高层建筑电气设计中低压配电系统安全性研究

孙 宇 魁

(山西晋设拓凡建筑设计咨询有限公司,山西 太原　030013)

我国相关法律规定，十层或者十层以上的楼层被称为高层建筑，通常来说建筑中的电气设备数量很多而繁杂，同时也会在实际的运行中出现很多安全问题。因此为了能够充分应对这一挑战，低压配电系统对整个高层建筑的电气设计起到重要作用，所以设计人员在进行设计的时候，不但需要维护供电的稳定性，还需要满足电气设备的要求和安全性。

1　低压配电系统的内涵

低压配电系统是当前供电系统中十分重要的部分，就其自身而言由配电变电所、高压配电线路以及低压配电器等几部分组成。在电能分配发生严重超负荷运行的时候会实时切断电源线路，进行电动机保护状态[1]。而低压配电系统在实际运行的过程中却会因为电气线路和设备老化、安装人员素质不高等各种因素影响引发火灾，给人们的财产造成十分巨大的损失。就目前来看，我国在应对这类现象时，通常都会选择装配漏电保护器以及实施电位联接等方法，加强对电气设计的相关审核工作，确保低压配电系统安全稳定运行。

2　高层建筑中低压配电系统设计要求

2.1　保障供电持续性和电源时间性

通常情况下，高层建筑只需要通过电网便可以提供两个独立电源达到一级与二级负荷的要求，但是还需要综合考虑系统出现故障的情况，将柴油发电机组作为备用或者应急电源。在设计高层建筑低压配电的时候，设计人员需要同时设计两个或两个以上的电源相互进行切换，满足电气设备的需求。

2.2　合理设置供电电源

高层建筑中很多设备都需要供电电源，电源的安全性在一定程度上影响着人们的生产和生活，随着人们生活方式的多样化，目前高层建筑火灾情况发生的越来越多，大多数居住在高层的人员都会通过安全通道进行疏散或高层自身的消防设施进行灭火[2]。这种情况下安全性较低，尤其是我国大多数高层都使用电梯，如果发生电源故障就会给人们的生活和其他活动带来阻碍，因此提高电源安全性对高层建筑消防和人们生活起到重要的作用。

3　影响高层建筑中低压配电系统安全性的因素

3.1　电线短路装置

高层建筑的工程供电系统需要以安全为主，一旦出现电器短路的情况，能够及时进行阻止，并且进行补救工作，保护供电设备以及供电线路的安全[3]。在高层建筑电气设计中低压配电系统存在着多种形式以及管理模式，常常会因为缺乏规范化处理或者对电线等设备没有充分重视，导致接地质量存在各类问题，在一定程度上影响系统的运行安全。

3.2　合理设置漏电保护装置

根据当前高层建筑低压配电系统中产生的诸多问题，很多问题都无法在第一时间进行检测，在很大程度上会引发触电和火灾，造成人员伤亡或财产损失。同时漏电保护也是一种非常有效的保护措施，人员一旦接触到电流能够及时切断电源，从而保证人员的安全。当前的漏电保护装置虽然运用广泛，但是仍然存在各类问题，无法发挥其应有的作用。

4　提高高层建筑电气设计中低压配电系统安全性的方式

4.1　设置自动切断电源装置

在高层建筑电气设计中为了确保建筑人员能够安全用电，在人员和财产受到伤害的时候，电气系统能够设置自动切断故障的设备，设计人员在对建筑电气设计时，一般都会根据建筑特点以及所需要的设备情况进行合理规划[4]。为了防止因为建筑电路受到的威胁，需要对接地保护形式进行多种点位连接，经常采用的方式就是TN和TT两种系统。TN系统的设置主要应用于电气系统短路或者发生电流过大的系统保护时，通过电流保护器来实现电流短路以及超负荷的保护设置；TT系统主要应用于由外界情况引起的导电问题，是指电气设备的金属外壳直接作用于接地保护系统，在发生危险的时候能够及时切断电流。

4.2　设置主接线安全控制

低压配电系统的主接线好像是大树的树干一样，它一般会分出多个枝杈，分布非常广泛，在电力系统一旦出现故障的时候会对整体产生影响。所以在高层建筑电气设计低压配电的时候，通常会采取集成取电的方式，尽量减少工程的投资。

设计人员在进行低压配电设计时，通常会采用380 V/220 V的交流放射式树干形式(见图1)。这种方式可以在一定程度上确保系统主线的安全，如果高层建筑采取集中性供电的方式，就可以选择放射性供电模式，对于一般负荷量就要采用放射式与树干式相结合的供电模式。

4.3　选择适合备用电源

在很多建筑高层中通常会出现区域性停电的现象，如果能够采取备用电源的方式就会减少其影响，设置备用电源可以从安全性的角度进行判断，如果采用单台机组就要将额定容量尽量控制在1 500 kVA以下。备用电源能够在断电之后自动启动，可以在最大程度上减少停电所造成的损失；当发电机组达到一定程度时候尽量分批投入，来错开投入时间，让电流可以有恢复的过程。如果贸然恢复供电，可能会因为负荷过大产生更大的损失，甚至威胁到人们的生命安全。在电力恢复供电之后不要直接送电，而是延时1 min左右的时间，供电恢复之后发电机组再进行重复供电，保护发电机的安全。

4.4　漏电断路器的合理筛选

在电力系统的运行过程中，电气设备需要承载的设备越来越多，负荷也越来越大，所以对高层建筑中电气设计的安全性、可靠性有了更高的要求。在电力运行的过程中，漏电断路器可以间接避免事故发生，是低压配电系统漏电的第二道防线，对接零和接地保护效果更加明显，并对整个建筑的电力系统会产生重要的作用，所以对其加强保护十分必要[5]。在高层建筑电气设计中，漏电保护器的作用必不可少，在选择的过程中，漏电保护器应该根据高层建筑的情况进行明确的筛选，确定漏电保护器的安全额定标准，用准确的数字来进行下一步的设计和筛选，在选取漏电断路器的额定限制电流要超过电力系统发生短路漏电的数值。在选择的过程中常常会有难以抉择的情况出现，漏电断路器想要防止人体接触电源，就需要通过多种接触模式对触电防护进行选择，只有这样才能够让高层中的电力设计充分利用自身的优势，电力系统也可以安全运行。

5　结语

伴随着经济的增长，高层建筑越来越多，追求安全可靠的建筑环境成为每个住户的愿望。为了消除高层建筑中的安全隐患，电气设计中低压配电问题无疑成为重点。在高层建筑中运用各类低压配电系统设置，可以确保配电系统的安全，尽量避免事故的发生。每位设计师都要按照规定进行设计开发，对高层建筑中的低压配电系统进行合理规划和分析，排除影响高层建筑电气设计中产生的危险因素，为今后的高层建筑低压配电系统提供多种优势。

参考文献：

[1]王巍.高层建筑电气设计中低压配电系统安全性探讨[J].门窗,2017,1(1):145.

[2]艾迎春.高层建筑电气设计中低压配电系统安全性探讨[J].建材与装饰,2016,4(9):104-105.

[3]岳俊鹏.高层建筑电气设计中低压配电系统安全性探讨[J].黑龙江科技信息,2015,2(8):55.

[4]叶书明.针对高层建筑电气设计中低压配电系统安全性分析[J].民营科技,2014,3(8):19.

[5]王宏伟.高层建筑电气设计中低压配电系统安全性探讨[J].科技创新与应用,2012,1(22):222.