高層建筑電氣低壓配電系統供電安全保障探討

嚴迎春

【摘要】低壓配電系統是高層建筑電氣中一個重要環節。低壓配電系統的設計施工不當較易引發安全問題。發揮電氣設計的功能性，實現電氣系統安全性保障，已經成為了高層建筑電氣施工環節主要內容。本文圍繞高層建筑電氣設計應用，分析低壓配電系統，對安全性方面展開探討。

【關鍵詞】高層建筑；低壓配電系統；安全性

1 前言

根據《建筑設計防火規范》GB50016-2014定義：建筑高度大于27m的住宅建筑和建筑高度大于24m的單層廠房，倉庫和其他民用建筑為高層建筑。高層建筑的電氣設備數量眾多并且較為復雜，樓層高度越高，對于配電系統的安全性、合理性等綜合性能的要求越高。高層建筑電壓負荷量和電器應用都相對比較大，所以我們在進行高層建筑的電氣設計當中尤其應當需要注意低壓配電系統的安全性問題。電氣安全往往涉及電氣火災，電氣火災問題在高層建筑的強電弱電領域均有存在。隨著工業發展以及消防科學的日益進步，高層建筑電氣防火問題的研究也逐漸成為關注的焦點。高層建筑電氣設計中低壓配電系統運行質量對供配電的安全運轉有著相當大的關系。

2常用低壓配電系統形式

現階段，我國比較成熟的、較為常用的低壓配電系統按接地方式不同分為 IT 系統、TT 系統和TN系統三種形式。

2.1低壓配電IT系統

低壓配電IT系統利用對電源端口帶電區域不接地設置來實現對低壓配電的保護。 同時利用高電阻、電抗或阻抗來對電源端口帶電部分進行處理來保護低壓配電系統。它能夠實現對整個電氣系統穩定性、安全性的提升，因此得到廣泛應用。

2.2低壓配電TT系統

TT系統相對TN系統而言應用范圍較小，其主要通過對電源中性點位置的接地設計來實現對整個低壓配電系統的安全性保護。 除此之外， 對于電氣設備當中能夠出現外漏導電部

分也必須要進行接地保護設置。其更適用于一些用電要求較低或用電容量較小的高層建筑當中。

2.3低壓配電TN系統

低壓配電 TN 系統是將整個高層建筑當中的電氣設備可導電金屬外殼都連接到統一的保護線上，通過對保護模式的選擇實現對整個低壓配電系統的保護，一般高層建筑主要采用此系統。

3供電系統運行安全隱患問題分析

3.1 過載及短路保護

在電路系統中應該加強對保護過載、短路，以保證用電設備和供電線路不受損壞。

3.2 電氣接地

低壓配電系統混用的接地形式在高層建筑電氣的設計施工過程中普遍存在，電氣接地質量問題頻頻發生，因為供電系統未進行安全有效的接地處理，或者未按相應工作規范要求進行接地，沒有對關鍵機電設備采取等電位連接設置方式，造成大量電傷亡等傷亡事故。

3.3 保護裝置不周全

低壓配電系統中的保護接零和過流保護裝置等相關安全保護措施設置不周全，不能科學有效控制漏電情況，容易導致高層建筑發生火災，造成人身傷亡及財產損失。

3.4 漏電保護器使用故障

漏電保護器的使用范圍越來越廣，它能夠有效控制接地故障，避免觸電事故和電氣火災的發生，但由于目前漏電保護器的技術問題，導致供電系統的可靠性與安全性降低。

3.5 越級跳閘故障

越級跳閘故障是高層建筑低壓配電系統設計中的一個難題，當下級配電回路出現短路故障時，即使該上級配電回路帶有保護裝的短延時，往往也會出現無選擇性越級跳閘，導致斷電情況，帶來經濟損失。目前此問題長期未能完全得到解決。

4 解決與改進方法分析

以往低壓供電系統主要考慮對過載、短路保護方面問題的處理，保護用電設備和供電線路不受損壞。現在低壓供電系統優先考慮人身和消防安全，主要圍繞安全用電進行設計。以下就低壓供電系統電氣設計中常見問題的改進措施進行分析。

4.1 供電系統負荷分級設計

根據 《民用建筑電氣設計規范》JGJ16-2008的要求確定高層建筑的負荷等級，該規范表明，建筑物的使用性質與建筑物在其內部設施的負荷等級劃分有較大聯系。

4.1.1變壓器設計

需要綜合多方面因素考慮變壓器的位置與數量，要考慮到建筑負荷分布、建筑功能、建筑負荷容量等因素。應以計算后得到的容量為依據選擇變壓器的容量。一般情況下變壓器的負荷率在80%左右，供電半徑不高于200米。當實際需求的供電距離超過200米或供電容量大于500千瓦時，為簡化配電系統，增強其可靠性，可在條件允許的情況下，在負荷附近建設配電所，這樣還能降低電壓流通損耗。

4.1.2 電壓設計

在高層建筑電氣中低壓配電系統的設計過程中，應在滿足設計規范方面規定基礎上，有針對性地圍繞供電負荷等級選擇供電措施。

4.2 漏電斷路器的選擇方法

漏電斷路器是高層建筑接地保護設置不可或缺的。選擇漏電斷路器的主要參數依據是額定動作電流。要清楚配電系統的末端所采用什么種類和什么型號的漏電斷路器，安全界限標準的額定數值是多少。選擇漏電斷路器額定動作電流時，首先要針對配電系統中的末端所接用的漏電斷路器的安全界限確定上限標準，漏電斷路器的額定動作電流必須大于設置電氣系統中的正常泄漏電流。根據要求來確定漏電斷路器的動作電流，在電氣設計過程中，電路支線、干線、分支線、線路末端均使用漏電斷路器，這樣才能更好地保護電路電網。

4.3 低壓配電系統的接地保護

低壓配電系統的接地保護設計在高層建筑的施工中，具有十分廣泛的應用作用。高層建筑電氣設計的接地保護設置要結合建筑工程本身的特點及其電氣設計的特點進行設計。

在進行高層建筑的電氣設計時，須以避免人身傷亡及財產威脅為目的，保證建筑用電安全為宗旨。接地保護，就是設置自動切斷故障電路保護措施，保障建筑供電系統正常運行。在建筑接地保護設置中，若建筑電網線路較長、電網線路導線截面不大時，可采用漏電保護器兼做保護設置和接地設置。

綜上所述，低壓配電系統作為高層建筑電氣設計中的基本內容， 其安全性能對于自身功能、作用發揮以及對百姓生活的安全保障都具有重要意義。應從接地保護設計為基準，充分利用接地保護，從低壓配電系統的安全設計開始進行嚴格控制，才能使高層建筑更好實現自身功能性作用，使整個電氣系統的通暢運行得到保障。為百姓提供更高生活服務的同時，為高層建筑電氣設計水平的提升打下基礎。

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