高層建筑電氣設計中低壓配電系統安全問題探究

董旭冉

摘 要：人們生活水平提高，加上城市建筑用地緊張，高層建筑越來越多的出現在人們的視野中。在高層建筑的建設過程中，電氣工程的施工質量和技術應用是關鍵環節，尤其要保證低壓配電系統運行的安全可靠性，在高層建筑中電氣設備更多，系統會更加復雜，因此，我們要盡量的排除低壓配電系統中埋藏的隱患和安全問題，采取有效措施解決相關問題。

關鍵詞：高層建筑；低壓配電系統；電氣設計；安全問題

伴隨我國城市化的快速發展，土地資源日益緊張，促使人們將建筑物的高度一再提升，我國城市擁有龐大的人口數量，要保證住房滿足人們的需求，建設高層建筑不僅能緩解人民住房壓力，還節約了土地資源。隨著高層建筑的逐漸增多，其使用過程中也出現了一些問題，比如電氣設備和相應系統的安裝存在不合理的地方，低壓配電系統的應用和運行時常出現故障，給使用者的生活工作質量造成不良影響，用電安全也得到了更多人的關注。工程人員在開展電氣工程施工時，用充分考慮到高層建筑需求同普通建筑的差異性，應該充分規劃和設計配電系統的施工方案和標準，形成統一的規范。但是現階段還有各個方面的問題等待我們去解決，保證配電系統的安全是重中之重。

一、常見的低壓配電系統

1、TT低壓配電系統

TT低壓配電系統在我國由來已久，但是該系統的應用范圍比TN低壓配電系統的應用范圍要小很多，TT低壓配電系統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。高層建筑電氣系統處在正常運行的狀態時，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系統時，電力系統內部的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系統特點的基礎上，可以充分的認識到，其在具有較小電容量的農村低壓電網或者具有較高接地要求的電子設備中可以發揮至關重要的作用。

2、TN低壓配電系統

在高層建筑電氣設計中低壓配電系統最常見的一種系統應用就是TN系統。該系統的設計原理就是將所有可到金屬外殼中統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的各個中性點。在TN低壓配電系統中，根據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時應該充分考慮到保護線與中性線之間的合并關系，并有效劃分其細節，實現最大程度的保護低壓配電系統，從而切實的提高高層建筑電氣設計中低壓配電系統的安全性。

二、配電系統中供配電方案的安全性分析

要保證電氣工程在高層建筑中的安全落地，就要認真分析配電方案的安全性。設計層級保障措施或電力運行預警機制，形成安全性的多重保險，根據高層建筑的實際需求以及對配電系統的安裝要求設計，全力完善配電系統的完整性和維持其安全穩定的供電，設計和施工人員對于安全性要重點分析和提出各種可行方案，高度重視安全隱患的存在，以及配電系統的承載能力能否應對大樓的電力負荷。

供電電源的設計要符合高層建筑配電施工方案的要求，為保障供電穩定，減少損失和不良影響，高層建筑還需要配備發電機組彌補配電系統發生故障暫停供電的空缺，值得注意的是，發電機組的電源最好保證其獨自發電、獨立運行的特點，其使用的各種電池設備以及特殊的線路要與正常的配電系統分開，形成獨立的運轉體系和可靠的后備電源力量。

供電電源的負荷等級設計要保證用電安全的基本需求，高層建筑的建設中對于負荷等級并沒有確切嚴格的要求，但是在配電系統正常運轉時，為了保障用電安全和供電的持續穩定，必須要建立符合相應的負荷等級，只有在正常的負荷等級約束下，才能保證供電的安全可靠，此注意事項不僅可應用在高層建筑中，在其他的建筑建設中也要設計相對應的安全負荷等級。

除了保證規定負荷等級下供電的安全性，還要保證高層建筑所對應負荷等級的供電量，比如在一級負荷或者二級負荷狀態下，就要配備一定數量的變壓器和發電機設備，在供電時要注意設備的運行狀況，防止火災或漏電事故發生。如果有火災發生，高層建筑的消防力量就應該及時的確認火災發生的確切地點，保留消防系統的電源正常運行，切斷其他供電電源，防止火勢蔓延，導致電源受損。

三、高層建筑中低壓配電系統的接地保護設計

在設計高層建筑低壓配電系統接地保護時，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，當低壓配電系統發生故障時盡可能的保障其運營的穩定性和安全性。為了將接地保護系統的重要作用充分發揮出來，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，這是接地保護基礎設計的重要依據，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，需要聯結低壓配電系統接地保護形式的總電位，在設計過程中應該區分不同的接地保護模式。IT接地保護系統是在電網外部導電部分上設置接地故障保護，因此，該系統在實踐過程中，外部導電部分若出現故障，且其電壓在規定范圍內的情況下，接地保護系統在不中斷供電保護的前提下發出警報。TN接地保護系統最容易出現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出現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線路或其具有較小的電網線路導線截面，其在保護設置時應該重視對漏電保護器的有效應用。TT接地保護系統也是在外部導電部分設置接地故障保護，實現有效保護電氣，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的安全性。

結語：

在高層建筑電氣設計當中，低壓配電系統的安全性至關重要，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運行的穩定性和安全性，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，為我國社會經濟的可持續發展奠定良好的基礎。

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