摘要：随着社会和时代的发展，在高层建筑设计中，低压配电系统的安全性备受关注，但是，目前一些高层建筑中的配电系统以及线路的安全性存在潜在问题，电气设计在建筑工程中实际应用时，会由于低压配电系统的设计、施工等原因，引发安全问题。在高层建筑中，电器运行会导致电压负荷大，所以，在进行电气设计时，应重点对低压电系统进行设计。
关键词：高层建筑；电气设计；低压配电系统；安全性
前言：我国的社会在不断的发展，在社会发展的过程中，人们对于电力的需求也在不断的增加，对于整个电力供应的稳定性和安全性都有着较高的要求，在这样的情况下，就必须要通过设置合理的措施来解决相关的安全问题。电厂的低压供电系统作为电厂的十分重要组成部分，对于整个电力系统的安全性是有着重要的作用，但是整个电力系统在使用的过程中会受到施工技术、接地保护选择和相关的维护管理等的干扰，故在这样的情况下，就需要重视高层建筑电气设计中低压配电系统的安全性。本文是作者根据对高层建筑设计中问题的分析，得出解决问题的措施，以供参考。
一、低压配电系统概述
低压配电系统主要是由高压配电线路、配电变电所、低压配电器、控制保护设备和配电变压器等设备构成，在使用的过程中，需要对电能的分配进行科学的监督，如果发现了过载或者是超负荷的现象，就要自动切断相关电路，这样就能够充分的保护电动机和电源线路。而低压配电系统在实际运行的过程中，安装的整个过程极有可能会出现一定的问题，且电气线路或者是相应的设备并没有进行定期的检查，除此之外，也有可能是由于电器产品的质量不符合相关的要求所导致的，极容易导致漏电现象的发生，如果没有及时的发现，会有出现火灾的危险，这样就会给人们的安全性带来极大的难题。因此必须要保证低压配电系统的安全性，尤其是在现阶段，针对低压配电系统的实际使用情况，可以采用漏电保护器等方式来减少电力事故的发生率。
二、高层建筑中配电系统设计的原则
2.1高层建筑中配电设计应遵循优化原则
在设计高层建筑物中的配电系统时，要科学合理地运用建筑物自身存在的优势。在设计时，必须考虑到资金投入的合理性，同时还需要在整个过程中结合节能意识。首先，设计供配电系统方案时务必使其具有极高的适用性及实用性。
2.2高层建筑中配电设计应遵循高效原则
在设计高层建筑物中的配电系统设计方案时，必须尽可能降低电能的直接损耗和间接损耗，尽可能的降低损耗的数值。在能够满足整个高层建筑物中电气使用功能的情况下，保障整个配电系统安全稳定的运行，尽量节约配电系统所要损耗的建设资源，最大程度降低对能源的损耗。因此，在设计高层建筑的配电系统时，尽量做到用电负荷均衡，降低配电系统的维修费用，合理使用有关节能设备，实现资源的高效利用。
三、高层建筑配电系统中供电线路的安全性探讨
3.1低压配电TN系统
低压配电TN系统是通过把所有的电气设备外壳接地保护连成一体，通过同一条保护线以及相应的保护措施，加上配电网中性点的接地保护，来实现提高配电系统安全性的目标。由于配电TN系统中，其安全问题主要是故障电流较大或金属性短路引起的接地故障，所以在进行接地保护时，多是通过利用电流保护器的方式，来实现对电流短路和电路负荷的保护。在TN系统中，除了标准的TN模式外，还有TN-S、TN-C和TN-C-S等模式，其区别在于配电网中性线与保护线合并方式的不同。不同的模式都具有其优点，但也存在一定的弊端，在实际使用中，需要根据配电系统的实际情况进行选择。其中，TN-S模式是三相四线加上PE线的方式，适用于精密电子仪器、数据处理或者易爆炸的场所；TN-C是指普通的三相四线系统，也是实际使用中最为容易实现的系统。
3.2超负荷，过载
对于流通的电流量，电线都是有一定的承受能力的。如果实际通过的电流超出了电线所能承受的范围，就会造成超负荷的故障。对于电线来说，无论采取何种材料，都会存在一定的电阻。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，电流在流经电线的时候，就会产生热量，电流量越大，产生的热量也就越多。如果发生超负荷的情况，电线中的热量集聚过大，将会加速绝缘层的老化，削弱其绝缘效果。此外，如果温度过高，还可能引燃绝缘层，从而引发电气火灾。
3.3数字式电力测控装置的测量
测量的准确度一定要高，对电力故障加以分析。在测量中使有效效值一直精准，这种方法对非线性负荷非常适用，同时对电力的故障可以完善的分析，其主要包括统计较为不平衡的电流电压、统计电流电压的最大值与最小值、分析2～31次的谐波等等，所以电力节能与安全方面在发展过程中的要求也得到了满足。
四、提高高层建筑电气设计中低压配电系统安全性的措施
4.1系统负荷分级设计
（1）变压器设计
变压器的位置与数量选择要综合多方面进行考虑，不仅要要考虑到建筑的功能、建筑中负荷分布、负荷容量等因素，而且需要在满足当地供电局的要求的基础上进行专业间的协调。在变压器的容量选择过程中，应该先进行计算，并以得到容量为依据。一般情况下变压器的负荷率在 80%左右，供电半径低于 200 米。以下两种情况需要增加配电所的设置，一是实际需求的供电距离超过 200 米，二是供电容量大于 500 千瓦。在条件允许的情况下，在负荷中心附近建设配电所，达到简化配电系统的目的，而且能够增强低压配电系统的安全性与稳定性，同时降低电压在线路中流通过程中的损耗。
（2）电压设计
在高层建筑电气中低压配电系统的设计过程中，应该在满足在设计规范方面的相关规定的基础上，围绕供电负荷等级，有针对性地选择相应的供电措施。通常情况下，低压配电系统，其供电电源的电压往往是380/220V。我们可以调整变比和变压器一次侧分接头来调整输出电压，达到末端设备配电电压的要求。
4.2高层建筑低压电源配置
（1）配置要求
a.非消防Ⅰ、Ⅱ级负荷供配电要求
为了确保供电的可靠性，非消防Ⅰ级负荷应该由双电源进行供电，如此可保证一个电源出现故障，仍可正常供电，不会引起断电事故的发生。而对于特别重要的负荷，应配置双重电源和备用电源。对于非消防Ⅱ负荷而言，则可采取回路进行同时供电，保证充足电量。
b.民用建筑的供电要求
当消防用电负荷是Ⅰ级时，系统主电源和备用电源应独立于专用回路的双电源进行供电；当消防负荷在Ⅱ级时，系统主要电源和变电系统应该采用双回路电源来供电。
（2）干线配置
高层住宅干线配置主要有三种方案：
a.应用一路电源和一台变压器，把低压单母线分段。需设置应急备用电源，其需要有效满足消防负荷和非消防负荷的使用要求。该种方案在一般性的高层建筑住宅较为适用，超大负荷的住宅不太适用。该方案满足了规范化设计的要求，但应急电源容量较大，投入相对较高。
b.独立两路电源和两台变压器，分列运行，将低压单母线进行分段，设置应急电源备用。该种方式可有效确保供配电的可靠性，适应高层建筑，尤其是负荷较大的高层建筑。
c.应用一路电源和一台变压器，采取低压母线分段，并通过电源线低压侧引出两个回路电源，分别应用到不同的低压分母线段之中。
（三）接地保护设计
在对建筑电气进行设计时，接地保护系统的设置要根据建筑电气和建筑工程的特点来进行，具体设置方法要参照建筑配电系统中的电气设备使用情况、电气回路中的保护线额截面以及接地形式来确定。同时要注意，无论采用哪种接地保护形式都要进行总等电位联结，这样做的目的是防止建筑电路受到外部危险电压的影响和威胁。在高层建筑的电气设计中，较普遍采用的接地保护模式分为三种，即TT、TN、IT。在接入低压配电IT系统的过程中，要区分建筑电气系统的电源端口带电区域，此区域不用来接地设置。
（四）漏电断路器的选择
在电力系统运行的实际情况中，我们可以看出漏电断路器有着十分重要的作用，它的有效运用避免了很多事故的发生。从产生的效果中看出其设备与接零和接地保护都是一样的，对电力系统起到共同的保护作用。也可以说是低压配电系统漏电的第二道保护防线。在高层建筑电气的设计中，漏电保护器的放置是必不可少的。针对漏电断路器的使用，其中关于漏电断路器种类的选择也是十分重要的，其中的重中之重就是漏电断路器额定动流的范围选择。在进行选取的过程中需要对一些情况作明确的调查了解。
结束语
近年来，我国社会经济处于高速发展的趋势，社会对电能的需求越来越高，人们也开始对高层建筑低压配电系统重视起来，对其设计提出了更高的要求，所以，设计者不仅要对接地保护设计进行重视，还要严格遵守相关设计标准，保证系统可靠性达到最高。
参考文献
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论文作者:韩艳芝
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/12
标签：系统论文; 高层建筑论文; 负荷论文; 低压配电论文; 电源论文; 安全性论文; 过程中论文; 《建筑学研究前沿》2017年第30期论文;