高层建筑电气设计中低压配电系统安全性探讨

蔡永涛

摘 要：文章从我国高层建筑中低电压的配置系统的相关概念入手分析了放射式、链式以及树干式等三种配当逻辑，并且分别对高层建筑的低压配电的安全保护措施以及高层建筑中低压配电系统的安全性进行了分析，进一步探讨加强中低压配点系统安全性的相关有效措施。

关键词：高层；电气设计；中低压；配电系统

中图分类号：TU976 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）10-0083-02

Abstract： Based on the concept of low-voltage configuration system in high-rise buildings in China， this paper analyzes three kinds of matching logic， namely， radiation type， chain type and trunk type. And the safety protection measures of low-voltage distribution in high-rise buildings and the safety of medium- and low-voltage distribution system of high-rise buildings are analyzed， and the effective measures to strengthen the safety of medium- and low-voltage distribution system are discussed.

Keywords： high-rise buildings； electrical design； medium and low voltage； distribution system

1 高层建筑中低压配电系统概述

所谓的高层建筑的中低压配电系统是高层建筑中常见的供电方式，一般来说有以下几种方式：

（1）放射式配电系统。放射式指通过高层建筑物总的配电设备，将电力分配和输送给建筑中各个次级配电箱当中。同时因为每一个次级电箱是单独进行工作的，所以每一条子线路都是单独运行的，当任意子线路发生故障，无法正常工作时，其他子线路不会受到影响，这种配电系统的设计方式的好处就是可靠性高，整体配电系统在日常使用中的控制方便。缺点在于由于采取单一核心控制多种次级配点箱，导致了实际布线的过程较为复杂，并且需要采取高度集中的控制方式。（2）链条式配电系统。链条式配电系统指的是在同一条主线路上，采取“串接”的方式连接不同等级的自配电箱，从而实现对高层建筑的整体电能控制，与之前的放射式配电系统相比，链式配电具有节省布线长度，减少支路，成本低等优点，更加便于实际施工过程中电缆的铺设。缺点是如果主线路的某个部分出现了故障，可能导致与其相连接的一部分次级配电箱的正常使用受到影响，同时如果整个系统中某一部分的配电单元在使用的过程中出现了问题，那么就会带来整个配电系统的暂时断电检修，影响与其相连接的电路使用端的正常使用。某个配电箱出现了问题需要检修时，要求对全中低压配电系统内的所有配电箱进行断电，会扩大故障的影响范围，导致大面积停电。

（3） “树干形”配电系统。所谓的树干形配电系统，是指各个次级的配电箱与总线连接在一个主干线上。和链式配电系统相似，由于在线路设计上路程较短，在实际施工的过程中也具有低成本，便于施工等特点。当然也同样存在如果主干线路出现故障，会影响一部分与其相连接的次级用户的正常使用。

2 低压配电系统的安全保护系统

一般使用的电源电力都是通过高压输电系统，输入到具体用户的时候需要通过配电系统将电流的电压转换为低压，并且通过低压配电系统将电流配送到每一个次级用户端。综上所述由于低压配电系统是用户使用息息相关的配电装置，所以在高层建筑的配电系统设计过程中要十分注意低压配电系统的安全性。高层建筑低压配电系统的接地保护，不仅可以在技术层面上达到保护电流的效果，而且可以增加电路在使用过程中的稳定行。那么在实际的使用过程中到底有那几种低压配电系统呢？本文主要列举了常见的三种低压配电系统，探讨其合理性和安全性。

2.1 低壓配电TT系统

低压配电TT系统主要应用于两个方面：（1）建筑电气系统电源的中性点处需要进行直接的接地保护；（2）对电

气设备中外漏导电部分和电源中性点的接地设置中安装接地保护装置。在实际应用中，根据相关部门的规定选择使用何种系统，TT系统一般应用于用电能力较低的农村地区和一些个别城市公用低压线路也会使用，用电负荷较高的地区则不采取该系统。

2.2 低压配电IT系统

在低压配电IT系统中，包括两个方面：（1）区分建筑电气系统中的电源端口的带电区域不进行接地设置；（2）还要保证接地过程中对经过的高电阻、电抗或者阻抗以及外漏导电部分都要进行接地保护。在使用低压配电IT系统时要确保供电稳定性和安全性。该系统常被用于供电要求较高的场所，多数企业的运行生产也使用该装置系统。

2.3 低压配电TN系统

TN供电系统也是常用于高层建筑电气设计中，首先将设备外壳接到保护线上，进行保护模式设置。TN供电系统有三种模式，分为TN-C，TN-S和TN-C-S，通过低压配电系统中保护线和中性线的合并关系进行设置。这三种模式各有优缺点，TN-C是三相四线系统，容易设计实现；TN-S是三相四线加PE线的接地系统，适用于精密仪器或危险易爆场所；TN-C-S适用于工矿企业的供电。

3 高层建筑低压配电系统的安全性分析

高层建筑的用电使用安全不仅关系到日常工作和生产是否能够正常进行，更是保证人民生命财产安全的重要手段，所以我们在此对高层建筑低压配电系统的安全性从以下几个方面进行剖析：首先需要考虑的是供电系统的负载分级系统设计，主要包括变压器和电压两个方面，合理的选择变压器不仅有利于电流的输送更是用电安全的有效保证，在选择变压器的时应当注意高层建筑各层的功能分布与用电需求，确保对电流量进行合理的分配，另外需要符合项目用地所在区域供电局对于电流量的综合调配要求，最后由于变压器长时间处于高负荷的工作状态当中，应当保证负荷率在百分之八十以下，并且服务的半径不超过两百米。其次应当加强电路主要连接线的安全控制，由于配电系统具有符合大，电压使用频率变化迅速等特点，如果发生故障会影响到整个供电线路的正常使用，所以建议在实际的工程当中使用放射或树状输电模式，从而提高供电的稳定性。最后应当注意电路的接地保护，虽然在传统的认识当中接地保护是最基础的保护措施，但在实际的操作当中，应当根据建筑的具体形态和使用需求进行客制化设计。

4 加强低压配点系统安全性的措施

4.1 提升施工人员的技术素质

施工人员素质的高低以及其对于电气安装施工技术掌握的熟练与否，是影响电气安装施工质量的关键因素，所以在进行正式的入场施工之前首先要对施工人员的针对本项目进行了施工前的技术培训，当培训合格后方可以持上岗证开展施工工作。另外对于比较复杂的工程项目，在与设计院进行施工交底工作的时候要派技术骨干详尽了解图纸中的重点难点，并组织所有的电气安装施工人员对其进行学习，避免施工中错误的操作导致工期及工程质量受到影响。

4.2 加强对于设备材料的管理

往往在施工的过程中并不是所有的材料都能符合施工设计时的使用要求，需要施工单位在材料进场之前需要自行对其质量进行随机检测，尤其是重要的或者复杂的工程在使用之前会模拟现场施工的条件进行“试做”，特别是在电气安装工程施工的过程中由于其隐蔽工程较多的原因，导致当埋入墙体或地下的电线、电缆出现问题时，其引发的安全和使用问题，往往很难得到解决，所以一定要在正式施工之前对电气施工材料的性能进行检验，确保所有的建筑材料符合施工的要求，避免事故的发生。

电气安装分项工程的施工过程中，会使用到一部分的机械设备，尤其是一些小型的设备由于在电器施工的过程中经常的使用到，所以一般的施工单位都会持有一部分的小型设备，这部分的小型设备由于施工单位经常使用所以对其性能的把握比较清晰。在另一些工程情况较为负责的工程当中，往往需要找第三方租赁一些设备，在使用这些设备的时候需要认真对设备的状态进行检查，确保其使用功能是否能够达到设计的标注，并判断其是否符合项目设计所需的施工功能，除此之外在使用的过程中还要指派专人负责其保养和存放，做到责任到人。

4.3 注重信息化使用

和楼宇智能化息息相关的配电系统，如今已经逐步向信息化、智能化转变，可以这么说谁能够更早一步的将信息化和智能化普及和投入实际的配电设计、施工和使用当中，就能够更好地抢占市场先机，并在日趋激烈的竞争中胜出。目前在我国较为常用的计算机辅助软件为广联达图形算量软件，这一通过模型的方式模拟实际建筑中的结构关系，并通过输出控制量的方式，提高操作者的工作效率，免除实际工作中繁琐的人工计算工作，大大地提高了项目的推进速度和准确性。

4.4 将BIM技术应用于管线综合

BIM作为近年来新兴的计算机辅助设计从最初的实验性应用到如今的全专业配合已经走过了很多的年头，在实际的施工过程中可以利用BIM系统汇集各专业的图纸，将设计信息整合并录入到BIM系统当中，从而分析并找出综合布线系统中的重点和难点位置进行详细的技术攻关，并且通过BIM软件兼容各个专业的特性，发掘和优化线路布置的潜力。由于采用三维模型的方式呈现设计，所以在原有综合管线布局的基础上，将设计导入系统后可以以立体直观的方式进行观察管线的走向和布局。相比于传统的平面式图纸绘制，BIM模型实现从二维到三维的转变，并且由平面模拟建成后的模型对实际工程的模拟更为立体的解释各种管线之间的关系，即便是非专业的认识也可以从直观的模型中充分理解设计的含义。

5 结束语

高层建筑的低压配电系统的设计和施工的过程中，对于安全性的关注已经成为了业界关注的重点，希望通过本文对于高层建筑低压配电系统安全性以及相关内容的探讨，对实际的电器施工以及楼宇智能化设计提供一份帮助。

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