低壓配電系統在高層建筑電氣設計中的安全性探究

談志遠

摘 要：低壓配電系統的設計會直接對高層建筑的用電安全造成影響，隨著我國高層建筑的增多，高層建筑的用電安全問題也在不斷增加，所以我國高層建筑低壓配電系統設計進行分析有著重要的現實意義。基于此，筆者在文中對高層建筑的低壓配電系統設計進行了分析，從供電線路設計和配電方案選擇兩個方面進行了探討，希望為相關工作人員提供有效參考。

關鍵詞：低壓配電系統 高層建筑 電氣設計

中圖分類號：TU97 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）12（b）-00-02

高層建筑的電氣系統設計具有一定的復雜性，并且隨著樓層的增加，電氣設計工作的繁瑣程度也在增加。在設計的過程中，不僅要考慮到用電的安全性，同時也要通過合理的設置，確保電力用戶的用電穩定性。

1 高層建筑低壓配電系統故障導致的安全事故

隨著我國城市化建設的腳步不斷加快，越來越多高層建筑如雨后春筍一般被修建起來，有效緩解了土地資源緊缺的問題。但是高層建筑物的增多，卻帶來了相應的安全問題，其中較為多見的就是“用電安全”問題。低壓配電系統是高層建筑電氣系統的重要組成部分，在高層建筑正常用電中有著重要的作用。低壓配電系統由配電變壓器、變電所、電路保護設備、控制保護設備組成，其作用主要用作于對電力進行合理分配，進而確保高層建筑居民的正常用電[1]。低壓配電系統有著相應的安全保護裝置，一旦出現短路、漏電、超負載等情況，就會自動切斷電源，起到避免安全事故發展的作用。但是，近幾年我國高層建筑因低壓配電系統故障引發的安全問題卻屢見不鮮。究其原因不難發現，主要是因為我國大部分配電系統安裝人員的綜合素質不過關，且選用的電氣產品質量參差不齊，同時檢修、維護工作也沒有定期開展，致使高層建筑中的低壓配電系統經常出現漏電、超負荷等情況，如果低壓配電系統中的安全裝置沒有正常工作，就有可能引發火災、電路燒毀等等情況，進而給高層建筑中居民的人生安全、財產安全造成損害。從這一點就可以看出，低壓配電系統的安全對人民生活的重要性[2]。

2 低壓配電系統的安全性分析

2.1 供電線路的安全性分析

供電線路的設計，會直接對高層建筑電氣系統的實際使用、安全性造成影響，所以在進行設計的過程中，設計人員要充分考慮高層建筑中的用電環境、用電設備等因素，進而避免出現線路腐蝕、漏電等問題。同時，設計人員還要綜合考慮電線的絕緣材料，這樣才能進一步確保高層建筑居民的用電安全，目前應用的較為廣泛的絕緣材料為聚氯乙烯（PVC）料、交聯聚乙烯（XLPE）、乙丙橡膠料。在高層民用建筑中，電路設計要考慮到緊急事故的發生，安全通道標識、消防電梯、消防調度室、消防控制室等緊急設施都應該采用獨立的供電線路，且部分設施在最末級的供電箱，還需設置自動切換裝置[3]。地下車庫的環境較為潮濕，所以地下車庫照明線路的設置應該更加謹慎，地下車庫的照明電路要設置專門的配電間，這樣就能有效避免漏電等情況的發生。

2.2 配電方案的安全性分析

一般情況下，高層民用建筑的變壓器為2臺以上，為了應對意外情況，所以有一臺柴油發電機組。關于柴油發電機組的設置有著一定的要求，一般情況下，在高層建筑的進線回路都出現故障的時候，柴油發電機組就要充當應急電源，并且在斷電的10s內要正常啟動，這樣柴油發電機組才能承擔相應的用電負荷。同時，為了應對火災等緊急事件，在事故發生的時候，柴油發電機組要能自動切換供電線路，將供電向消防用電進行轉移。

3 高層建筑中低壓配電系統接地設置

3.1 低壓配電系統接地保護模式設置

一般情況下，高層建筑中采用的接地保護裝置設置有3種模式：TN、IT、TT，筆者通過調查分析，在下文中對這3種模式進行詳細的分析。

3.1.1 TN模式

TN模式首先要保證整個建筑物的電氣設備外殼都連接至同一根保護線，同時低壓配電系統的中性點之間也要進行連接。TN模式細分為TN-C、TN-C-S、TN-S三種，3種模式有著不同的應用特點。TN-C模式中的中性線、保護線為一體，和電氣設備的金屬外殼進行統一連接，然后再接至接地設備，在電路正常運行的過程中，TN-C模式能夠承載一定的諧波電流，因為其連接特點，TN-C形成了PEN線。如果供電線路出現了問題，PEN線就能夠通過保護裝置形成一種對地電壓，進而起到保護電氣設備的作用；TN-S模式和TN-C有著本質上的不同，在TN-S模式中，保護線和中性線處于分開、隔離的狀態，在這種情況下，PE線路處于“無電流”的情況，所以其外殼也不會附帶相應的電流，安全性較高。因此，TN-S模式通常用作于居民居住場所或者精密儀器供電中；TN-C-S模式是在我國高層民用建筑中應用的最為廣泛的接地模式，在這種接地模式中，中性線、保護線處于部分分離、部分合并的狀態。其工作原理為：合并電路為變壓器至居民樓的供電電路，然后通過分離的電路部分，將電力分別輸送至各家各戶。這種接地模式結合了TN-C、TN-S二者的優點，在確保可操作性的同時保證了電路的安全性。

3.1.2 IT模式

IT模式主要是指，電氣系統中的PE線以及電源接地線處于“獨立”的狀態。如果某一個電器設備出現了問題，或者某一條分支電路出現了問題，那么IT系統就能快速啟動保護裝置，避免故障電路對整個電氣系統產生影響。這種模式使得低壓配電電網的負載得到了滿足，同時針對各個家庭用電量較小的特點，一旦電路出現故障，檢修人員也能快速的進行維修。

3.1.3 TT模式

TT模式主要指，將電源的中性點進行和接地保護裝置進行直接連接，這種模式主要用作于城市公路供電系統的建設，在高層民用建筑中的應用較少。

3.2 漏電斷路器在接地保護中的設置

漏電斷路器是確保用電安全的重要裝置，漏電斷路器的設置要結合實際情況，并且要選擇合適的斷路器種類。在進行選擇的時候，主要考慮因素為額定動作電流，確保額定動作電流了漏電斷路器中點擊量的匹配度。一般情況下，電氣系統中正常電流的會小于漏電斷路器中的額定動作電流，這樣才能在漏電情況發生的時候，對電路產生保護作用。

4 提升高層建筑低壓配電系統安全性的措施

第一，電器設備的選用一定要嚴格遵守國家標準以及技術規范，在選購電器設備的時候要貨比三家，盡量選擇質量好的電器設備；第二，高層建筑中的電力用戶，必須嚴格遵守用電規范，不能為了一己私利而改動線路，避免出現電壓不穩、漏電等情況；第三，在對電氣系統進行建設的時候，工作人員要嚴格遵守相應的技術規范，同時相關部門要通過定期的培訓，提高工作人員的綜合素質以及技能水平，這樣才能確保高層建筑中電氣系統的可靠性以及穩定性。

5 結語

綜上所述，在對高層建筑低壓配電系統進行設計的時候，一定要秉承“安全至上”的原則，結合實際情況對電氣系統的設計進行綜合分析，選擇合理的設計方式構建低壓配電系統，進而為高層建筑的電力用戶提供相應的安全保障。

參考文獻

[1] 黃穩正.試析高層建筑電氣設計低壓供配電系統的可靠性[J].綠色環保建材，2017（2）：169.

[2] 張建林.探究高層建筑高低壓供配電系統的設計及運用[J].建材與裝飾，2016（5）：231-232.

[3] 陳瑜.現代高層建筑的供配電系統設計要點與節能[J].科技資訊，2017，15（27）：109-110.