高層建筑電氣中的低壓配電設計分析

趙龍

摘要：現代城市化建設進程不斷加快，但城市建設用地資源有限，因此現代城市建筑都呈現縱向發展的趨勢，即建筑的高度逐漸提升。這種情況下需要保障高層建筑的用電質量與安全，目前我國高層建筑通常采用低壓配電系統進行供電，其安全性作為核心內容，對于整體用電安全具有重要影響。基于這種情況下，筆者查閱相關資料后結合自身實際工作經驗對高層建筑電氣設計中低壓配電系統的設計進行了綜合分析。

關鍵詞：高層建筑;電氣設計;低壓配電;設計

高層建筑由于樓層高，其用電量要遠遠高于普通建筑物，其電壓負荷也會隨之增加，再加上高層建筑中的電器數量多，很容易滋生出安全隱患，這就凸顯出低壓供配電系統可靠運行的重要性，以保證高層建筑電力系統的安全運行。在這樣的環境背景下，探究高層建筑電氣設計低壓配電系統的設計具有非常重要的現實意義。

一、高層建筑電氣中低壓配電系統設計要求

（一）安全性

供配電是高層建筑電氣設計中的關鍵點，直接影響高層建筑的使用性能和質量安全，由于近幾年城市快速發展，高層建筑結構趨于多樣化，提高了低壓配電系統設計要求。相比于傳統建筑而言，高層建筑空間跨度大，尤其是縱向跨度更大，再加上大量配置電梯、空調等用電設備，其安全穩定運行全部依賴于配電系統的電力支持，使得低壓配電系統的可靠性直接關系到高層建筑用電安全。

（二）可靠性

在高層建筑電氣設計中，低壓配電系統必須具備可靠性，這主要是因為低壓配電系統的可靠性直接關系到高層建筑用電設備運行的安全性，考慮到高層建筑的特征，一旦發生火災，由于樓宇高、跨度大，不利于火災救援，只能依靠高層建筑的消防措施和安全通過進行人員疏散，而消防裝置必須依賴于供電電源的可靠運行。這就說明若配電系統可靠性低，一旦出現火災，淋水系統、消防電梯、報警設備等消防滅火設備無法發揮作用[1]。

（三）持續性

在低壓配電系統運行中，必須具備持續性特征，保證供電的持續性，借助電網提供分別獨立的電源，達到一級負荷要求和二級負荷要求，配以柴油發電機組作為備用或者應急電源。

二、高層建筑電氣中低壓配電系統設計的安全性綜述

電氣設計直接關系到建筑供電的安全性和可靠性。在開展設計前需要對建筑的用電需求和負荷承載力進行有效的分析，并結合建筑的綜合實際情況選擇適宜的電氣設計供電模式。在進行線路鋪設過程中需要對鋪設環境進行清理，避免灰塵附著導致溫度過高或是熱源腐蝕對線路造成危害，對建筑和人員產生潛在的安全隱患。在進行建筑供電設計時需要采用專用供電回路的消防用電設備，并且在消防電梯、送風機等設備運行過程中需要設計相應的雙電源切換設備，使其滿足安全用電需求。在進行低壓配電系統施工過程中需要做好防火處理，避免配電箱安全范圍內發生線路火災，通常在對配電間進行設計時需要保障應急照明系統的可靠性。在對一些公共建筑進行電氣設計時，需要加強對電纜線和基礎設施內容的重視，采用國際化產品檢驗標準以保證電纜線實驗方法較為科學有效。

三、高層建筑電氣中低壓配電設計

（一）明確系統配置要求

第一，非消防一級負荷供配電要求。基于低壓配電系統可靠性視角，針對關鍵負荷而言，必須設置雙重電源，或是啟動備用電源，兩個電源相互獨立，其中一個電源發生故障后，另一個電源會立即啟動，保證高層建筑的正常供電，防止斷電事故的發生。第二，非消防二級負荷供配電要求。以回路供電為主，通過同步供電的方式保證電量充足，提高高層建筑低壓配電系統的可靠性。第三，民用高層建筑供電要求。若消防用電負荷為一級，系統主電源與備用電源則獨立于回路，實現雙電源供電;若消防用電負荷為二級，則由主電源、變電源進行雙回路電源供電[2]。

（二）低壓配電系統的接地保護設計

1、低壓配電IT系統

現階段來說，在高層建筑電氣設計過程中通常會采用低壓配電IT系統，并且該系統也是目前較為先進的接地保護措施。常規情況下，低壓配電IT系統的帶電區域電源端口不采用專門的保護系統設計，而是通過對端口增加電阻和電抗的方式大幅度降低電流的方式進行保護。除此之外，在電氣設備正常運行過程中可能會出現漏電情況，因此需要在電氣設備的外部進行接地保護裝置的設計，防止漏電危害。該系統能夠對供電穩定性進行有效的優化，并且安全性能夠得到保障，一般來說，該系統通常在高層建筑電氣設計中進行應用。

2、低壓配電TT系統

低壓配電TT系統在建筑電氣設計中也較為常見。采用這種系統能夠對電源中性點位置進行有效的保護，對于運行狀態下的電氣設備外部導電設備來說，低壓配電TT喜用的保護措施與中性點位置保護方式大致相同，但該位置設計了直接接地保護設備。低壓配電TT系統在應用過程中為保證建筑供電系統的穩定運行，PE線與N中性線兩者之間，通電關系是不存在的;采用該TT系統在運行時，PE線通電情況是不存在的，因此無法傳輸電力。但在實際應用中，該系統可以有效的在用電量較低的建筑中得以應用，一般較多應用在農村，部分城市也所有應用。

3、低壓配電TN系統

低壓配電TN系統的設計應用與IT、TT系統相比復雜程度較高，在其設計過程中對于保護線的要求嚴格，需要質量和效率較高的保護線將電氣設備進行連接，構建合并式保護系統，連接過程中需要對中性點進行統一連接，這項內容尤為重要[3]。

（三）接地保護的應用

本文所述的三種低壓供電系統較為具有代表性，對于IT系統來說在進行接地保護裝置設計過程中能夠有效的切斷電氣設備的外部導電內容，并發出警報，使技術人員能夠及時發現并采取有效的處理措施;TN供電系統多采用金屬電子元件，當發生故障時會產生大量的電流，這種情況下對于用電量較大的電氣設別來說能夠進行有效的保護，并降低使用者的經濟損失;而TT系統這是通過地外保護裝置來對電氣設備運行進行保護，可以及時的對故障回路電流進行切斷，更好的保證電路運行安全。

（四）漏電斷路器種類選擇

通過對電力系統的運行研究，我們可以指導漏電斷路器具有較大的作用，能夠有效的保證電力系統的正常運行，一般來說高層建筑中的電氣設計都會設計兩道漏電保護防線。在電氣設計過程中需要對漏電斷路器的類別進行科學選擇，使其能夠在合理范圍內進行電流切斷，選擇過程中需要對高層建筑低壓配電的實際使用狀況及波段斷路器型號和規格進行詳細分析，并對漏電斷路器的標準額定電流值進行分析，使漏電斷路器能額定限制電流能夠大于電力系統發生斷路外漏時的電流值，確保低壓供電系統的穩定運行[4]。

四、結語：

現代社會發展進程中，人們的安全意識不斷提升，對于低壓配電系統的安全性也提出了新的要求。基于這種情況下，相關的從業人員應當不斷加強對各類低壓配電系統的深入探究，并且現代城市發展建設中高層建筑數量不斷增加，低壓配電系統的應用復雜性也逐漸增強，技術人員需要設計多層保護措施，確保供電安全，確保使用者的生命財產安全。

參考文獻：

[1]馬超.建筑電氣中的低壓配電設計方案之研究[J].科技創新與應用，2016（36）：275.

[2]劉新明.淺談高層建筑電氣中的低壓配電設計[J].林業科技情報，2016，48（04）：78-79+85.

[3]楊劍.高層建筑電氣中低壓配電設計管窺[J].科技風，2016（01）：190.

[4]田衛波.高層建筑電氣中低壓配電設計方案研究[J].中華民居（下旬刊），2014（04）：58.