高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)安全性探討

馮紅竣

【摘要】在經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的推動下，人們對建筑技術(shù)的要求越來越高，特別是高層的建筑設(shè)計(jì)方面，低壓配電系統(tǒng)的安全問題是重要的考慮環(huán)節(jié)，也是配電系統(tǒng)的關(guān)鍵。高層建筑的低壓配電系統(tǒng)一旦出現(xiàn)毛病，就會影響整個(gè)建筑的工程質(zhì)量。本文主要從低壓配電系統(tǒng)的接地保護(hù)方式進(jìn)行入手分析，針對電氣設(shè)計(jì)問題對低壓配電的接地保護(hù)設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的討論，希望對今后的建筑電氣設(shè)計(jì)工作帶來幫助。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；電氣設(shè)計(jì)；低壓配電；系統(tǒng)安全性

1、低壓配電系統(tǒng)的含義及容易出現(xiàn)的事故

1.1含義

低壓配電系統(tǒng)由配電變電所（通常是將電網(wǎng)的輸電電壓降為配電電壓）、高壓配電線路（即1千伏以上電壓）、配電變壓器、低壓配電線路（1千伏以下電壓）以及相應(yīng)的控制保護(hù)設(shè)備組成[2]。

1.2容易出現(xiàn)的事故

低壓配電容易出現(xiàn)漏電事故，主要是由于供電設(shè)備的老化原因造成的，絕緣能力下降，容易導(dǎo)致導(dǎo)線之間，以及導(dǎo)線與地面之間的漏電情況；還容易出現(xiàn)因超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的火災(zāi)事故；低壓配電容易出現(xiàn)接地故障，這是指導(dǎo)體與大地的意外連接，可能會引起人觸電和建筑物的起火情況，對生命健康以及財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重的損失。很可能會出現(xiàn)短路的情況，這是由兩點(diǎn)的電勢不平均處的接觸產(chǎn)生的電流，容易引起電弧和電火花；受外在因素的影響，如果增加電阻，則會導(dǎo)致回路電流增加，產(chǎn)生的熱量會破壞絕緣體，進(jìn)而引起火災(zāi)。

1.3低壓供電系統(tǒng)的特點(diǎn)

低壓供電系統(tǒng)是由總配電室內(nèi)的低壓配電柜、低壓輸送電纜；各用戶進(jìn)線總配電柜、分配電箱、用電設(shè)備等組成。低壓配電線路是向低壓用電設(shè)備輸送和分配電能，具有接頭多、規(guī)格型號多、敷設(shè)方式多、線路長，以及各分配電箱內(nèi)的控制開關(guān)具有操作次數(shù)多等特點(diǎn)[3]。

各用電設(shè)備又具有多樣性，如生產(chǎn)機(jī)械、電熱、電解電鍍、電焊以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備、照明等，這些用電設(shè)備，其用電特性各有不同。按電流種類可分為交流和直流用電設(shè)備；按電壓可分低壓和安全電壓用電設(shè)備；按用電設(shè)備的工作制可分為連續(xù)運(yùn)行、短時(shí)運(yùn)行和重復(fù)短時(shí)運(yùn)行等，由于低壓供電系統(tǒng)的以上特點(diǎn)，線路、開關(guān)等會經(jīng)常出現(xiàn)短路、漏電等現(xiàn)象，從而造成火災(zāi)、人身觸電等重大事故，給企業(yè)和個(gè)人帶來巨大的損失。

2、低壓配電系統(tǒng)的安全性分析

2.1供電線路的安全性

供電線路的鋪設(shè)方式要根據(jù)建筑物的使用方式以及各種電器的使用數(shù)量以及環(huán)境特征等進(jìn)行選擇，盡量避開有外部熱源，灰塵累積較多的地方，避免有腐蝕性質(zhì)的物質(zhì)和污染性較強(qiáng)的物質(zhì)對布線造成的損壞，減少在鋪設(shè)線路的過程中對電線的拉扯和振動，拖拽等造成的電線的損壞。在高層建筑的民用消防裝置中，應(yīng)盡量使用供電回路，在末端配電裝置中設(shè)置可以自由切換的按鈕。

2.2配供電方案的安全性

首先由于各種線路都具有容易引起火災(zāi)的性質(zhì)，所以，為了方便消防安全的使用，我們要在回路電源上設(shè)置一個(gè)可以自由切換的開關(guān)，這樣，一旦出現(xiàn)系統(tǒng)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，就可以自動切斷電源，以起到保護(hù)的作用。我們需要分析各種配供電方案的優(yōu)缺點(diǎn)，然后進(jìn)行不斷的總結(jié)提升，選出最佳的方案進(jìn)行實(shí)施，提高供電系統(tǒng)的安全性。

3、低壓配電系統(tǒng)的接地保護(hù)措施

3.1低壓配電IT系統(tǒng)

在這一系統(tǒng)中的電源端口是不會進(jìn)行接地設(shè)置的，或者是將端口的帶電部分用絕緣體進(jìn)行包裹，防止與地面的直接接觸，或者將漏出的導(dǎo)電部分直接接入到地面，這樣一來不僅可以保證用電的安全性和穩(wěn)定性，更重要的是對供電要求較高的場所，也能夠保證正常的供應(yīng)[1]。

3.2低壓配電TN系統(tǒng)

在TN系統(tǒng)中，所有電氣設(shè)備的外殼接到保護(hù)線（PE）上，與配電系統(tǒng)的中性點(diǎn)相連（若無中性點(diǎn)，即變壓器二次側(cè)三角形連接或未引出中性點(diǎn)，可將變壓器二次側(cè)繞組的一相接地，但該接點(diǎn)不能用作PEN線）。保護(hù)線應(yīng)在每個(gè)變電所附近接地，配電系統(tǒng)引入建筑物時(shí)，保護(hù)線在其入口處接地。為了保證故障時(shí)保護(hù)線的電位盡量接近地電位，盡可能將保護(hù)線與附近的有效接地體相連，如必要，可增加接地點(diǎn)，并使其均勻分布。其特點(diǎn)是故障電流較大，僅與電纜的阻抗大小有關(guān)。出現(xiàn)絕緣故障時(shí)，需要短路電流保護(hù)裝置瞬時(shí)斷開電路。

國際標(biāo)準(zhǔn)IEC60364規(guī)定，根據(jù)中性線與保護(hù)線是否合并的情況，TN系統(tǒng)分為如下三種： TN-C ；TN-S ；TN-C-S 。

3.3低壓配電的TT系統(tǒng)

TT系統(tǒng)的變壓器或發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)直接接地，電氣設(shè)備的所有外殼用保護(hù)線連在一起，接在與電源中性點(diǎn)獨(dú)立的接地點(diǎn)。它具有如下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：

1）電氣設(shè)備的外殼與電源的接地?zé)o電氣聯(lián)系，適用于對電位敏感的數(shù)據(jù)處理設(shè)備和精密電子設(shè)備；

2）故障時(shí)對地故障電壓不會蔓延；

3）接地短路時(shí)，由于受電流接地電阻和電氣設(shè)備接地電阻的限制，短路電流較小，可減小危險(xiǎn)。

4、高層建筑的電氣設(shè)計(jì)低壓配電系統(tǒng)接地保護(hù)設(shè)計(jì)

對漏電斷路器進(jìn)行選擇時(shí)，一定要注意它的額定動作電流，需要確定系統(tǒng)的末端使用漏電斷路器的電擊能量，可以控制在安全的范圍內(nèi)，符合線路規(guī)定的安全標(biāo)準(zhǔn)；再有就是在系統(tǒng)中，正常泄露的電流一定要要比漏電斷路器泄露的電流小，防止電路電壓的損壞，遵循一定的選擇原則，即在電氣設(shè)計(jì)中，分支線以及線路末端的設(shè)備，以及電路的支干線都要安裝上漏電電路器，以便對電路電網(wǎng)的保護(hù)。

5、剩余電流動作保護(hù)器的選擇

第一點(diǎn)需要注意的就是，選擇剩余電流動作保護(hù)器時(shí)，要檢查配電系統(tǒng)末端的安全性，也就是說，檢驗(yàn)我們末端所使用的保護(hù)器能否提供持續(xù)的能量，是否安全可靠；第二點(diǎn)就是對于有故障的電路，要檢查它的電流流通量是否比整體的額定電路電流小；第三點(diǎn)就是在安裝的過程中，要確保線路的末端有分支線能夠連接用電設(shè)備，以便控制保護(hù)動作的時(shí)間。

結(jié)語：

高層建筑的電氣設(shè)計(jì)的低壓配電系統(tǒng)，不僅僅要從接地保護(hù)設(shè)計(jì)來保證其安全性，更重要的是對電網(wǎng)線路以及電氣設(shè)備的選擇和安裝，只有在設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)都可以保證安全性，才能在今后的運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，確保整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王宏偉.高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)安全性探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012（22）：222.

[2]肖惠文.高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)安全性探討[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2015（06）：243-244.

[3]葉書明.針對高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)安全性分析[J].民營科技，2014（08）：19.