低壓配電系統(tǒng)在高層建筑電氣設計中的安全性分析

單帥

摘要：低壓配電系統(tǒng)是高層建筑電氣設計的重要部分，隨著樓層的增加，整個建筑中的各種安全問題就凸顯出來。建筑物越高，各個樓層的電氣設備越會增加，使整個建筑的電氣設計變得復雜而繁瑣。高層建筑的電氣設計不僅要考慮建筑整體供電的穩(wěn)定性，還要滿足電氣設備的使用，所以對于高層建筑電氣設計中低壓配電系統(tǒng)的安全分析十分必要。

關鍵詞：低壓配電系統(tǒng)；高層建筑；電氣設計；安全性；建筑物；電氣設備 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM862 文章編號：1009-2374（2016）30-0117-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.30.057

1 高層建筑物低壓配電系統(tǒng)常見安全事故

我國經(jīng)濟在不斷發(fā)展，越來越多的建筑開始聳立，造成我國土地資源越來越稀缺。所以，為了緩解這種土地危機，越來越多的建筑開始向空中發(fā)展。隨著我國高層建筑的不斷涌現(xiàn)，相關的安全問題也凸顯出來。其中比較普遍的問題就是用電的問題。高層建筑電氣設計中，一個重要的組成部分就是低壓配電系統(tǒng)，低壓配電系統(tǒng)在整個高層建筑的電氣運行過程中起到至關重要的作用。低壓配電系統(tǒng)由配電變電所、配電變壓器、控制保護設備等部分組成。主要用來對電的使用進行分配，當它們發(fā)生嚴重的超負荷運行時就自行切斷，確保電源線路和電動機的安全和完好無損。但是，近些年來，高層建筑的低壓配電系統(tǒng)經(jīng)常性的出現(xiàn)安全問題。究其原因，主要是一些配電系統(tǒng)安裝人員自身的專業(yè)素質不夠硬，而且選用的電氣產(chǎn)品質量不過關，同時又對高層建筑中的電氣線路和設備等檢查不及時，導致低壓配電系統(tǒng)經(jīng)常性的漏電，嚴重時就會引發(fā)火災，給人民的生命財產(chǎn)帶來很大的威脅，因此我們可以看到低壓配電系統(tǒng)在高層建筑中的重要性。

2 低壓配電系統(tǒng)在高層建筑電氣設計中的安全性

2.1 供電線路的安全分析

供電線路在進行設計時，應該充分考慮建筑物的材料、性質、環(huán)境以及電氣設備等各個方面，應該盡量避免出現(xiàn)腐蝕線路等問題。在高層民用建筑中，消防用電設備應該采用其專門的供電線路，消防控制水泵、消防調度室、消防控制室、消防電梯等這些成套的設備的供電，都應該在最末一級的配電箱處設置自動的切換裝置。而且電路的設置必須要符合相關的規(guī)定，不能私自改變電路設計或者說不按規(guī)定設計。對于地下室車庫的照明配電應該拋棄以往那種將直接裝在車庫墻上的做法，而應該更加謹慎，應該設置專門的配電間來放配電箱，這樣可以防止一旦火災發(fā)生在配電箱附近，引起配電箱的著火。

2.2 配電方案的安全性分析

一般的高層民用建筑的變壓器往往在兩臺以上，而且還配置有一臺柴油發(fā)電機組。對于柴油機組，有一定的啟動要求。一般來講，當兩進線回路都停電的時候，柴油機組此時作為應急電源，必須要在10秒內自動啟動，這樣它才能負擔起重要的負荷的供電。而且為了保證消防用電的可靠性，在發(fā)生火災時，要求能夠自動切斷非消防負荷的用電，所以我們應該對常見的變壓器和柴油機組組成的配電方案的安全性進行充分的分析，這樣才能提高低壓配電系統(tǒng)配電方案的安全性。

3 高層建筑電氣設計中的低壓配電系統(tǒng)接地設置

3.1 接地安全保護設計

對于高層建筑物的電氣設計要考慮多種方面的因素，其中放在首位的應該是人身安全。這里所講的人身安全，不僅指在建筑物中工作或者生活的用電人民的人身安全，而且還包括在進行電氣設計安裝時工作人員的人身安全。高層建筑物因為樓層比較高，而且建筑物內人員比較多，發(fā)生危險時撤退疏散也需要很長的時間?；谶@種情況考慮，一般的高層建筑物在設計電氣設備時，都要保證有相應的可以自動切斷故障點的裝置設備，這就是我們平時所提到的接地保護裝置。有了接地保護裝置，可以為高層建筑的用電安全提供保障。當建筑物內發(fā)生危險時，接地保護裝置可以自動切斷故障點的用電，給人們的安全帶來可靠的保障。而接地保護裝置設計安裝時，都要充分考慮建筑物的地形、電氣設備、電路保護裝置等因素，只有這樣才可以盡量避免因為外部的不利因素對高層建筑物的電路運行帶來的危險。

3.2 低壓配電系統(tǒng)接地保護模式

在高層建筑物電氣設計低壓配電系統(tǒng)中，接地保護裝置一般有三種比較有用且常見的模式。這三種模式分別是IT、TN和TT模式。下面我們對以下三種模式進行具體分析：

3.2.1 IT模式。TT系統(tǒng)通常也被稱為接地制，這個系統(tǒng)對N沒有特殊的要求，它主要是指每一根電氣設備的PE線以及電源的接地線要保持各自獨立接線的狀態(tài)。在這樣的情況下，如果某一個金屬設備出現(xiàn)了故障問題使得線路中的電壓出現(xiàn)了不穩(wěn)定的波動，那么這種系統(tǒng)就能夠有效地阻止這種情況的出現(xiàn)，這種特性不僅使得共用低壓配電電網(wǎng)的負載需求得到了滿足，而且對于村落中的居民用電的特點比如負載阻抗較小、分散度較高以及設備比較容易出現(xiàn)故障等能夠較好地適應并解決，因此這種系統(tǒng)在我國農村居民配電系統(tǒng)中運用較為廣泛。

第一，TN-C系統(tǒng)。TN-C系統(tǒng)的主要特點就是中性線和保護線是合為一體的，并且和設備的金屬外殼一起接地。在電流的正常輸送過程中，TN-C系統(tǒng)可以承載少量額外的諧波電流。其運行的過程主要是通過供電設備的外殼將N、PE互相連接起來形成一個整體，即PEN線。如果電路出現(xiàn)了故障，PEN線可以通過保護接零形成一種對地的高伏電壓，這樣對于因為電路故障所造成的電氣設備的損害可以得到一定程度的減少。但是這種方法所連接的PEN線也有一定的缺陷，如果在接線兩端的壓差比較大或者是變化較快，那么由于雙向導通特性會非常容易發(fā)生電位的不正常轉移，如果中性線的電壓達到了一個限度，就會造成接線和電氣設備被燒壞的情況。因此這種系統(tǒng)對于供電需求比較精確的電子設備來說并不適用，但是由于它的安全性比較強，在相對穩(wěn)定的供電系統(tǒng)中運用較為廣泛。

第二，TN-S系統(tǒng)。在TN-S系統(tǒng)中，保護線和中性線是互相隔離開來的，在這種情況下，PE線本身是沒有正常的電流通過的，那么它的外殼也就不會帶電，這種系統(tǒng)用在居民以及要求較為精密的設備供電工作中比較多，同時安全性也比較高，但是它還是有一定的缺陷存在，當出現(xiàn)對地短路和故障電壓擴散的情況時，這種系統(tǒng)并不能很好地進行解決，這種系統(tǒng)的N線上通過三種成分電流，它們分別是諧波電流、三相不平衡電流和單項工作電流，因為這三種電流是同時在N線上通過的，因此它所產(chǎn)生的絕對值一般比較大，另外，如果增加N線的線路，N線的阻抗會隨之變大，而連接點處也存在阻抗，這兩個因素會對地面產(chǎn)生相應的電壓降，在日常工作中會有電擊的危險。

第三，TN-C-S系統(tǒng)。TN-C-S系統(tǒng)是我國居民建筑較常用的低壓配電接地系統(tǒng)，在這種系統(tǒng)中，中性線和保護線的連接情況是屬于一部分合并、一部分分離的狀態(tài)。它主要是先通過合并的線路將電力從變壓器接到居民樓，再通過分離的線路進行各家各戶的供電，這種接地系統(tǒng)不僅有效提升了接線方式的可操作性，而且具備較高的安全性。但是這種接地系統(tǒng)要及時對其接地端做好保養(yǎng)和定期檢查的工作，避免不必要的損失出現(xiàn)。

3.2.2 TN模式。在這樣的接地保護模式中，首先需要將整個建筑物的電氣設備外殼都連接到一根保護線上去，同時低壓配電系統(tǒng)的中性點之間也應該進行相應的連接。另外，具體來分，NT模式還可以再分為TN-C、TN-S和TN-C-S這三種。從整體上來講，這三種模式都各有利弊，TN-S適用于數(shù)據(jù)處理以及精密的電子儀器或者是有危險易爆的場合，而TN-C-S一般常見于工礦企業(yè)這樣的大型企業(yè)的供電線路中。

3.2.3 TT模式。采用這種模式的低壓配電系統(tǒng)，它的電源的中性點處會進行恰當合理的直接接地保護裝置的設計。一般這樣的模式適用于城市公路的供電系統(tǒng)中。

3.3 接地保護設計中的漏電斷路器分析

在高層建筑物進行接地保護裝置時，漏電斷路器可以說是必不可少的設備。但是對于那些漏電斷路器的選擇也要對實際的情況進行分析后再決定選用哪種斷路器。在進行漏電斷路器選擇的時候，還要充分考慮到斷路器的額定動作電流。因為額定動作電流的選擇與低壓配電系統(tǒng)中的漏電斷路器的電擊量要匹配，不然會帶來很大的危險。一般來講，電氣系統(tǒng)中泄露的正常的電流會比漏電斷路器的額定動作電流要小，這樣才會保證電路電壓不受損害。

對于如何提高高層建筑電氣設計中低壓配電系統(tǒng)的安全問題，任重而道遠。第一，相關的工作人員一定要依照有關規(guī)定來設計和安裝。同時有關部門對這些相關工作人員自身的素質和職業(yè)修養(yǎng)一定要更加重視，定期對他們進行培訓，保證他們能夠有更高的工作水平和規(guī)范化的操作。這樣不僅可以保證建筑物電氣設備設計的安全可靠，而且對他們自己的人身安全也有一定的幫助；第二，施工單位也應該保證使用合格的電氣設備，不要為了降低成本貪圖便宜使用那些劣質的不合格的產(chǎn)品，這樣會帶來無窮的后患；第三，用電人員也要規(guī)范用電，不要隨意私改線路，這樣容易導致電流電壓不穩(wěn)，產(chǎn)生意想不到的危險。

經(jīng)過上面的討論，已經(jīng)明確了高層建筑中低壓配電系統(tǒng)的內涵、特點、容易發(fā)生的事故等；緊接著對低壓配電系統(tǒng)的安全性進行了分析，從它的供電線路、供電方案等方面進行了深入的了解；對接地保護裝置進行了分析，包括它的模式、特點等；本文又對高層建筑中漏電斷路器的選擇進行了探討，至此對高層建筑電氣設計中低壓配電系統(tǒng)的安全性進行了徹底的探究。但是僅僅有這些分析探究是不夠的，理論上的知識必須應用到實踐中才會對問題的解決有所幫助。所以，我們在進行高層建筑電氣設計中低壓配電系統(tǒng)時，一定要對其安全性進行徹底的分析和探討，及時發(fā)現(xiàn)問題并進行解決，確保在進行設計和安裝施工后，能夠給人們帶來極大的方便，盡量消除高層建筑電氣設計中低壓配電系統(tǒng)中存在的隱患，確保人民的人身和財產(chǎn)安全。

參考文獻

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