高層建筑電氣設計中低壓配電系統安全性分析

余航

（廣東德晟建筑設計研究院，廣東 珠海 519020）

1 前言

高層建筑電氣設計屬于復雜工程，不管哪方面存在錯誤，建筑質量都會隨之降低。而低壓配電系統又是這項工程不可忽視的內容，地位非常重要，設計不合理，很容易引起一系列重大安全問題。此類工程往往總體用電負荷量偏多，所以低壓配電系統安全設計必須引起更多關注與重視。

2 低壓配電系統的接地保護方式

采用科學、合理接地保護方式，不但能高效保護建筑供電系統低壓環節電流電壓，而且可預防建筑電氣電流、電壓的負面影響，使供電系統獲得更大程度保障，因此安全保護設計內容不容小覷。對于高層建筑而言，大致包含三種方式，經歸納整理詳細說明如下。

2.1 低壓配電IT系統

從建筑電氣IT系統整體來看，電源端口帶電區不考慮接地，帶電環節應采用高電阻、電抗或阻抗進行接地保護。再者，面向用電設備外漏導電環節，同樣應當做好接地保護。整體而言，低壓配電所選擇IT系統電力供應，不但要擁有良好供電穩定性，而且要擁有足夠安全保障。IT系統供電配置，即便是供電需求偏大且必須連續供電建筑，仍然存在實用價值。不僅如此，一些公司生產階段，同樣廣泛選擇這類供電裝置系統。

2.2 低壓配電TT系統

建筑電氣系統實施低壓配電供電設計時，應由電源中性點位置做好接地保護。不僅如此，關于電氣設備部分，外漏導電環節與電源中性點接地方面同樣應考慮接地保護。通過TT系統支撐低壓配電運行，電力系統中性線N和PE間沒有通電連接，一般建筑電氣運轉階段，PE線路無須考慮通電設置。TT系統下低壓配電系統適用領域，一般面向用電要求少，或電容量偏低，電氣設備過于分散農村使用。具體供電應用階段，只有較少城市供電系統考慮TT系統。

2.3 低壓配電TN系統

結合實際情況來看，一般用于中低壓配電系統供電，這種供電系統設計階段，必須把電氣設備外殼接入相同保護線，設定保護模式。再者，配電系統中性點間同樣應當相連。經歸納整理可知，TN系統供電大致包含TN-C 、TN-S、TN-C-S模式。不同模式選擇階段，必須按照低壓配電系統內中性線、保護線合并關系完成。電網設計階段，如果線路銅導線截面面積處于相應水平，必須按照具體規范選擇切實可行接線方式，防止總體線路受到負面影響。實踐階段，這些模式均有自身獨特優點，故而適用范圍存在差異。其中，TN-C系統屬于三相四線系統，實現難度較低。TN-S系統更適合一些信息處理與精密電子儀器、威脅較大易爆場合。TN-C-S系統更適合曠工公司供電系統。

3 低壓配電系統的安全性分析

3.1 供電線路安全性分析

供電線路設計階段，必須全面掌握建筑相關信息，譬如所選材質、外界環境、電氣設備等，防止發生線路腐蝕等問題。民用高層建筑方面，消防用電設備必須擁有專門電氣線路，同時擁有自動切換裝置。電路設置過程中，選材與線路布置都要滿足國家規定，禁止隨意更改，地下車庫照明燈配電設備必須采用安全、穩定方案，并設置專門配電間，如此一來，即便配電箱出現火災事故，其他區域配電箱也能正常使用。

3.2 配電方案安全性分析

通常而言，高層建筑變壓器往往不止2臺，還會配置1臺柴油發電機組以滿足相應啟動條件，如果各條進電線路均斷電，那么10s內可以啟動運行，這種情況下，才可以發揮備用電源價值。另外，為避免消防用電受到影響，一旦發生火災事故，必須優先得到保證，斷開其他非消防用電，故而電氣設計階段，必須全面討論配電方案是否安全，才能保障低壓配電系統安全運行，意義非常重大。

4 高層建筑中低壓配電系統設計普遍存在的問題

4.1 過載及短路情況

建筑工程供電系統設計階段，安全性與穩定性屬于不容小覷問題，必須引起足夠重視。但實踐設計階段，往往會有過載、短路問題存在。不僅如此，斷路器與熔斷器沒有高效動作，還會導致供電線路與設備面臨嚴重安全隱患。

4.2 接地質量不達標

目前，國內高層建筑電氣設計與施工作業階段，接地方面有著明顯混用情況，加之供電系統未采用切實可行接地措施或違背標準規范接地，導致電氣接地往往面臨重大安全威脅，一方面不能使主要電氣設備得到合理保護，另一方面會有更重大安全事故，乃至引起設備破壞與人身傷害事件，釀成難以挽回的損失，因此需要得到更多關注。

4.3 保護裝置不到位

根據有關資料報道匯總可知，現階段高層建筑低壓供配電系統方面，大部分安全保護裝置均有著相應設置缺陷，系統漏電事件頻頻出現，沒有從根源處進行合理測控，造成觸點火災事故屢見不鮮，使人身及財產安全面臨極大威脅。在漏電保護問題，由于大量因素直接影響，高層建筑電氣接地難免產生故障問題，從而容易造成非常惡劣后果，譬如人員觸電、電氣火災等。為降低這類故障問題發生率，預防出現重大損失與惡劣后果，漏電保護器逐漸獲得人們青睞，應用越來越廣泛。然則實際情況中，由于選用不合理等情況存在，導致其功能常常無法體現出來，不僅如此，還可能失去應有的作用，進而導致配電安全隨之面臨威脅。

5 如何提高高層建筑電氣設計低壓供配電系統的安全性

5.1 提升主接線安全性

電力系統運行階段，主線發揮著至關重要的價值與意義。結合實際情況不難發現，主線設備非常復雜，而且廣泛分布于電力系統內。由于現場非常復雜，難免會使系統設備操作流程復雜化。一旦電氣運行發生故障問題，整個系統都將受到嚴重影響。故而必須科學使用系統集成技術，促使投資運行總開支得到管控，既要符合安全性原則，又要達到經濟性要求。

5.2 加強接地保護

接地保護屬于一種基礎供電保護手段，可以讓用電安全獲得良好保證。考慮到這種情況，建筑電氣設計過程中，必須按照具體特征與配電系統要求，完成接地保護器合理設置。對于多種接地保護，應當完成等電位連接，預防外界電壓給建筑電路造成不利影響。

5.3 合理選擇漏電斷路器

隨著電力系統日益成熟，實際運行階段，因為電氣設備作用不斷增強，承載電力負荷逐漸增加。所以系統安全性與穩定性有了更高標準。對于系統整體而言，漏電斷路器的存在有著必要性，通過合理設置能進一步預防火災事故，搭配接地保護情況下，將盡可能增強低壓配電系統安全性與穩定性。再者，如何正確選用同樣意義重大，必須充分掌握其漏電電流規范標準，借此選定型號種類，才能給電力系統穩定運行提供更大保障。

6 結語

從高層建筑電氣設計方面來看，合理選用接地保護系統意義非常重大，可進一步增強低壓配電系統安全性。具體設計過程中，必須充分關注電網線路施工作業、用電循環電氣設備選型問題。面向低壓配電系統完成設計，特別應當改進漏電保護器配置，科學設計接零和接地保護，不斷增強供電系統安全性。通過低壓配電系統穩定運行與長期有效發展，為人身及財產安全提供更大保障，由此可見，本課題提出有著明顯必要性。隨著時間不斷推移，社會發展不斷加快，高層建筑越來越多，高度也會越來越高，而電氣設計作為整個建筑工程中不可忽視的環節與工作，占據十分重要的地位，無論出現哪方面問題，都將給建筑整體造成負面影響乃至嚴重后果，故而本課題必將引起更多關注與重視。然而受時間、個人能力等因素限制，本次研究并不完善，還有許多問題沒有得到妥善處理，必須引起重視。低壓配電系統作為高層建筑電氣設計關鍵一環，也是本文研究的重點內容，一旦設計不合理，很容易引起一系列重大安全問題，釀成無法挽回的損失。通過本次研究與探索，能夠給低壓配電系統設計提供一些有用建議與意見，為使其安全性、穩定性得到更大程度保障，后續工作、學習階段，將以本次研究成果為基礎，綜合最新科技與方法，促使系統運行更安全、更穩定。