高层住宅建筑低压配电系统设计探析

饶金玲

摘 要 随着建筑技术的发展，高层住宅不断增多，要保证高层建筑住宅各项功能的发挥，科学设计低压配电系统极为关键。本文就高层住宅建筑低压配电系统设计的基本原则、设计主要内容、相关问题及解决对策等进行简要分析研究，旨为高层住宅建筑低压配电设计人员提供参考，提高设计效果。

关键词 高层住宅建筑;低压配电系统;电气设计

高层住宅建筑是城市化进程中的重要标志，随着城市住宅建筑高度的增加，也给住宅供配电系统提出了更高的要求，如系统负荷容量增大、用电设备增多、供电安全性及可靠性要求提高等[1]。在此背景下，如何科学有效地设计匹配高层住宅建筑用电需求的低压配电系统，关系到高层住宅建筑功能发挥及周期寿命。

1高层住宅建筑低压配电系统常见问题

（1）高层住宅建筑低压配电可靠性问题。高层住宅建筑因居住用户多，用电分布广泛，用电需求呈现攀升趋势，外加上供配电系统需要长时间保持运转，低压配电系统的可靠性就显得极为重要。从高层住宅建筑实际情况看，其一般具备较大的建筑面积、较大的人员密度、复杂的使用功能、较大的供电容量等特点，万一因低压配电系统问题而导致电气危害，抢险难度大为增加。

（2）高层住宅建筑低压配电系统断路器问题。高层住宅建筑低压配电系统中，断路器主要起到闭合及开断工作回路的作用。如低压配电系统线路遭遇故障，由断路器对故障回路加以切断。因此，如何科学选择及整定低压配电系统断路器关系到整个系统的安全性表现。从以往情况看，因高层住宅建筑低压配电系统断路器选型不当或未精准调整，断路器作用得不到发挥，会增大电缆、电线及低压配电系统用电设备故障概率。

（3）高层住宅建筑低压配电系统接地问题。低压配电系统一般选用TN、IT、TT三种接地形式。高层住宅建筑接地形式在選择上需要结合建筑实际用电需求而确定，一旦接地形式选取不科学，会使高层住宅建筑暴露在不安全状态下。例如，在TN-C系统下，非线性元件如接在三相负荷不平衡线路上，此时如谐波电流通过零线，会导致供电设备外壳附着电压，这些电压可能对高层住宅用户带来伤害。另外，在TN系统下，零线与相线如果接反或零线出现断线，电气设备保护装置因缺少接地保护而不动作，极易增大电气危害概率。而TN系统中与供电点相距较远的用电设备如存在短路故障，因长距离线路下产生极大的阻抗值，保护电器难以在第一时间针对故障电流进行动作，电击概率也会加大。如选用TT系统，需要保持足够小的接地电阻以达到自动切断故障回路的效果，而且该系统投资成本较高。

（4）高层住宅建筑低压配电系统绝缘问题。高层住宅建筑低压配电系统绝缘应进行覆盖，避免其长时间暴露而遭受物化反应或电气影响。低压配电系统电缆电线绝缘性能要保持在良好状态下，一般而言，高层住宅建筑低压配电系统多为中性点接地系统，如电线或电气材料绝缘性不佳或标准过低，极易导致漏电情况出现。此外，低压配电系统线路在运行过程中，由于线路、电气设备绝缘层及大地连接部位有电容存在，也会导致低压配电系统出现一定程度的电流泄漏问题。

2高层住宅建筑低压配电系统电源配置遵循的原则

高层住宅建筑配置低压电源时，把握非消防一二级负荷供电及民用建筑供电要求。一级负荷采用双重电源供电，指两个不同电源的供电而非同一变电所供的两回线路。具体运行方式可以采取同时供电，互为备用，或者一用一备。除此之外，还可通过增加备用电源的方式实现一级负荷用电需求。但需注意，备用供电系统中不能接入其他负荷。二级负荷采用双回线路进行供电。消防用电负荷确定为一级时，采用主电源及与主电源分离的专用回路电源加以供电;确定为二级时，采用主电源或备用电源双回路电源加以供电。高层住宅建筑消防配电系统选择住宅配变电所或电源线处进行设置，分开设置主配电装置及备用电源，如分开设置困难，可并列设置，将防火隔断设置两者分解部位，同时明确标注配电装置。

3高层住宅建筑低压配电系统设计方案

3.1 确定电源形式及变压器数量

如普通高层住宅，可采用一路电源配搭一台变压器的方式，设置备用电源，确保消防及非消防负荷用电量需求得到满足。但如高层住宅建筑用电负荷超大，可采用两路独立电源配搭两台变压器的方式，通过两者分列运行，保证供电安全可靠。这一方案适用负荷量极大的高层住宅。二类高层住宅可采用一路电源配搭一台变压器方式或两路电源配搭两台变压器方式，设置一般负荷及重要负荷母线，两者保持分开状态。

3.2 科学选择高层住宅建筑低压配电方式

（1）放射式。高层住宅建筑低压配电方式常采用的方式之一是放射式低压配电，该方式在高层建筑重要用电负荷设施中较为适用。放射式低压配电和应急备用回路进行独立设计，两回路通过末端配电箱实现自动切换处理。

（2）树干式。高层住宅建筑树干式配电方式在应用中一般选择在电气竖井部位设置各楼层配电箱，然后借助预分支电缆、插接式封闭母线槽、电缆穿刺线夹等实现分支处理。该低压配电方式在多楼层、高楼层、大负荷的高层住宅中较为常用，带有一定的便捷性。

（3）分区树干式。高层住宅建筑分区树干式低压配电方式主要是通过一个供电区域对应一个回路干线的方式，增强供电的安全性及可靠性。每个回路干线可以对应5层楼，在实际设计中，可以根据高层住宅建筑的具体层数来对参数加以调整，确保对应半径应小于10层。

3.3 合理选择断路器及接地保护模式

高层住宅建筑断路器选择应确保其电流、额定电压、额定频率匹配所在回路，对线路故障类别及成因进行总结，制定短路保护、接地故障处理、过电压等应急预案。选择断路器设备时考虑运行热稳定性及高层住宅用电负荷量，确保断路器具备最佳的性能，并保持与低压配电线路及设备的联动性。在接地保护模式的设计上，选用TN系统应确保重复接地措施，如非必要应减少TN-C系统应用概率。对电气外露部位应及时连接系统保护接地线或采用等电位联结。

4结束语

高层住宅建筑数量及规模不断扩展的背景下，针对低压配电系统应做好针对性分析及科学设计。在具体设计低压配电系统时，应严格参照规范标准，结合高层住宅建筑实际情况，优中选优，确定最佳的配电方案，提高高层住宅建筑的功能性及居住舒适性。

参考文献

[1] 陈松林.浅谈高层住宅建筑高低压供配电系统的监理[J].建筑·建材·装饰，2018（15）：140，161.