高层建筑电气设计中低压配电系统安全性研究

赵 贝 荣

(太原理工大学建筑设计研究院，山西 太原 030024)

当前随着楼层的升高，电气设备也逐渐不能满足于普通楼房的供电系统，其要求越来越苛刻，所以要研究高层建筑电气设计中低压配电系统的安全性，以期望能够提供给电气设备更好地使用环境。其中，供电稳定以及供电安全问题是电气设计在高层建筑中主要考虑的问题，除此之外，智能化电的电气要求也是其要满足的。

1 高层建筑中进行配电系统设计原则

1.1 优化原则

配电系统在高层建筑物中设计应主要考虑三个问题，即合理的资金投入，建筑物存在的自身优势，以及节能意识在整个过程中的结合。第一，极高的适用性是配电系统方案设计设立时必须要考虑的，其次，在整个社会节能意识提高的今天，我们也要充分节省能源，为我们的后代留下充足财产。

1.2 高效原则

进行配电系统设计时要考虑三个方面。首先，用电负荷均衡一定要尽量实现；其次，维修费用在配电系统中一定要降低；最后，节能问题在配电中一定要尽可能达到，实现资源利用的高效。电能的直接损耗和间接损耗都是巨大的，针对这些问题，我们就要尤其注意高效原则，一定最大程度的把所有的损耗都降低。电器的功效是我们所在意的，所以在保障安全稳定高效配电的同时，也要照顾居民对于电器功能的需求，满足居民要求。

2 低压配电系统的接地保护形式

低压配电系统的接地保护形式主要包含三类，即：IT，TT，TN，在实践过程中，低压配电的接地保护非常重要，在高层建筑中主要作用在于，对建筑供电系统的低压部分电流电压节能型保护，同时，还能减少外部作用对建筑电气的电流电压产生影响。作为一种安全性的保护设计，接地保护，在建筑电气系统中能够提高建筑供电性的安全性与稳定性。

2.1 低压配电IT系统

IT系统在进行工地电力供应时拥有极大的优越性，首先，其能够给予工地以强大且持续的电力，其次，其能够保证工地供电的安全性，既能够保证工友的安全，而且对于一些供电时间较长和供电要求较高的场所，低压配电IT系统可以有成效的保证供电的稳定性，保障用电场所的稳定生产和有效营业，这些优点也就致使大多数企业的电力供应系统都采用了低压配电IT系统。而低压配电IT系统也是相对的对某些区域进行设置，比如其保护区域主要为经过带电阻、电抗或者阻抗的电源端口，以及外漏的用电设备的导电部分。而针对低压配电IT系统的电源端口带电区域就可以不进行接地设置。

2.2 低压配电TT系统

在建筑电气系统应用低压配电TT系统设计时，在对接地保护上是存在选择性的。在实践过程中，若采用的方式为低压运行的方式，那么电力系统中的中性线N与通电系统PE，两者联合。同时，PE在实践过程中，若不存在通电的可能时，电气的运作状况并不会因此而受到打扰。

针对电气设备少，电容量较低，用电要求低的地区时，建筑电气设计中低压配电系统中TN系统的广泛应用范围。但是，就实际而言，城市的一些低压线路供电也会使用低压配电TT系统进行电力供应，同时，对于某些使用低压配电TT系统的用电系统，供电部门也会对其进行相关规定。

2.3 低压配电TN系统

不仅仅TT系统可以供电应用，与此同时，TN系统同样可以作为低压配电系统进行供电应用，但是TN系统工作需要一定的条件，首先我们需要准备一根保护线，然后利用保护线连接所有的电气设备，同时，中性点也应该在这条保护线上出现。同时需要连接的还有配电系统的各个中性点之间。TN-C，TN-S以及TN-C-S均为TN系供电系统的模式之一。

这些模式的设置依据，主要是指低配电系统的要求下开展的，在设计过程中，确定一定连接方式时，则需要在电网线路的导线截面要求大小下进行选择，同时，在实践过程中，为了能够减少整体线路出现影响，需要选择正确的接线方式进行操作。在实践过程中，TN-C，TN-S和TN-C-S这三者模式优点缺点并存，比如三相四线加PE线的接地系统即为TN-S模式，其实际应用场合主要为数据处理和精密电子仪器或者易燃易爆炸场合，而TN-C即为单独的三相四线模式，虽然其存在一定的局限性，但是其设计方案在生活中非常易于实现。除此之外，对于工矿企业而言，TN-C-S就是最佳选择了。

3 接地保护设计

高层建筑其高度高，故其受天气影响大，在雷雨天气中极易受到雷暴等极端天气影响，这便会影响其中的供电系统。使人身安全以及财产安全受到极其大的威胁。为了保障建筑物以及用电安全，我们就需要保障建筑供电系统的正常运行，即在电路发生故障时能够立即切断故障电路，也就是我们常说的接地保护。高层建筑以及其中的电气系统拥有一定的特点，而这些特点便是我们进行接地保护设置的一些出发点。高层建筑中所具有的电器，以及电器的功效和使用时间，还有配电系统的接地形式等等因素都是我们所要考虑的内容，并由此而得出所要采用的接地保护形式。同时，在建筑接地保护设置中，为了防止建筑电路受到外部危险电压的影响和威胁，我们在选择任何的接地保护形式时都要把总电路联结。在建筑工程的电气设计中经常应用到的接地保护模式主要有三种也就是IT，TN，TT三种模式。一般设置在外漏导电部分的是TT系统的接地故障保护，其目的是切断故障回路电流，保护电气。而IT系统的保护原理大致与TT系统相同，即为设置外漏导电部分。IT系统的保护是具有选择性的，通过对外漏导电部分出现的故障电压进行测量，IT保护系统会判断是否中断供电，若电压在标准范围内，则IT系统只会进行故障报警，随之进行故障排除。TN进行两大接地性保护，首先是保护金属性短路，其次是针对电气系统发生故障时的电流过于强大。因此利用电流保护器同样可以进行接地保护，其主要是保护电流负荷和电流短路。这样的接地故障保护设置应用十分广泛，比如其在低压配电系统中也可以进行安全保护。但是我们也不可避免的使用漏电保护器兼接地保护设置进行保护，比如我们所使用的电网线路特别纤细或者建筑电网线路较长。

4 高层建筑接地保护设计中漏电断路器的选择

漏电断路器是我们在做接地保护设置中所要使用到的一个利器，但是在选用漏电断路器时，我们也要提前考虑一些问题，特别是选择漏电断路器的工作电流，其工作电流过大或者过小均会导致漏电断路器停止工作。具体说来，便是其电击能量是否在相关标准的界限之内，其次，电气系统中存在漏电电压，而额定电流是断路器中所存在的电流，所以，电气系统一定要比断路器中的小，这样才可以做出对于电路电压的保护效果。

5 结语

在高层建筑电气设计过程中，需要做好低压电系统安全的控制，才能保证整体项目系统有效的运行，在上文研究中对低压配电系统安全相关内容进行了阐述，同时对低压配电系统的接地保护形式与接地方面内容进行详细的研究，从分析中可知完善接地保护设计、电网线路、电气设备的选择、应用、施工、安装等方面工作，才能保证高层建筑的电网系统的安全运行。

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