高層建筑電氣設計中低壓配電系統(tǒng)安全問題探究

曾真斌

摘 要：隨著我國經(jīng)濟和科技的發(fā)展，逐漸增多的城市人口對住房需求的不斷增加，高層建筑就這樣應運而生了。在高層建筑的構(gòu)成當中，低壓配電系統(tǒng)占據(jù)著至關(guān)重要的地位。在高層建筑施工過程中，其電氣設計低壓配電系統(tǒng)應該不斷地優(yōu)化，否則就會為高層建筑在后期的使用過程中埋下安全隱患。尤其是高層建筑在使用中會涉及到大量的電器設備，就使其用電負荷大大增加，一旦設計出現(xiàn)故障很容易引起安全事故。因此，本文主要分析高層建筑電氣設計中低壓配電系統(tǒng)的安全性，并闡述其具體應用和設計保護方面的內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：高層建筑；低壓配電系統(tǒng)；電氣設計；安全問題

經(jīng)濟和科技的發(fā)展帶動了我國建筑行業(yè)的進步，其中高層建筑的出現(xiàn)和應用就是我國建筑行業(yè)的進步表現(xiàn)。低壓配電系統(tǒng)對于高層建筑而言至關(guān)重要，因此，在高層建筑電氣設計中低壓配電系統(tǒng)設計時，應充分考慮其合理性和科學性，從而為電氣系統(tǒng)的正常運作奠定良好的基礎(chǔ)。現(xiàn)如今，在我國高層建筑低壓配電系統(tǒng)中逐漸暴露一些問題，若相關(guān)工作人員沒有妥善的處理這些問題，將不利于我國高層建筑電氣系統(tǒng)的健康發(fā)展。因此，相關(guān)設計人員應該立足于實際情況，堅持實事求是的原則來處理其中存在的安全問題，從而使我國建筑工程的整體質(zhì)量得到切實的保障。

一、常見的低壓配電系統(tǒng)

1、TT低壓配電系統(tǒng)

TT低壓配電系統(tǒng)在我國由來已久，但是該系統(tǒng)的應用范圍比TN低壓配電系統(tǒng)的應用范圍要小很多，TT低壓配電系統(tǒng)在接地設計時充分利用電源中性點的位置，從而達到保護低壓配電系統(tǒng)安全性的目的。此外，在電氣設備中存在導電部分外漏的可能性，因此也應該對其設置接地保護。高層建筑電氣系統(tǒng)處在正常運行的狀態(tài)時，PE線路是不攜帶電流的，也就是說在高層建筑電氣低壓配電中利用TT系統(tǒng)時，電力系統(tǒng)內(nèi)部的PE線和中性線N是不帶電的。盡管在某種程度上來講，TT系統(tǒng)可以使漏電設備外殼對地電壓得到大幅度的降低，但是即便是降低了也無法符合安全范圍的具體要求。在充分把握TT系統(tǒng)特點的基礎(chǔ)上，可以充分的認識到，其在具有較小電容量的農(nóng)村低壓電網(wǎng)或者具有較高接地要求的電子設備中可以發(fā)揮至關(guān)重要的作用。

2、TN低壓配電系統(tǒng)

在高層建筑電氣設計中低壓配電系統(tǒng)最常見的一種系統(tǒng)應用就是TN系統(tǒng)。該系統(tǒng)的設計原理就是將所有可到金屬外殼中統(tǒng)一的保護線連接到高層建筑所有的電氣設備上，并且在保護低壓配電系統(tǒng)時可以采用切合實際的保護模式。此外，為了使保護效果得到較大的提升，除了要設置電氣設備外殼保護線之外，亦要用相同模式來連接配電系統(tǒng)的各個中性點。在TN低壓配電系統(tǒng)中，根據(jù)電氣設備外露的不同導電部分及連接方式，可以將其分為三種保護模式，分別是TN-C-S、TN-C、TN-S。在設置這三種低壓配電系統(tǒng)時應該充分考慮到保護線與中性線之間的合并關(guān)系，并有效劃分其細節(jié)，實現(xiàn)最大程度的保護低壓配電系統(tǒng)，從而切實的提高高層建筑電氣設計中低壓配電系統(tǒng)的安全性。

二、配電系統(tǒng)中供配電方案的安全性分析

在高層建筑電氣設計當中，要以電力符合的基本要求為基礎(chǔ)來設置供電電源。根據(jù)中斷供電在經(jīng)濟上和政治上所造成的影響及損失程度的不同，可以將其分為一、二、三個等級的電力負荷。發(fā)電機組若可以脫離正常電源而獨立存在，其應急電源應選擇可以獨立運作的干電池、蓄電池及專用饋電線路。在設計供配電系統(tǒng)的過程中，其所采取的供電措施只有以負荷等級為基礎(chǔ)才能夠在一定程度上保障供電系統(tǒng)的安全性和合理性。無論供電電源的負荷級別如何，其都應該嚴格遵守相關(guān)設計規(guī)范的要求。對于高層建筑而言，其對負荷并沒有特殊要求，因此可以選擇一路市政電源加應急發(fā)電機組或者兩路市政電源供電均可，其中前者在高層建筑中的應用較為廣泛。

在高層建筑中，其負荷大多數(shù)可以分為一級負荷和二級負荷，在這種情況下其需要配備的設備有變壓器2臺、柴油發(fā)電機組1臺。柴油發(fā)電機組在啟動過程中有如下要求：當10kV兩進線回路均停電時，作為應急電源設備的柴油發(fā)電機組其自動啟動的時間在15秒以內(nèi)，從而實現(xiàn)一級負荷、二級負荷的供電目標，為了盡可能的避免由于停電對消防用電可靠性的不利影響，在火災發(fā)生時，消防控制室應該在第一時間對火災進行確認，盡可能的將所有非消防電源立即切斷，并將報警裝置、疏散標志燈和火災應急照明燈接通。因此，在選擇高層建筑電氣設計低壓配電系統(tǒng)時，應該根據(jù)工程項目的實際需求來優(yōu)化配電系統(tǒng)方案，提高其方案的科學性和合理性，從而使高層建筑供電安全得以有效保障。

三、高層建筑中低壓配電系統(tǒng)的接地保護設計

在設計高層建筑低壓配電系統(tǒng)接地保護時，應該將具備自動切斷功能的故障電路保護裝置及時的安裝到位，當?shù)蛪号潆娤到y(tǒng)發(fā)生故障時盡可能的保障其運營的穩(wěn)定性和安全性。為了將接地保護系統(tǒng)的重要作用充分發(fā)揮出來，在高層建筑電氣設計的過程中，應該充分考慮到其電氣的特點和工程實際情況，詳細的掌握和了解高層建筑使用電氣設備的實際情況，并校驗電氣回路的導線截面，這是接地保護基礎(chǔ)設計的重要依據(jù)，可以在一定程度上提高接地保護的安全性和有效性。在高層建筑電氣設計中，外部危險電壓會對其產(chǎn)生一定的不利影響，嚴重威脅和影響高層建筑線路的安全性，在這種情況下，需要聯(lián)結(jié)低壓配電系統(tǒng)接地保護形式的總電位，在設計過程中應該區(qū)分不同的接地保護模式。IT接地保護系統(tǒng)是在電網(wǎng)外部導電部分上設置接地故障保護，因此，該系統(tǒng)在實踐過程中，外部導電部分若出現(xiàn)故障，且其電壓在規(guī)定范圍內(nèi)的情況下，接地保護系統(tǒng)在不中斷供電保護的前提下發(fā)出警報。TN接地保護系統(tǒng)最容易出現(xiàn)的短路問題主要集中在金屬部分，在這種情況下需要充分利用電流保護器來有效的控制短路電流，以此為基礎(chǔ)設置設備保護，接地設置的合理性和科學性可以在一定程度上使高層建筑低壓配電系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障的頻率大大降低。但是值得注意的是，若高層建筑具有較長的電網(wǎng)線路或其具有較小的電網(wǎng)線路導線截面，其在保護設置時應該重視對漏電保護器的有效應用。TT接地保護系統(tǒng)也是在外部導電部分設置接地故障保護，實現(xiàn)有效保護電氣，切斷故障回路電流的目的。

此外，在低壓配電系統(tǒng)接地保護中應該重視對漏電斷路器的有效應用，合理選擇漏電斷路器可以從整體上提高低壓配電系統(tǒng)的安全性。

結(jié)語：

在高層建筑電氣設計當中，低壓配電系統(tǒng)的安全性至關(guān)重要，要想使其安全性得到一定的保障，就需要對低壓配電系統(tǒng)采取接地保護措施，在一定程度上提高整個高層建筑電氣系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性，從而使高層建筑電氣設計水平得到較大的提升，以便可以更好的服務于廣大百姓，為我國社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

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