建筑电气设计中低压配电系统安全性分析与阐述

周　健

（合生创展集团上海同振投资咨询公司，上海 200129）

建筑电气设计中低压配电系统安全性分析与阐述

周健

（合生创展集团上海同振投资咨询公司，上海 200129）

在高层建筑当中，建筑电气低压配电系统安全性成为了设计工作中重点，同时也是低压配电系统中至关重要的一部分。高层建筑电气设计工作比较复杂，低压配电系统角色非常重要，在设计时候要特别注意其安全性。本文主要阐述了低压配电系统的接地保护方式，分析了建筑电气设计中的一些问题，详细探讨了低压配电的接地保护设计，最后分析了接地保护中剩余电流动作保护器的挑选方案。

电气设计；低压配电系统；高层建筑；安全性；接地保护设计

根据建筑电气设计有关规定，高于27 m的建筑或高于24 m的公共建筑，都会被定义为高层建筑。无论是住宅建筑还是公共建筑，都会使用到较多的电气设备，因此这就要求高层建筑电气设计具有一定的安全性，只有经过系统化、安全的设计，才能确保建筑供电的高质量和安全性。

1　低压配电系统安全性概述

建筑供电是否安全可靠，在电气设计中至关重要。设计时，要根据建筑的使用情况以及该建筑的用电负荷情况，以实际情况为主，确定电气设计的供电模式。敷设场地要防止灰尘聚集、外部热源腐蚀所带来的影响，避免因为使用、敷设过程中遭受振动冲击，进而使建筑产生沉降伸缩现象，造成一系列的经济损失。各类建筑必须采用专用供电回路的消防用电设备，当消防电梯、消防加压送风机设备运行时，在末端配电箱所在的位置设置双电源自动切换装置，符合配电线路敷设规范要求。施工时要做好防火对策，如果在配电箱周围发生火灾事故，配电箱就会遭受火灾侵蚀，因此，在设计配电箱时，配电间的设置是必须要求，其也能保证为应急照明提供安全可靠的电源。在公共建筑电气设计当中，要设置要求较高的电缆电线以及基础设施，确保这些电缆电线试验方法是完善的，而且产品标准与国际产品标准接轨。低压配电部分系统如图1所示。

图1　低压配电部分系统图

本文主要比较、分析了一台柴油发电机以及比较常见的两台变压器，不并列运行所组成的一种供配电系统，主要目的是为了选择实际工程项目中最优的供配电设计方案，促进供电可靠性、安全性的提升。

第一，柴油发电机组与低压母线、变压器无关联，各自运行。此种方式的优点在于不用连锁，柴油发电机也不会给市里倒送电。此种方式也存在缺陷，主要缺点在于如果市里平日里停电的话，柴油发电机则无法进行一般性负荷供电；日常中三段母线也未存在电量。此外，电缆故障情况以及断路器故障情况也难以被发现。

第二，处理三段母线未存在电量的情况。如图2所示，由负载母线1段引出电源，输送给负载母线2段。旁路输入、交流输入两者之间需要轮流替换实现，目的是为了确保柴油发电机不会向市里倒送电。

图2　变压器低压母线电路示意图

第三，为了促进柴油发电机作用得到最大的发挥，即一旦市里停电，可以有效解决无法进行一般性负荷供电的问题。因此，在柴油发电机方面，不安排母线配置，而是将母线与变压器母线联合使用。这一方法实施起来也产生相应的问题，如果TM1变压器遭受故障或者进行检修，就会断开QL，当3QF合闸时，正好是市里停电时期，柴油发电机就会自己开启，因为断开QL，无法实现一级负荷供电。另外，为了确保柴油发电机自己成功开启，一段母线必须失压断开一般性负荷，主要目的是为了防止跳闸现象的发生，避免电压电网波动，降低对供电的不利影响，促进供电安全性、可靠性的提升。

2　低压配电系统接地保护概况

2.1低压配电IT系统

就目前而言，高层建筑电气设计中，低压配电IT系统这种形式是一种比较先进的低压配电系统接地保护，其带电区域的电源端口，通常情况下是没有配置接地保护装配的，而是在带电区域的电源端口设置了高电阻、电抗，最终实现接地保护。此外，供电设备正常运行时，有时候会发生漏电情况，因此，用电设备的外部导电部分，需要设置接地保护装配，来严格处理漏电情况。低压配电IT系统能够提升电气系统供电的稳定性，而且能达到良好的安全效果。低压配电IT系统，通常情况而言，适用于要求较高的大型建筑当中，或者是需要连续供电的高层建筑当中。国内大部分的企业供电都使用接地保护方式来实现安全供电，确保供电的安全性。

2.2低压配电TT系统

低压配电TT系统是另外一种建筑电气系统常用的接地形式。应用TT低压配电系统，会设计科学合理的电源中性点处直接接地保护装配，在运作的电气设备外部导电装置中，其设置的采用与中性点相类似，同时还设计了直接接地保护装置。将低压配电TT系统应用于建筑电气系统接地保护时，有效确保供电系统安全运行，建筑电力整个系统的PE线与N中性线两者之间，通电关系是不存在的；采用该TT系统，在运行时，PE线通电情况是不存在的，因此无法传输电力。而在实际情况当中，低压配电TT系统可以用于对供电要求较低或者电压容量需求相对比较低的建筑中。这种形式的接地保护，在农村中的应用较为广泛，在一些城市当中也存在着TT系统这种形式的供电系统。

2.3低压配电TN系统

除了IT、TT系统之外，另外还有一种建筑电气接地形式，即TN系统。这种系统实施起来比较复杂，在设计该系统过程中，需要采用一根良好的保护线，将多个需要保护的电气设备连接起来，进而合并设计保护装置。在连接时，要将各个中性点连接在一起，这是不可或缺的。在低压配电TN系统模式当中，TN-C、TN-C-S、TN-S 这3种模式是比较有效的，需要依据统一的低压配系统中的保护线、中性线，最后合并设置。TN系统中的3种有效模式，各自都存在着局限性和特点，其中TN-S系统，俗称三相五线制供电系统，可以应用于比较密集的数据区域，或者是缜密的电子设备管理领域。TN-C系统，俗称为三相四线制供电系统，在实际操作中，比较简单，而且容易。TN-C-S系统，可以应用于矿业领域或者工业领域当中。

3　建筑电气设计中低压配电系统接地保护设计

3.1探讨接地保护设计的安全性

设计高层建筑电气，需要综合考虑的方面有很多，其中最重要的还是要着重考虑人身安全问题。确保施工人员的人身安全，还要确保用电人员的人身安全，其次也要着重考虑财产安全问题。为了保障建筑电气中供电的安全性，通常情况下，建筑电气设计中，都会设计自动切断故障点，也就是所谓的接地保护装置，以此种方式来确保供电的安全性，为建筑电气运作提供安全可靠的保障基础。在一些楼层比较高的建筑当中，其电气的设计，需要根据建筑所处的位置、电气设备的运用情况、接地形式及电路保护装置设计等各个方面来综合确定接地保护装置的设计，这样才能有效避免外部危险电压所带来的不利影响，为整个高层建筑内部的供电运作提供安全保障。

3.2探讨接地保护模式的应用

IT、TT、TN 3种低电压配电系统模式，是非常具有参考价值的3种接地保护模式。其中IT模式的低压配电系统，在设计接地保护装置时，会中断用电设备外部的导电部分，从而发出警报，引起人们的注意，及时快速的将问题解决。TN模式的低电压配电系统模式，在接地保护装置设计中，其装置大部分都属于金属装置，如果发生障碍，会产生较大的电流。因此，TN系统能够适当保护较大电流的装置，防止引起过大的经济损失，确保供电的安全性。TT模式的低压配电系统，在设计接地保护装置时，大部分都属于地外保护装置，这样便于保障电路的安全运行，适当地切断故障回路电流。

3.3剩余电流动作保护器的挑选

第一，在剩余电流动作保护器的挑选方面，要确保整体配电系统中末端剩余电流动作保护器顶级能量的安全性，要达到相应的标准规范。第二，故障电路中应当注意电流的流通要小于整体的额定电路电流。第三，剩余电流动作保护器在安装过程中，要保证整体电路末端用电设备，要注意整体电路的分支线，这样便于有效控制保护动作时间差距。

4　漏电断路器的选择

观察电力系统实际运行情况，可以发现漏洞断路器的作用非常重要，有效应用漏电断路器可以防止发生不必要的事件。低压配电系统中，漏电第二道保护放线，对高层建筑安全用电起着非常重要的作用，不论怎么增强保护力度都不算过分。设计建筑电气时，漏电保护器的选择以及配置至关重要，应用之前，要高度关注漏电断路器的种类，选择一定合理范围内的漏电断路器额定电流，在选择过程中要清楚认识到高层建筑低压供配电的实际情况，其末端的漏电断路器的型号规格以及种类等，清楚记录漏电断路器的标准额定电流值，所选择的漏电断路器额定限制电流应当高于电力系统发生断路外漏时的电流值。

5　结 语

高层建筑电气设计当中，要合理科学地选择合适的接地保护系统，确保低压配电系统的安全性，与此同时还要充分地认识及正确地理解TN、TT、IT这3种接地保护模式。此外，更需要注意高层建筑电气设计中电网线路的施工安装、用电循环的电气设备挑选过程，系统地设计高层建筑电气中低压配电系统，比如：在高层建筑电气设计中，配置漏电保护器，设计接零保护与接地保护，加重每层的防护，目的就是为了确保供电的安全性，确保高层建筑电气低压配电系统有效运行、健康发展，最终保障人身安全和财产安全。

主要参考文献

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［3］王仕涛.对高层建筑电气工程供配电系统设计分析［C］//世纪之星创新教育论坛论文集，2016.

［4］李磊.浅谈建筑电气中供配电线路的设计方法［C］//世纪之星创新教育论坛论文集，2016.

10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.14.064

TU976.1

A

1673-0194（2016）14-0095-02

2016-06-20