因素，另外，还需考虑到在高层建筑投入使用后的运行、管理与维护等方面的细节问题。

二、高层建筑中配电系统设计的原则

（一）高层建筑中配电设计要遵循优化原则

在配电系统中的高层建筑设计，要结合高层建筑自身的特点，科学合理的进行设计。在设计中，必须考虑到投资的合理性，也需要全过程结合节能意识，使资金和节能、安全和质量并存。首先，有必要设计配电系统使其具有很高的适用性。此外，配电系统，确保用户的用电设备应合理控制。考虑到整个高层建筑配电系统的安全，有必要让他们在一个安全的距离，并有合格的绝缘强度。设计高层建筑物的配电系统时务必要考虑配置性能稳定的防雷击设备，建议采取有效的安全的防静电技术。

（二）高层建筑中配电设计应遵循高效原则

在高层建筑物中的设计中，配电系统设计方案时要尽可能注意电能的间接损耗和直接损耗，尽力做到节能减排降低损耗。以满足整个高层建筑物的电气使用功能为前提，充分保障配电系统的整体运行情况，做到安全稳定的运行，设计时要充分考虑到成本和节能，保障安全和质量的前提下，考虑供电系统的合理设计，避免出现能源的高度损耗。实际设计高层建筑的配电系统时，要达到用电负荷均衡，降低配电系统的维修费用，科学使用相应节能设备，实现节能减排低碳环保这一理念。

三、高层建筑中低压配电系统的设计

在高层建筑中的电气设计中，低压配电系统承担的主要功能是对电源的分配，在保持变压器运行的同时，提高其运行效能。在高层电气低压配电系统的设计中，除了要充分考虑到在正常负荷条件下所有用户的正常用电需求，还要考虑到各种有可能发生的故障因素，从而为用户提供持续性的电力保障。

设计高层建筑电气的低压配电系统时，要有相关的接地保护设计。作为高层建筑电气中低压配电系统中重要的安全保护设计之一，低压配电系统主要与三种主要的接地保护形势：低压配电IT系统、低压配电TT系统以及低压配电TN系统三种低压配电系统形势。

3、高层建筑中低压配电系统设计中的接地保护

3.1 IT系统

低压配电IT系统中，对于电源端口带电位置不用采取接地保护措施，电源端口的带电位置经过阻抗、电抗或者高电阻时，需要采取接地保护措施。此外，低压配电IT系统的用电设备如果存在外漏到店部分，也应该采取接地保护措施。使用低压配电IT系统供应电力，可以保证系统供电的稳定性，同时，还能提高系统供电的安全性。比较适合应用于用电量比较大、供电时间比较长以及供电要求比较高的场所，目前，大多数的高层建筑都采用低压配电IT系统进行供电。在电气设备中，使用缺少接地保护措施的配电网，如果用电设备的外壳发生故障，可能会出现带电现象，管理不善的话，容易发生触电故障。因此，高层建筑应该强化安全观念，采用高效的接地措施，避免安全隐患，保证高层建筑能够正常运行。

3.2 TT系统

低压配电系统中，应该在电源的中性点位置采用直接的接地保护措施，同时，对于电气设备的外漏导电部分，也应该采用接地保护措施。低压配电TT系统在整个电气系统中占有非常重要的作用，运行过程中，电气系统的中性线N和PE没有直接的通电关系，即电气系统的PE线没有电流经过。一般来说，低压配电TT系统常用于用电设备比较少、用电量比较小以及用电要求比较低的场所。从应用范围来看，低压配电TT系统远没有低压配电IT系统的应用广泛，然后，我国的农村地区覆盖面积比较大，恰好低压配电TT系统在农村的应用较多，故高层建筑的管理人员也要相应的重视低压配电TT系统的应用和发展，让低压配电TT系统能够发挥最大的作用，保证农村地区的供电安全，避免供电事故的发生。

3.3 TN系统

在高层建筑的低压配电系统中，TN系统也会用于供电，设计低压配电TN系统时，要将系统负责的电气设备的外壳用一个保护线连接起来，并采取相应的保护措施，此外，还要保证低压配电TN系统的中性之间的连接。低压配电TN系统的模式有很多种，比如TN-C-S模式、TN-S模式、TN-C模式等，可以按照保护线和中心线合并的关系来确定低压配电TN系统的模式，这三种模式使用情况不同，在各自的适用范围内，具有明显的优势。以TN-C模式为例，这种模式容易设计，疏于三相四线系统：TN-S模式也属于三相四线系统，并增设PE线进行接地保护，常用于存在易爆场所或者保存精密电子仪器的场所；而TN-C-S系统在工矿企业的应用较多。高层建筑的管理人员应该最大限度的利用信息化技术，对上述三种模式进行补充和完善，在保留各自优势的同时，拓展使用范围，以提高高层建筑的工作效率，维护高层建筑的运行安全。

上文对高层建筑的低压配电接地保护形势进行分析，采用这种接地保护撮合可以明显的降低高层建筑的供电事故，维护高层建筑的正常进行，保证供电的稳定性，提高供电的安全性，但是，高层建筑的低压配电系统接地保护措施还需要进一步的完善，以满足高层建筑的发展需求。

对高层建筑电气的低压配电系统进行设计时，必定会使用到剩余电流动作断路器。对剩余电流动作断路器进行选择时，需要注意以下事项：1、必须考虑剩余电流动作断路器在多大的电流下会采取保护机制。2、必须保证在低压配电系统末端中所选择的剩余电流动作断路器的额定动作电流满足保护人身设备安全的标准要求。3、要注意配电系统中正常情况下的泄漏电流要小于剩余电流动作断路器规定的额定动作电流，从而防止剩余电流动作断路器误动作。无论是整个低压配电系统的末端还是个别分支线路的末端，其用电设备都必须使用剩余电流动作断路器，从而保证整个配电系统能够安全运行。

四、结语

总之，在高层建筑电气设计中的供配电系统安全性的问题作为最重要的出发点，在除了可以保障供配电的线路与电气负荷以外，在设计时必须还要注意采取的安全措施的重要因素，以完善系统的防雷设计，尽量降低高次谐波的分量。电气设备要保持稳定和安全，从而保证供电的安全系数与供电的品质要求。

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