摘要：低压配电系统在建筑施工的过程占据着重要的地位，尤其是在高层建筑数量不断增加的今天，电气设备也在逐渐的多样化，而且电压的负荷也在逐渐的增加，在高层建筑电气设计的过程中，要充分的使用低压配电系统，对于整个低压配电系统的安全性有着较高的要求。本文对高层建筑电气设计中低压配电系统安全设计措施进行分析，为相关的研究提供借鉴。
关键词：高层建筑；电气设计；低压配电系统
引言：
随着楼层的升高，电气设备也逐渐不能满足于普通楼房的供电系统，其要求越来越苛刻，所以要研究高层建筑电气设计中低压配电系统的安全性，以期望能够提供给电气设备更好地使用环境。其中，供电稳定以及供电安全问题是电气设计在高层建筑中主要考虑的问题，除此之外，智能化电的电气要求也是其要满足的。
1 高层建筑低压配电系统面临的主要安全问题
1.1 设备可靠性问题
高层建筑的建筑面积相对较大，同时居住、工作人员的密度高、电气设备的应用环境相对复杂。目前电气设计在面向高层建筑时一般选用具有较高供电容量的电气设备，用以保证楼层内部不同层面、不同应用方向的用电需求。这种类型的电气设备在使用过程中，面临的应用风险也更高，一旦发生故障问题，高层建筑抢修难度巨大，同时人员疏散逃生也十分困难。
除了大容量电气设备的选择外，部分高层建筑中低压配电系统的断路器选择也存在一定的安全隐患。断路器作为重要的电气设备，在正常的低压配电系统运行状态下，断路器需要保证配电系统的工作回路通常。一旦断路器选择与实际的用电环境不相符，或者常常出现的断路器精准度出现差异情况，就会造成断路器无法在配电系统中充分发挥作用。一旦出现配电系统故障，断路器无法第一时间完成切断处理，除了会对配电线路中的电缆、导线等设备产生影响造成损毁之外，还会引发较大的安全事故，如大规模停电、火灾等。
1.2 接地安全问题
目前在高层建筑中开展的低压配电系统设计，通常采用常见的集中接地方式，分别为 TN 系统、TT 系统以及 IT 系统，这三种系统在实际应用环境和应用需求中拥有不同的应用层面，不宜盲目进行系统形式的选用。但是在实际的低压配电系统设计中，往往存在接地形式选择不合理、接地建设标准不达标等问题，严重影响其安全可靠性。
2 高层建筑中低压配电系统的具体设计
2.1 选用经济可靠的高层建筑电气设备
在高层建筑的电气设计中，设计人员应当对高层建筑用电需求的具体情况和日常用电负荷的数据信息进行全面的获取，并针对这些数据信息选择合适的电源设计方案。在与变电所进行连接的过程中，也应当结合不同变电所的位置信息，进行选择。一般来说，变电所变压器的负荷率需要保证在 75%~85%这一区间之内，低压线路最大供电半径则需要控制在 0.2km 之内。以高层商业建筑为例，商业建筑拥有较为广泛的商业用途，其不同楼层的功能设置会随着商业用途的区别而有所区分，在高层建筑最底层通常为商业停车场，因此在开展电气设备安装时可以从最底层进行安装。
2.2 加强接地保护设计
（1）IT 系统设计
在低压配电的IT 系统中，无需将接地保护措施应用到电源的端口带电位置上。当电源端口的带电位置通过电抗、高电阻等时，则需要相应的接地保护措施。如果在IT 系统的用电设备中具有外漏导电的部分，则应适当使用接地保护的措施。通过IT 系统进行电力的供应，有利于保障供电的稳定性，并且有利于供电安全性的提高。但是该系统适用于具有较大的电量，且具有较长的供电时间并具有较高的供电要求的场所。该系统在高层式建筑中也得到了较为广泛的使用。若电气设备使用的配电网缺乏相应的接地保护措施，则用电设备的外壳极易出现带电等故障。若不及时进行有效的管理，则易导致触电等事故。
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（2）TT 系统
在低压配电的TT 系统中，应将接地保护措施设置在电源中性点的位置上。且还应将接地保护措施应用到电气设备外漏导电的部分。在高层式建筑的整体电气系统中，TT 系统占有重要的地位，且在TT 系统的运行过程中，电气系统中中性线PE、N 不具有通电关系，即不存在电流经过PE线、N 线。TT 系统通常适用于具有较少的用电设备，且所需的用电量相对较小，对日常用电不具有较高要求的场所，且TT 系统的应用范围与IT 系统相比，较为狭窄。我国幅员辽阔，农村覆盖总比例相对较高，因此TT 系统得到了较为广泛的应用。
（3）TN 系统
在高层建筑的低压配电系统中，TN 系统也会用于供电，设计低压配电TN 系统时，要将系统负责的电气设备的外壳用一个保护线连接起来，并采取相应的保护措施，此外，还要保证低压配电TN 系统的中性点之间的连接。低压配电TN 系统的模式有很多种，比如TN-C-S 模式、TN-S 模式、TN-C 模式等，可以按照保护线和中心线合并的关系来确定低压配电TN系统的模式，这三种模式使用情况不同，在各自的适用范围内，具有明显的优势。以TN-C 模式为例，这种模式容易设计，属于三相四线系统；TN-S 模式也属于三相四线系统，并增设PE 线进行接地保护，常用于存在易爆场所或者保存精密电子仪器的场所；而TN-C-S 系统在工矿企业的应用较多。高层建筑的管理人员应该最大限度的利用信息化技术，对上述三种模式进行补充和完善，在保留各自优势的同时，拓展适用范围，以提高高层建筑的工作效率，维护高层建筑的运行安全。
2.3 漏电断路器设计
对高层建筑电气的低压配电系统进行设计时，必定会使用到漏电断路器。对漏电断路器进行选择时，需要注意某些事项。比如，必须考虑到漏电断路器在多大的电流下才会采取保护机制。首先，必须保证在低压配电系统末端中所选择的漏电断路器自身的电击能量所处于的安全界限满足标准要求。其次，要额外注意配电系统中正常情况下的漏电电流要小于漏电断路器规定的额定动作电流，从而防止电流过大对配电系统造成损害。无论是整个低压配电系统的末端还是各个分支线路的末端，其用电设备都必须使用漏电断路器，从而保证整个电路电网能够安全运行。
2.4 防雷系统设计
内部防雷的措施之一就是等电位联结，这种防雷方法的主要目的就是为了最大限度的降低整个系统和空间内的金属部件，并且将电位差控制在一定的范围内，其做法为用连接导线或过电压保护器将处在需要防雷空间内的防雷装置、金属构件、金属装置、电气和电讯装置、外来导体物等连接起来，使整个建筑物空间成为一个良好的等电位体，建筑物等电位联结干线应从与接地装置有不少于 2 处直接连接的接地干线或总等电位箱引出，等电位联结干线或局部等电位箱间的连接线形成环形网路，环形网路应就近与等电位联结干线或局部等电位箱连接，支线间不应串联连接。
此外，电涌保护器是电子设备雷电防护中不可缺少的一种装置，必须安装于根据防雷分区理论要求的分区交接处，一级电涌保护器安装在线缆进入建筑物的入口处即主配电屏上，二级电涌保护器安装在分配电屏上作为基本保护，三级电涌保护器作为精细保护则需尽可能靠近被保护设备安装。电涌保护器连接导线不得小于 16mm2，总引线长度不应超过 0.5m，电涌保护器的接地线必须和设备的接地或系统保护接地可靠连接，最终必须和等电位连接系统做可靠的电气连接。
3 结语
总之，高层建筑的建筑特色和用电特征使得其在进行低压配电系统设计时，要求较多。为了避免低压配电系统的安全性不足所导致的诸多故障问题，设计人员在开展电气设计工作时，应当首先明确高层建筑的用电负荷情况和电网线路建设特点，并从这一特点出发，选择与之相吻合的低压配电系统设备。
参考文献：
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[2]张超.建筑电气设计对低压配电系统的探讨[J].建材与装饰，2018（48）
[3]吴海.建筑电气低压配电设计中各种接地系统的探讨[J].住宅与房地产，2018（33）
论文作者:刘晓之
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/5/14
标签：系统论文; 高层建筑论文; 低压配电论文; 断路器论文; 电气设备论文; 电位论文; 电气设计论文; 《基层建设》2019年第5期论文;