建筑電氣設計對低壓配電系統的探討

張超

（太原市城鄉規劃設計研究院 030001）

1 低壓配電系統簡述

在建筑電氣設計中，低壓配電系統是將電源通過電器設備和傳輸電纜傳至用電用戶的過程。常見的低壓配電系統有放射式、鏈式和樹干式以及混合式，其中放射式低壓配電系統是由一個總配電箱和多個分配箱組成，且多個分配箱之間相互獨立，互不干擾，因此其穩定性最高，故障影響范圍最小，事故排查最快，基于此優點，該方案多數應用于大容量設備和重要用戶端設備。而鏈式低壓配電系統是將所有的分配箱用一條線路串聯起來，如果出現故障就必須切斷所有用電設備電源，因此多應用于要求可靠性比較低且用電較分散的設備。樹干式低壓配電系統成本低、操作簡便，但是由于它是通過一條主干線將分配箱與總電線相連接，因此主干線在該系統中起到重要的作用，一旦主干線受到干擾，整個系統都將受到影響。

2 低壓配電系統的基本特征討論

2.1 保證電源的持續性

當前，低壓配電系統用戶側負荷為普通三級負荷和消防負荷等需要備用電源的二級三級負荷，普通三級負荷對電源要求比較低，僅需要滿足一路電源供電即可，而需要備用電源的二級三級負荷，其對電源和配電系統就有較高要求，再不能滿足主電源向用戶側供電的情況下，通過自動轉換裝置，切換到備用電源持續向用戶供電，需要這種配電方式的二三級負荷大部分為不能停電的消防負荷，生產安全需要的特殊電氣負荷。因此，確保低壓配電系統的穩定，對建筑電氣設計具有重大意義。

2.2 保證配電的穩定性

在保證電源的情況下，電源能夠持續向用戶提供穩定的電源，就要保證在線路傳輸過程中不發生事故或者發生事故后不影響未發生事故處的正常配電，在電氣設計中就要合理的選擇電器設備和傳輸電纜的型號，例如普通照明負荷在過負荷和短路故障下動作，消防負荷需要在火災情況下繼續工作，所以照明負荷的保護開關和配電電纜均為普通型，而消防負荷的保護開關過負荷需要只動作不報警，傳輸電纜需要選擇耐火型。

3 低壓配電系統設計受到諸多影響因素的干擾

3.1 過載保護

過載保護是依據“反時限”的原則，針對超負荷電流對供電回路進行切斷的一種保護方式，超出設計的整定值越大，切斷的時間越快。如果機器長期過載運行，繞組溫升就會超過允許值，導致絕緣老化或損壞，進一步導致建筑電氣設計中低壓配電系統的安全性問題。

3.2 短路保護

短路保護是指在電路發生不經過負載或導線電阻幾乎忽略不計等故障時，瞬間產生極大的電流提供切斷電源，防止設備損壞而造成事故的保護方式。在正常供電的電路中，電流的流經路徑形成一個閉合回路，如果在電流通過的電路中，兩導線相觸碰或者被另一小電阻物質短接引起短路現象。如果短路保護出現故障，低壓配電系統的正常運行將會受到阻礙，人們正常生活和工作也將受到一定地影響。

3.3 漏電保護

漏電保護是指漏電保護器在線路中電流大于一定數值時，切斷線路的一種保護方式。低壓配電系統中防止人身觸電事故和因漏電引起電氣火災和電氣設備損壞事故的其中一個有效措施就是設漏電保護器。但即使安裝了漏電保護設備也不能百分百確保安全，所以后期工作還應該注意預防工作，還需要考慮將防止觸電或者電氣設備損壞情況的策略應用到其中。

3.4 接地系統

對低壓配電系統中的供電系統來說，不同的接地形式適用于不同的

場所，不合理的接地形式的選擇，可能造成人員電擊事故或者電氣火災

和停電安全事故等。

3.5 電器裝置不合格

根據調查研究顯示，低壓配電系統都設置有保護裝置，但大多數保護裝置在實際運行中并未發揮其真正的作用，它們大多存在許多問題，比如對漏電的情況不能及時發現，導致火災和觸電現象的發生，上下級之間保護開關整定選擇，斷路器和隔離開關配合選擇等，這些不僅嚴重威脅人的生命安全還會損害國家的財產。

4 解決配電系統安全性問題的措施

4.1 加強對主接線安全性的控制

主接線在配電系統中的分布范圍廣，設備規格較大，再加上系統和設備的復雜性，主接線在供電系統中起著重要的作用。如果主接線出現故障，整個低壓配電系統將處于癱瘓狀態。因此，在電氣設計時，應當根據不同用途選擇合適的低壓配電系統形式，比如可以將二級配電系統設置為放射式與樹干式結合起來的混合式，這樣可以將不同性質的用電負荷按供電等級和供電要求合理選擇供電方式。

4.2 提高接地系統的合理選擇

在低壓配電系統中，主要分為IT系統、TT系統以及TN系統三種形式。IT接地保護系統具有較高的穩定性和安全性，不僅適用于供電要求高、供電持續性的場所，還適用于企業生產運行的過程中；而TT接地保護系統是在中性線N與PE之間不通電的情況下運行，一般使用于低要求、低容量的分散地區，比如市政道路照明，但由于TT系統接地故障電流較小，需要裝設漏電保護開關RCD；TN接地保護系統是將中性線和保護線合并，將所有電氣設備的外殼用一根保護線連接起來，由于等電位聯結可以解決PE線之間故障電流的互相影響，TN接地系統廣泛應用于單體建筑物內。作為低壓配電系統安全用電的有效保障，接地保護裝置的選擇應該根據電氣的特點和要求來進行選擇，以保證接地保護的質量。

4.3 正確選擇漏電斷路器

漏電斷路器在建筑電氣設計中時一個必不可少的部分，在漏電斷路器的選擇時必須加強對額定動作電流的限定。①應嚴格按照標準來限定漏電斷路器的電擊能量，以防系統末端出現漏電的安全隱患；②做好漏電斷路的保護工作是減少電路損壞減少電氣火災發生的有效對策；③漏電斷路器的選擇也不能大意，應該遵循既定的原則，并且慎重考慮漏電斷路器的合理安裝地點，以便發揮漏電保護器的作用；④應該清楚地低壓配電系統的實際情況，并且在選擇漏電斷路器型號的時候也應該考慮多方面做出有效的選擇。

4.4 正確選擇斷路器

一級配電系統保護開關由于和二級三級配電系統在設計中需要進行選擇性設計，往往上一級保護開關選擇具有三段式保護功能的短路器，而下一級保護開關選擇具有兩段式保護功能的斷路器，這樣的設計能將事故中停電范圍縮小至故障回路中，提高了其他用戶對用電要求的需要，也利于排查檢修故障電器設備。

5 結語

綜上所述，低壓配電系統作為電源向用電負荷傳輸電能的必要途徑，它不僅影響人們的正常生活，同時還會造成責任事故，危及人體生命，損害國家利益。因此，不僅要對低壓配電系統程序和環節進行全面了解，還要正視建筑電氣設計中低壓配電系統安全合理選擇的問題，再保證電源穩定持續的前提下，通過合理方式調整配電形式，減少不必要的配電投資，已達到穩定持續供電的低壓配電系統。