高层建筑电气设计中低压配电系统安全性探讨

文/ 冯红竣　北京清大原点建筑设计有限公司　北京　100097

1、低压配电系统的含义及容易出现的事故

1.1　含义

低压配电系统由配电变电所(通常是将电网的输电电压降为配电电压)、高压配电线路(即1千伏以上电压)、配电变压器、低压配电线路(1千伏以下电压)以及相应的控制保护设备组成[2]。

1.2　容易出现的事故

低压配电容易出现漏电事故，主要是由于供电设备的老化原因造成的，绝缘能力下降，容易导致导线之间，以及导线与地面之间的漏电情况；还容易出现因超负荷运转而产生的火灾事故；低压配电容易出现接地故障，这是指导体与大地的意外连接，可能会引起人触电和建筑物的起火情况，对生命健康以及财产造成严重的损失。很可能会出现短路的情况，这是由两点的电势不平均处的接触产生的电流，容易引起电弧和电火花；受外在因素的影响，如果增加电阻，则会导致回路电流增加，产生的热量会破坏绝缘体，进而引起火灾。

1.3　低压供电系统的特点

低压供电系统是由总配电室内的低压配电柜、低压输送电缆；各用户进线总配电柜、分配电箱、用电设备等组成。低压配电线路是向低压用电设备输送和分配电能，具有接头多、规格型号多、敷设方式多、线路长，以及各分配电箱内的控制开关具有操作次数多等特点[3]。

各用电设备又具有多样性，如生产机械、电热、电解电镀、电焊以及实验设备、照明等，这些用电设备，其用电特性各有不同。按电流种类可分为交流和直流用电设备；按电压可分低压和安全电压用电设备；按用电设备的工作制可分为连续运行、短时运行和重复短时运行等，由于低压供电系统的以上特点，线路、开关等会经常出现短路、漏电等现象，从而造成火灾、人身触电等重大事故，给企业和个人带来巨大的损失。

2、低压配电系统的安全性分析

2.1　供电线路的安全性

供电线路的铺设方式要根据建筑物的使用方式以及各种电器的使用数量以及环境特征等进行选择，尽量避开有外部热源，灰尘累积较多的地方，避免有腐蚀性质的物质和污染性较强的物质对布线造成的损坏，减少在铺设线路的过程中对电线的拉扯和振动，拖拽等造成的电线的损坏。在高层建筑的民用消防装置中，应尽量使用供电回路，在末端配电装置中设置可以自由切换的按钮。

2.2　配供电方案的安全性

首先由于各种线路都具有容易引起火灾的性质，所以，为了方便消防安全的使用，我们要在回路电源上设置一个可以自由切换的开关，这样，一旦出现系统超负荷运转的时候，就可以自动切断电源，以起到保护的作用。我们需要分析各种配供电方案的优缺点，然后进行不断的总结提升，选出最佳的方案进行实施，提高供电系统的安全性。

3、低压配电系统的接地保护措施

3.1　低压配电IT系统

在这一系统中的电源端口是不会进行接地设置的，或者是将端口的带电部分用绝缘体进行包裹，防止与地面的直接接触，或者将漏出的导电部分直接接入到地面，这样一来不仅可以保证用电的安全性和稳定性，更重要的是对供电要求较高的场所，也能够保证正常的供应[1]。

3.2　低压配电TN系统

在TN系统中，所有电气设备的外壳接到保护线（PE）上，与配电系统的中性点相连（若无中性点，即变压器二次侧三角形连接或未引出中性点，可将变压器二次侧绕组的一相接地，但该接点不能用作PEN线）。保护线应在每个变电所附近接地，配电系统引入建筑物时，保护线在其入口处接地。为了保证故障时保护线的电位尽量接近地电位，尽可能将保护线与附近的有效接地体相连，如必要，可增加接地点，并使其均匀分布。其特点是故障电流较大，仅与电缆的阻抗大小有关。出现绝缘故障时，需要短路电流保护装置瞬时断开电路。

国际标准IEC60364规定，根据中性线与保护线是否合并的情况，TN系统分为如下三种：TN－C ；TN－S ；TN－C－S 。

3.3　低压配电的TT系统

TT系统的变压器或发电机的中性点直接接地，电气设备的所有外壳用保护线连在一起，接在与电源中性点独立的接地点。它具有如下几方面的优点：

1）电气设备的外壳与电源的接地无电气联系，适用于对电位敏感的数据处理设备和精密电子设备；

2）故障时对地故障电压不会蔓延；

3）接地短路时，由于受电流接地电阻和电气设备接地电阻的限制，短路电流较小，可减小危险。

4、高层建筑的电气设计低压配电系统接地保护设计

对漏电断路器进行选择时，一定要注意它的额定动作电流，需要确定系统的末端使用漏电断路器的电击能量，可以控制在安全的范围内，符合线路规定的安全标准；再有就是在系统中，正常泄露的电流一定要要比漏电断路器泄露的电流小，防止电路电压的损坏，遵循一定的选择原则，即在电气设计中，分支线以及线路末端的设备，以及电路的支干线都要安装上漏电电路器，以便对电路电网的保护。

5、剩余电流动作保护器的选择

第一点需要注意的就是，选择剩余电流动作保护器时，要检查配电系统末端的安全性，也就是说，检验我们末端所使用的保护器能否提供持续的能量，是否安全可靠；第二点就是对于有故障的电路，要检查它的电流流通量是否比整体的额定电路电流小；第三点就是在安装的过程中，要确保线路的末端有分支线能够连接用电设备，以便控制保护动作的时间。

结语：

高层建筑的电气设计的低压配电系统，不仅仅要从接地保护设计来保证其安全性，更重要的是对电网线路以及电气设备的选择和安装，只有在设计的环节都可以保证安全性，才能在今后的运行中实现安全稳定运转，确保整个系统的安全运转。

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(22):222.

[2]肖惠文.高层建筑电气设计中低压配电系统安全性探讨[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2015(06):243-244.

[3]叶书明.针对高层建筑电气设计中低压配电系统安全性分析[J].民营科技,2014(08):19.