建筑电气设计对低压配电系统的探讨

张超

（太原市城乡规划设计研究院 030001）

1 低压配电系统简述

在建筑电气设计中，低压配电系统是将电源通过电器设备和传输电缆传至用电用户的过程。常见的低压配电系统有放射式、链式和树干式以及混合式，其中放射式低压配电系统是由一个总配电箱和多个分配箱组成，且多个分配箱之间相互独立，互不干扰，因此其稳定性最高，故障影响范围最小，事故排查最快，基于此优点，该方案多数应用于大容量设备和重要用户端设备。而链式低压配电系统是将所有的分配箱用一条线路串联起来，如果出现故障就必须切断所有用电设备电源，因此多应用于要求可靠性比较低且用电较分散的设备。树干式低压配电系统成本低、操作简便，但是由于它是通过一条主干线将分配箱与总电线相连接，因此主干线在该系统中起到重要的作用，一旦主干线受到干扰，整个系统都将受到影响。

2 低压配电系统的基本特征讨论

2.1 保证电源的持续性

当前，低压配电系统用户侧负荷为普通三级负荷和消防负荷等需要备用电源的二级三级负荷，普通三级负荷对电源要求比较低，仅需要满足一路电源供电即可，而需要备用电源的二级三级负荷，其对电源和配电系统就有较高要求，再不能满足主电源向用户侧供电的情况下，通过自动转换装置，切换到备用电源持续向用户供电，需要这种配电方式的二三级负荷大部分为不能停电的消防负荷，生产安全需要的特殊电气负荷。因此，确保低压配电系统的稳定，对建筑电气设计具有重大意义。

2.2 保证配电的稳定性

在保证电源的情况下，电源能够持续向用户提供稳定的电源，就要保证在线路传输过程中不发生事故或者发生事故后不影响未发生事故处的正常配电，在电气设计中就要合理的选择电器设备和传输电缆的型号，例如普通照明负荷在过负荷和短路故障下动作，消防负荷需要在火灾情况下继续工作，所以照明负荷的保护开关和配电电缆均为普通型，而消防负荷的保护开关过负荷需要只动作不报警，传输电缆需要选择耐火型。

3 低压配电系统设计受到诸多影响因素的干扰

3.1 过载保护

过载保护是依据“反时限”的原则，针对超负荷电流对供电回路进行切断的一种保护方式，超出设计的整定值越大，切断的时间越快。如果机器长期过载运行，绕组温升就会超过允许值，导致绝缘老化或损坏，进一步导致建筑电气设计中低压配电系统的安全性问题。

3.2 短路保护

短路保护是指在电路发生不经过负载或导线电阻几乎忽略不计等故障时，瞬间产生极大的电流提供切断电源，防止设备损坏而造成事故的保护方式。在正常供电的电路中，电流的流经路径形成一个闭合回路，如果在电流通过的电路中，两导线相触碰或者被另一小电阻物质短接引起短路现象。如果短路保护出现故障，低压配电系统的正常运行将会受到阻碍，人们正常生活和工作也将受到一定地影响。

3.3 漏电保护

漏电保护是指漏电保护器在线路中电流大于一定数值时，切断线路的一种保护方式。低压配电系统中防止人身触电事故和因漏电引起电气火灾和电气设备损坏事故的其中一个有效措施就是设漏电保护器。但即使安装了漏电保护设备也不能百分百确保安全，所以后期工作还应该注意预防工作，还需要考虑将防止触电或者电气设备损坏情况的策略应用到其中。

3.4 接地系统

对低压配电系统中的供电系统来说，不同的接地形式适用于不同的

场所，不合理的接地形式的选择，可能造成人员电击事故或者电气火灾

和停电安全事故等。

3.5 电器装置不合格

根据调查研究显示，低压配电系统都设置有保护装置，但大多数保护装置在实际运行中并未发挥其真正的作用，它们大多存在许多问题，比如对漏电的情况不能及时发现，导致火灾和触电现象的发生，上下级之间保护开关整定选择，断路器和隔离开关配合选择等，这些不仅严重威胁人的生命安全还会损害国家的财产。

4 解决配电系统安全性问题的措施

4.1 加强对主接线安全性的控制

主接线在配电系统中的分布范围广，设备规格较大，再加上系统和设备的复杂性，主接线在供电系统中起着重要的作用。如果主接线出现故障，整个低压配电系统将处于瘫痪状态。因此，在电气设计时，应当根据不同用途选择合适的低压配电系统形式，比如可以将二级配电系统设置为放射式与树干式结合起来的混合式，这样可以将不同性质的用电负荷按供电等级和供电要求合理选择供电方式。

4.2 提高接地系统的合理选择

在低压配电系统中，主要分为IT系统、TT系统以及TN系统三种形式。IT接地保护系统具有较高的稳定性和安全性，不仅适用于供电要求高、供电持续性的场所，还适用于企业生产运行的过程中；而TT接地保护系统是在中性线N与PE之间不通电的情况下运行，一般使用于低要求、低容量的分散地区，比如市政道路照明，但由于TT系统接地故障电流较小，需要装设漏电保护开关RCD；TN接地保护系统是将中性线和保护线合并，将所有电气设备的外壳用一根保护线连接起来，由于等电位联结可以解决PE线之间故障电流的互相影响，TN接地系统广泛应用于单体建筑物内。作为低压配电系统安全用电的有效保障，接地保护装置的选择应该根据电气的特点和要求来进行选择，以保证接地保护的质量。

4.3 正确选择漏电断路器

漏电断路器在建筑电气设计中时一个必不可少的部分，在漏电断路器的选择时必须加强对额定动作电流的限定。①应严格按照标准来限定漏电断路器的电击能量，以防系统末端出现漏电的安全隐患；②做好漏电断路的保护工作是减少电路损坏减少电气火灾发生的有效对策；③漏电断路器的选择也不能大意，应该遵循既定的原则，并且慎重考虑漏电断路器的合理安装地点，以便发挥漏电保护器的作用；④应该清楚地低压配电系统的实际情况，并且在选择漏电断路器型号的时候也应该考虑多方面做出有效的选择。

4.4 正确选择断路器

一级配电系统保护开关由于和二级三级配电系统在设计中需要进行选择性设计，往往上一级保护开关选择具有三段式保护功能的短路器，而下一级保护开关选择具有两段式保护功能的断路器，这样的设计能将事故中停电范围缩小至故障回路中，提高了其他用户对用电要求的需要，也利于排查检修故障电器设备。

5 结语

综上所述，低压配电系统作为电源向用电负荷传输电能的必要途径，它不仅影响人们的正常生活，同时还会造成责任事故，危及人体生命，损害国家利益。因此，不仅要对低压配电系统程序和环节进行全面了解，还要正视建筑电气设计中低压配电系统安全合理选择的问题，再保证电源稳定持续的前提下，通过合理方式调整配电形式，减少不必要的配电投资，已达到稳定持续供电的低压配电系统。