我国高层建筑电气设计中低压配电系统安全性及重要性分析

杨杰

摘要：低压配电系统是建筑电气设计环节中的重要组成部分，低压配电系统的设计合理与否会对建筑电气安全产生直接的影响，高层建筑电气设备用电负荷较高，所以在建筑电气设计的环节当中要通过合理的电气设计来避免可能存在的安全隐患，对我国高层建筑电气中的低压配电系统安全设计进行研究与探讨。

关键词：低压配电系统；过负荷；IT系统；高层建筑；电气设计 文献标识码：A

中图分类号：TM862 文章编号：1009-2374（2017）04-0118-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.04.060

对高层建筑的低压配电系统进行设计，对于整个高层建筑的电气设计有重要的影响。建筑设计规范中的相关标准，超过10层的住宅或者是大于24米的民用建筑都称为是高层。建筑高层中所使用到的电气设备种类多、数量大，这对于电气设备的可靠性提出了很高的要求。为了保障高层建筑电气设计中低压配电系统的安全性，需要在实际的低压配电设计采取诸多的设计保护措施，例如对低压配电系统中的接地进行设计和保护，以此来提高低压系统的安全性，这对于低压配电系统的设计有一定的挑战。低压配电系统的设计需要考虑供电的稳定性，并要符合各电气设备的相关要求与相应的安全

原则。

1 低压配电系统的安全事故及其原因分析

在高层建筑中的低压配电系统包括各种配电设备以及保护装置，保证安全的情况下为高层建筑的各种电气设备配电，造成低压配电系统安全事故的原因有多种，比较常见的低压配电系统安全事故包括漏电、短路故障、过负荷、电火花与电弧等，这些因素都会导致一定的后果，轻者配电系统无法正常工作，严重的可能导致人员的触电事故。

1.1 漏电

电线或者支架材料较差的绝缘性能导致的带有电流导线之间彼此接触时裸露的部分会相互连接，这个时候电流会通过其他导线或者是裸露的导线接触大地，导线上的电流会流向大地。当用电负荷超过额定的负荷时由于电气设备的额定电压是同样的220V，那么导线上的电流值会增加，进而引发导线发热如果温度达到导线绝缘层的着火点就很容易产生火灾。对于绝缘能力差的导线，在有电流流过的时候，会在导线和大地之间产生电容，这种能量以电场能的形式存在会对配电系统构成一定的威胁。如果漏电故障点与接地点、变压器中的接地中性点在某个或多个因素的影响下，则容易构成漏电回路现象。

1.2 短路

如果两根裸露导线的接触点电势不同，那么就会产生短路电流，在这种情况下电流会不通过用电设备而导致产生极大的电流。极大的电流值会引发导线温度急剧升高，由此容易产生电火花与电弧，将导线金属导体融化，严重的会造成喷溅燃烧现象，引发火灾。

1.3 过负荷

一旦电流量超过导线安全电流量，就属于电线的过负荷。这样的过负荷会引起导线内阻发热，严重的情况下会使得导线绝缘层破裂最终发生导线自燃现象。

1.4 接触不良导致的电阻过大

对于电源线结合处、开关结合处、大型的用电设备的结合处各个地方，一旦出现接触不良，就会使得接触不良部位的电阻变大，而这时的回路电流流经电阻处，会导致线路热能大增，从而出现绝缘保护层的融化和

燃烧。

此外，导电线路两端会有电火花产生，在高密度电火花情况下会构成电弧，当温度高于3000℃就会将易燃物点燃甚至造成爆炸事故。

2 低压配电系统的接地保护形式

高层建筑低压配电保护系统能够对建筑电气中低压部分的电流和电压起到保护作用，保证低压配电系统的安全与稳定运行。在高层建筑中低压配电系统的接地保护形式主要有以下三种，包括低压配电IT系统、低压配电TT系统以及低压配电TN系统。

2.1 低压配电IT系统

低压配电系统里面的IT系统一般不在电源端口带电区域设置接地而是电源端口的带电部分通过高阻抗接地进行保护，对于电气设备中漏电部分和电源的中性点也要进行相应的接地保护。一般情况下，IT系统用于对供电要求较高或者是要求不间断供电的高层建筑中，绝大多数的企业也是采用这种低压配电系统进行供电。

2.2 低压配电TT系统

对于低压配电的TT系统而言，需要在电源中性点做好接地保护设计，此外对于电气设备中的漏电部分或者是电源的中性点的接地系统中也需要进行接地保护。由于中性线N和PE之间不存在配电关系因而不对电力系统中的PE之间进行通电，中性线N与PE无通电。在高层电气低压配电系统应用过程中，TT系统多用于对用电要求不是很高的场所或者是用电负荷较小的分散地区甚至是农村地区。

2.3 低压配电TN系统

TN系统。通常建筑电气设计属于民用建筑电气设计，所以对于用电要求并不高，或者说是电容量低，此时就可以用TN系统。对于低压配电TN系统的设计而言，需要对各个电气设备的外壳连接到保护线中，设置好保护模式，并需要对配电系统的彼此的中性点进行连接。此外，在TN系统中的另外三种模式：TN-C、TN-S、TN-C-S，它们都是以低压配电系统的中性线与保护线的关系为依据所设置的。高层建筑配电设计，对于电网导线的截面积有一定的标准要求，由此，要采用一定的接线方式来接线，避免采取不当的接线方式。三种接线方式各有自身的优势和劣势，都有一定的适用范围。TN-C实际上是三相四线的系统模式，日常电气设计中较为常用，这是比较容易实现的设计方案。对于TN-S实际是在TN-CD的基础加上PE线，对于数据处理或者是较为危险的爆炸场合较为实用。而TN-C-S模式一般用在工矿企业的电气设计中。

3 高层建筑电气设计中的低压配电系统接地保护设计

TT系统一般用于电气设备的外导漏电处，能够通过切断故障回路的方式来对电气设备进行保护。IT低压配电系统应用的过程中，如果电网中外露的电压小于所设定的标准情况下，IT低压配电系统就不会产生保护动作，只是通过显示屏向设备维护人员发送警报信号，来排除相应的故障。在金属短接或者是短接电流比较大的情况下一般会采用TN低压配电系统，可以通过电流保护器来对故障处的电流负荷进行保护，其中电流保护器也是低压配电系统接地保护装置中的一部分。但在线路较长或者是导线的横截面积较小的情况下宜采用漏电保护器进行设置，也可将其作为接地保护装置的一部分。

高层建筑电气设计中需要注意断路器的选择，首先是看漏电断路器的额定动作电流，查看其电击能力安全界限是否符合标准，然后是比较漏电断路器的额定动作电流与电气系统中正常泄漏电流的大小，电断路器的额定动作电流应该大于电气系统中正常泄漏电流，这样可以预防电路电压受损。此时还必须遵守相关的选择原则，电气设计中的分支线及其末端的用电设备需要使用漏电断路器，同样，对于电路支干线也需要使用漏电断路器，选择相应的种类。

对于高层建筑的漏电断路器的使用，需要进行选择，除此之外，在设计安装过程中，也需要注意一些要点。首先，对于低压配电系统的设计，必须要符合相关规定和标准，确保配电系统合理、高效、安全；其次，对于漏电断路器设备的安装，必须要选择有相关资格证书的工作人员来安装，并需要在安装施工前对安装人员进行培训，确保其安装工作的规范操作，提高建筑电气设备系统的安全性能。對于施工单位来讲，绝对不能因为成本高就使用劣质电气设备产品，导致后期因低压设备劣质引发安全事故；最后，在施工过程中不得肆意篡改线路，以免电流电压的不稳定导致危险发生。

4 结语

综上所述，针对低压配电系统对于高层建筑电气设计的重要性，在建筑电气线路容易造成火灾事故，由此，值得我们重视低压配电系统的设计和安装工作，做好安全防护措施，特别是接地设置。低压配电系统设计任重道远，必须要综合各类影响因素进行综合全面的考虑，从而做好规避危险事故的措施，做好最佳的预防

措施。

参考文献

[1] 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，（8）.

[2] 陈智勇，李志勇.如何对10kV电力工程施工技术进行有效管理[J].中外企业家，2014，（35）.

（责任编辑：小 燕）