高層建筑電氣設計中低壓配電系統安全性探討

馮紅竣

【摘要】在經濟迅速發展的推動下，人們對建筑技術的要求越來越高，特別是高層的建筑設計方面，低壓配電系統的安全問題是重要的考慮環節，也是配電系統的關鍵。高層建筑的低壓配電系統一旦出現毛病，就會影響整個建筑的工程質量。本文主要從低壓配電系統的接地保護方式進行入手分析，針對電氣設計問題對低壓配電的接地保護設計進行了詳細的討論，希望對今后的建筑電氣設計工作帶來幫助。

【關鍵詞】高層建筑；電氣設計；低壓配電；系統安全性

1、低壓配電系統的含義及容易出現的事故

1.1含義

低壓配電系統由配電變電所（通常是將電網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）以及相應的控制保護設備組成[2]。

1.2容易出現的事故

低壓配電容易出現漏電事故，主要是由于供電設備的老化原因造成的，絕緣能力下降，容易導致導線之間，以及導線與地面之間的漏電情況；還容易出現因超負荷運轉而產生的火災事故；低壓配電容易出現接地故障，這是指導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，對生命健康以及財產造成嚴重的損失。很可能會出現短路的情況，這是由兩點的電勢不平均處的接觸產生的電流，容易引起電弧和電火花；受外在因素的影響，如果增加電阻，則會導致回路電流增加，產生的熱量會破壞絕緣體，進而引起火災。

1.3低壓供電系統的特點

低壓供電系統是由總配電室內的低壓配電柜、低壓輸送電纜；各用戶進線總配電柜、分配電箱、用電設備等組成。低壓配電線路是向低壓用電設備輸送和分配電能，具有接頭多、規格型號多、敷設方式多、線路長，以及各分配電箱內的控制開關具有操作次數多等特點[3]。

各用電設備又具有多樣性，如生產機械、電熱、電解電鍍、電焊以及實驗設備、照明等，這些用電設備，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備；按電壓可分低壓和安全電壓用電設備；按用電設備的工作制可分為連續運行、短時運行和重復短時運行等，由于低壓供電系統的以上特點，線路、開關等會經常出現短路、漏電等現象，從而造成火災、人身觸電等重大事故，給企業和個人帶來巨大的損失。

2、低壓配電系統的安全性分析

2.1供電線路的安全性

供電線路的鋪設方式要根據建筑物的使用方式以及各種電器的使用數量以及環境特征等進行選擇，盡量避開有外部熱源，灰塵累積較多的地方，避免有腐蝕性質的物質和污染性較強的物質對布線造成的損壞，減少在鋪設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，應盡量使用供電回路，在末端配電裝置中設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的性質，所以，為了方便消防安全的使用，我們要在回路電源上設置一個可以自由切換的開關，這樣，一旦出現系統超負荷運轉的時候，就可以自動切斷電源，以起到保護的作用。我們需要分析各種配供電方案的優缺點，然后進行不斷的總結提升，選出最佳的方案進行實施，提高供電系統的安全性。

3、低壓配電系統的接地保護措施

3.1低壓配電IT系統

在這一系統中的電源端口是不會進行接地設置的，或者是將端口的帶電部分用絕緣體進行包裹，防止與地面的直接接觸，或者將漏出的導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[1]。

3.2低壓配電TN系統

在TN系統中，所有電氣設備的外殼接到保護線（PE）上，與配電系統的中性點相連（若無中性點，即變壓器二次側三角形連接或未引出中性點，可將變壓器二次側繞組的一相接地，但該接點不能用作PEN線）。保護線應在每個變電所附近接地，配電系統引入建筑物時，保護線在其入口處接地。為了保證故障時保護線的電位盡量接近地電位，盡可能將保護線與附近的有效接地體相連，如必要，可增加接地點，并使其均勻分布。其特點是故障電流較大，僅與電纜的阻抗大小有關。出現絕緣故障時，需要短路電流保護裝置瞬時斷開電路。

國際標準IEC60364規定，根據中性線與保護線是否合并的情況，TN系統分為如下三種： TN-C ；TN-S ；TN-C-S 。

3.3低壓配電的TT系統

TT系統的變壓器或發電機的中性點直接接地，電氣設備的所有外殼用保護線連在一起，接在與電源中性點獨立的接地點。它具有如下幾方面的優點：

1）電氣設備的外殼與電源的接地無電氣聯系，適用于對電位敏感的數據處理設備和精密電子設備；

2）故障時對地故障電壓不會蔓延；

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

4、高層建筑的電氣設計低壓配電系統接地保護設計

對漏電斷路器進行選擇時，一定要注意它的額定動作電流，需要確定系統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，符合線路規定的安全標準；再有就是在系統中，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，即在電氣設計中，分支線以及線路末端的設備，以及電路的支干線都要安裝上漏電電路器，以便對電路電網的保護。

5、剩余電流動作保護器的選擇

第一點需要注意的就是，選擇剩余電流動作保護器時，要檢查配電系統末端的安全性，也就是說，檢驗我們末端所使用的保護器能否提供持續的能量，是否安全可靠；第二點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備，以便控制保護動作的時間。

結語：

高層建筑的電氣設計的低壓配電系統，不僅僅要從接地保護設計來保證其安全性，更重要的是對電網線路以及電氣設備的選擇和安裝，只有在設計的環節都可以保證安全性，才能在今后的運行中實現安全穩定運轉，確保整個系統的安全運轉。

參考文獻：

[1]王宏偉.高層建筑電氣設計中低壓配電系統安全性探討[J].科技創新與應用，2012（22）：222.

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

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