高層建筑電氣設計中低壓配電系統安全性探討

蔡永濤

摘 要：文章從我國高層建筑中低電壓的配置系統的相關概念入手分析了放射式、鏈式以及樹干式等三種配當邏輯，并且分別對高層建筑的低壓配電的安全保護措施以及高層建筑中低壓配電系統的安全性進行了分析，進一步探討加強中低壓配點系統安全性的相關有效措施。

關鍵詞：高層；電氣設計；中低壓；配電系統

中圖分類號：TU976 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）10-0083-02

Abstract： Based on the concept of low-voltage configuration system in high-rise buildings in China， this paper analyzes three kinds of matching logic， namely， radiation type， chain type and trunk type. And the safety protection measures of low-voltage distribution in high-rise buildings and the safety of medium- and low-voltage distribution system of high-rise buildings are analyzed， and the effective measures to strengthen the safety of medium- and low-voltage distribution system are discussed.

Keywords： high-rise buildings； electrical design； medium and low voltage； distribution system

1 高層建筑中低壓配電系統概述

所謂的高層建筑的中低壓配電系統是高層建筑中常見的供電方式，一般來說有以下幾種方式：

（1）放射式配電系統。放射式指通過高層建筑物總的配電設備，將電力分配和輸送給建筑中各個次級配電箱當中。同時因為每一個次級電箱是單獨進行工作的，所以每一條子線路都是單獨運行的，當任意子線路發生故障，無法正常工作時，其他子線路不會受到影響，這種配電系統的設計方式的好處就是可靠性高，整體配電系統在日常使用中的控制方便。缺點在于由于采取單一核心控制多種次級配點箱，導致了實際布線的過程較為復雜，并且需要采取高度集中的控制方式。（2）鏈條式配電系統。鏈條式配電系統指的是在同一條主線路上，采取“串接”的方式連接不同等級的自配電箱，從而實現對高層建筑的整體電能控制，與之前的放射式配電系統相比，鏈式配電具有節省布線長度，減少支路，成本低等優點，更加便于實際施工過程中電纜的鋪設。缺點是如果主線路的某個部分出現了故障，可能導致與其相連接的一部分次級配電箱的正常使用受到影響，同時如果整個系統中某一部分的配電單元在使用的過程中出現了問題，那么就會帶來整個配電系統的暫時斷電檢修，影響與其相連接的電路使用端的正常使用。某個配電箱出現了問題需要檢修時，要求對全中低壓配電系統內的所有配電箱進行斷電，會擴大故障的影響范圍，導致大面積停電。

（3） “樹干形”配電系統。所謂的樹干形配電系統，是指各個次級的配電箱與總線連接在一個主干線上。和鏈式配電系統相似，由于在線路設計上路程較短，在實際施工的過程中也具有低成本，便于施工等特點。當然也同樣存在如果主干線路出現故障，會影響一部分與其相連接的次級用戶的正常使用。

2 低壓配電系統的安全保護系統

一般使用的電源電力都是通過高壓輸電系統，輸入到具體用戶的時候需要通過配電系統將電流的電壓轉換為低壓，并且通過低壓配電系統將電流配送到每一個次級用戶端。綜上所述由于低壓配電系統是用戶使用息息相關的配電裝置，所以在高層建筑的配電系統設計過程中要十分注意低壓配電系統的安全性。高層建筑低壓配電系統的接地保護，不僅可以在技術層面上達到保護電流的效果，而且可以增加電路在使用過程中的穩定行。那么在實際的使用過程中到底有那幾種低壓配電系統呢？本文主要列舉了常見的三種低壓配電系統，探討其合理性和安全性。

2.1 低壓配電TT系統

低壓配電TT系統主要應用于兩個方面：（1）建筑電氣系統電源的中性點處需要進行直接的接地保護；（2）對電

氣設備中外漏導電部分和電源中性點的接地設置中安裝接地保護裝置。在實際應用中，根據相關部門的規定選擇使用何種系統，TT系統一般應用于用電能力較低的農村地區和一些個別城市公用低壓線路也會使用，用電負荷較高的地區則不采取該系統。

2.2 低壓配電IT系統

在低壓配電IT系統中，包括兩個方面：（1）區分建筑電氣系統中的電源端口的帶電區域不進行接地設置；（2）還要保證接地過程中對經過的高電阻、電抗或者阻抗以及外漏導電部分都要進行接地保護。在使用低壓配電IT系統時要確保供電穩定性和安全性。該系統常被用于供電要求較高的場所，多數企業的運行生產也使用該裝置系統。

2.3 低壓配電TN系統

TN供電系統也是常用于高層建筑電氣設計中，首先將設備外殼接到保護線上，進行保護模式設置。TN供電系統有三種模式，分為TN-C，TN-S和TN-C-S，通過低壓配電系統中保護線和中性線的合并關系進行設置。這三種模式各有優缺點，TN-C是三相四線系統，容易設計實現；TN-S是三相四線加PE線的接地系統，適用于精密儀器或危險易爆場所；TN-C-S適用于工礦企業的供電。

3 高層建筑低壓配電系統的安全性分析

高層建筑的用電使用安全不僅關系到日常工作和生產是否能夠正常進行，更是保證人民生命財產安全的重要手段，所以我們在此對高層建筑低壓配電系統的安全性從以下幾個方面進行剖析：首先需要考慮的是供電系統的負載分級系統設計，主要包括變壓器和電壓兩個方面，合理的選擇變壓器不僅有利于電流的輸送更是用電安全的有效保證，在選擇變壓器的時應當注意高層建筑各層的功能分布與用電需求，確保對電流量進行合理的分配，另外需要符合項目用地所在區域供電局對于電流量的綜合調配要求，最后由于變壓器長時間處于高負荷的工作狀態當中，應當保證負荷率在百分之八十以下，并且服務的半徑不超過兩百米。其次應當加強電路主要連接線的安全控制，由于配電系統具有符合大，電壓使用頻率變化迅速等特點，如果發生故障會影響到整個供電線路的正常使用，所以建議在實際的工程當中使用放射或樹狀輸電模式，從而提高供電的穩定性。最后應當注意電路的接地保護，雖然在傳統的認識當中接地保護是最基礎的保護措施，但在實際的操作當中，應當根據建筑的具體形態和使用需求進行客制化設計。

4 加強低壓配點系統安全性的措施

4.1 提升施工人員的技術素質

施工人員素質的高低以及其對于電氣安裝施工技術掌握的熟練與否，是影響電氣安裝施工質量的關鍵因素，所以在進行正式的入場施工之前首先要對施工人員的針對本項目進行了施工前的技術培訓，當培訓合格后方可以持上崗證開展施工工作。另外對于比較復雜的工程項目，在與設計院進行施工交底工作的時候要派技術骨干詳盡了解圖紙中的重點難點，并組織所有的電氣安裝施工人員對其進行學習，避免施工中錯誤的操作導致工期及工程質量受到影響。

4.2 加強對于設備材料的管理

往往在施工的過程中并不是所有的材料都能符合施工設計時的使用要求，需要施工單位在材料進場之前需要自行對其質量進行隨機檢測，尤其是重要的或者復雜的工程在使用之前會模擬現場施工的條件進行“試做”，特別是在電氣安裝工程施工的過程中由于其隱蔽工程較多的原因，導致當埋入墻體或地下的電線、電纜出現問題時，其引發的安全和使用問題，往往很難得到解決，所以一定要在正式施工之前對電氣施工材料的性能進行檢驗，確保所有的建筑材料符合施工的要求，避免事故的發生。

電氣安裝分項工程的施工過程中，會使用到一部分的機械設備，尤其是一些小型的設備由于在電器施工的過程中經常的使用到，所以一般的施工單位都會持有一部分的小型設備，這部分的小型設備由于施工單位經常使用所以對其性能的把握比較清晰。在另一些工程情況較為負責的工程當中，往往需要找第三方租賃一些設備，在使用這些設備的時候需要認真對設備的狀態進行檢查，確保其使用功能是否能夠達到設計的標注，并判斷其是否符合項目設計所需的施工功能，除此之外在使用的過程中還要指派專人負責其保養和存放，做到責任到人。

4.3 注重信息化使用

和樓宇智能化息息相關的配電系統，如今已經逐步向信息化、智能化轉變，可以這么說誰能夠更早一步的將信息化和智能化普及和投入實際的配電設計、施工和使用當中，就能夠更好地搶占市場先機，并在日趨激烈的競爭中勝出。目前在我國較為常用的計算機輔助軟件為廣聯達圖形算量軟件，這一通過模型的方式模擬實際建筑中的結構關系，并通過輸出控制量的方式，提高操作者的工作效率，免除實際工作中繁瑣的人工計算工作，大大地提高了項目的推進速度和準確性。

4.4 將BIM技術應用于管線綜合

BIM作為近年來新興的計算機輔助設計從最初的實驗性應用到如今的全專業配合已經走過了很多的年頭，在實際的施工過程中可以利用BIM系統匯集各專業的圖紙，將設計信息整合并錄入到BIM系統當中，從而分析并找出綜合布線系統中的重點和難點位置進行詳細的技術攻關，并且通過BIM軟件兼容各個專業的特性，發掘和優化線路布置的潛力。由于采用三維模型的方式呈現設計，所以在原有綜合管線布局的基礎上，將設計導入系統后可以以立體直觀的方式進行觀察管線的走向和布局。相比于傳統的平面式圖紙繪制，BIM模型實現從二維到三維的轉變，并且由平面模擬建成后的模型對實際工程的模擬更為立體的解釋各種管線之間的關系，即便是非專業的認識也可以從直觀的模型中充分理解設計的含義。

5 結束語

高層建筑的低壓配電系統的設計和施工的過程中，對于安全性的關注已經成為了業界關注的重點，希望通過本文對于高層建筑低壓配電系統安全性以及相關內容的探討，對實際的電器施工以及樓宇智能化設計提供一份幫助。

參考文獻：

[1]白立賢.高層建筑電氣設計中低壓配電系統安全性探討[J].江西建材，2017（16）.

[2]李宗強.關于高層建筑電氣設計中低壓配電系統安全性分析[J].城市建設理論研究（電子版），2017（12）.

[3]丁式橫.超高層建筑供配電設計探討[J].現代建筑電氣，2013（09）.

[4]楊詩偉.高層建筑電氣低壓配電系統安全性設計研究[J].價值工程，2015（05）.

[5]周健.建筑電氣設計中低壓配電系統安全性分析與闡述[J].中國管理信息化，2016，19（14）.

[6]王巍.高層建筑電氣設計中低壓配電系統安全性探討[J].門窗，2017（01）.

[7]陳子龍.關于高層建筑電氣低壓配電系統安全性設計探討[J].科技創新與應用，2016（20）.