我國(guó)高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)安全性及重要性分析

楊杰

摘要：低壓配電系統(tǒng)是建筑電氣設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的重要組成部分，低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)合理與否會(huì)對(duì)建筑電氣安全產(chǎn)生直接的影響，高層建筑電氣設(shè)備用電負(fù)荷較高，所以在建筑電氣設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)當(dāng)中要通過(guò)合理的電氣設(shè)計(jì)來(lái)避免可能存在的安全隱患，對(duì)我國(guó)高層建筑電氣中的低壓配電系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)進(jìn)行研究與探討。

關(guān)鍵詞：低壓配電系統(tǒng)；過(guò)負(fù)荷；IT系統(tǒng)；高層建筑；電氣設(shè)計(jì) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TM862 文章編號(hào)：1009-2374（2017）04-0118-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.04.060

對(duì)高層建筑的低壓配電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)于整個(gè)高層建筑的電氣設(shè)計(jì)有重要的影響。建筑設(shè)計(jì)規(guī)范中的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，超過(guò)10層的住宅或者是大于24米的民用建筑都稱(chēng)為是高層。建筑高層中所使用到的電氣設(shè)備種類(lèi)多、數(shù)量大，這對(duì)于電氣設(shè)備的可靠性提出了很高的要求。為了保障高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)的安全性，需要在實(shí)際的低壓配電設(shè)計(jì)采取諸多的設(shè)計(jì)保護(hù)措施，例如對(duì)低壓配電系統(tǒng)中的接地進(jìn)行設(shè)計(jì)和保護(hù)，以此來(lái)提高低壓系統(tǒng)的安全性，這對(duì)于低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有一定的挑戰(zhàn)。低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要考慮供電的穩(wěn)定性，并要符合各電氣設(shè)備的相關(guān)要求與相應(yīng)的安全

原則。

1 低壓配電系統(tǒng)的安全事故及其原因分析

在高層建筑中的低壓配電系統(tǒng)包括各種配電設(shè)備以及保護(hù)裝置，保證安全的情況下為高層建筑的各種電氣設(shè)備配電，造成低壓配電系統(tǒng)安全事故的原因有多種，比較常見(jiàn)的低壓配電系統(tǒng)安全事故包括漏電、短路故障、過(guò)負(fù)荷、電火花與電弧等，這些因素都會(huì)導(dǎo)致一定的后果，輕者配電系統(tǒng)無(wú)法正常工作，嚴(yán)重的可能導(dǎo)致人員的觸電事故。

1.1 漏電

電線或者支架材料較差的絕緣性能導(dǎo)致的帶有電流導(dǎo)線之間彼此接觸時(shí)裸露的部分會(huì)相互連接，這個(gè)時(shí)候電流會(huì)通過(guò)其他導(dǎo)線或者是裸露的導(dǎo)線接觸大地，導(dǎo)線上的電流會(huì)流向大地。當(dāng)用電負(fù)荷超過(guò)額定的負(fù)荷時(shí)由于電氣設(shè)備的額定電壓是同樣的220V，那么導(dǎo)線上的電流值會(huì)增加，進(jìn)而引發(fā)導(dǎo)線發(fā)熱如果溫度達(dá)到導(dǎo)線絕緣層的著火點(diǎn)就很容易產(chǎn)生火災(zāi)。對(duì)于絕緣能力差的導(dǎo)線，在有電流流過(guò)的時(shí)候，會(huì)在導(dǎo)線和大地之間產(chǎn)生電容，這種能量以電場(chǎng)能的形式存在會(huì)對(duì)配電系統(tǒng)構(gòu)成一定的威脅。如果漏電故障點(diǎn)與接地點(diǎn)、變壓器中的接地中性點(diǎn)在某個(gè)或多個(gè)因素的影響下，則容易構(gòu)成漏電回路現(xiàn)象。

1.2 短路

如果兩根裸露導(dǎo)線的接觸點(diǎn)電勢(shì)不同，那么就會(huì)產(chǎn)生短路電流，在這種情況下電流會(huì)不通過(guò)用電設(shè)備而導(dǎo)致產(chǎn)生極大的電流。極大的電流值會(huì)引發(fā)導(dǎo)線溫度急劇升高，由此容易產(chǎn)生電火花與電弧，將導(dǎo)線金屬導(dǎo)體融化，嚴(yán)重的會(huì)造成噴濺燃燒現(xiàn)象，引發(fā)火災(zāi)。

1.3 過(guò)負(fù)荷

一旦電流量超過(guò)導(dǎo)線安全電流量，就屬于電線的過(guò)負(fù)荷。這樣的過(guò)負(fù)荷會(huì)引起導(dǎo)線內(nèi)阻發(fā)熱，嚴(yán)重的情況下會(huì)使得導(dǎo)線絕緣層破裂最終發(fā)生導(dǎo)線自燃現(xiàn)象。

1.4 接觸不良導(dǎo)致的電阻過(guò)大

對(duì)于電源線結(jié)合處、開(kāi)關(guān)結(jié)合處、大型的用電設(shè)備的結(jié)合處各個(gè)地方，一旦出現(xiàn)接觸不良，就會(huì)使得接觸不良部位的電阻變大，而這時(shí)的回路電流流經(jīng)電阻處，會(huì)導(dǎo)致線路熱能大增，從而出現(xiàn)絕緣保護(hù)層的融化和

燃燒。

此外，導(dǎo)電線路兩端會(huì)有電火花產(chǎn)生，在高密度電火花情況下會(huì)構(gòu)成電弧，當(dāng)溫度高于3000℃就會(huì)將易燃物點(diǎn)燃甚至造成爆炸事故。

2 低壓配電系統(tǒng)的接地保護(hù)形式

高層建筑低壓配電保護(hù)系統(tǒng)能夠?qū)ㄖ姎庵械蛪翰糠值碾娏骱碗妷浩鸬奖Ｗo(hù)作用，保證低壓配電系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定運(yùn)行。在高層建筑中低壓配電系統(tǒng)的接地保護(hù)形式主要有以下三種，包括低壓配電IT系統(tǒng)、低壓配電TT系統(tǒng)以及低壓配電TN系統(tǒng)。

2.1 低壓配電IT系統(tǒng)

低壓配電系統(tǒng)里面的IT系統(tǒng)一般不在電源端口帶電區(qū)域設(shè)置接地而是電源端口的帶電部分通過(guò)高阻抗接地進(jìn)行保護(hù)，對(duì)于電氣設(shè)備中漏電部分和電源的中性點(diǎn)也要進(jìn)行相應(yīng)的接地保護(hù)。一般情況下，IT系統(tǒng)用于對(duì)供電要求較高或者是要求不間斷供電的高層建筑中，絕大多數(shù)的企業(yè)也是采用這種低壓配電系統(tǒng)進(jìn)行供電。

2.2 低壓配電TT系統(tǒng)

對(duì)于低壓配電的TT系統(tǒng)而言，需要在電源中性點(diǎn)做好接地保護(hù)設(shè)計(jì)，此外對(duì)于電氣設(shè)備中的漏電部分或者是電源的中性點(diǎn)的接地系統(tǒng)中也需要進(jìn)行接地保護(hù)。由于中性線N和PE之間不存在配電關(guān)系因而不對(duì)電力系統(tǒng)中的PE之間進(jìn)行通電，中性線N與PE無(wú)通電。在高層電氣低壓配電系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中，TT系統(tǒng)多用于對(duì)用電要求不是很高的場(chǎng)所或者是用電負(fù)荷較小的分散地區(qū)甚至是農(nóng)村地區(qū)。

2.3 低壓配電TN系統(tǒng)

TN系統(tǒng)。通常建筑電氣設(shè)計(jì)屬于民用建筑電氣設(shè)計(jì)，所以對(duì)于用電要求并不高，或者說(shuō)是電容量低，此時(shí)就可以用TN系統(tǒng)。對(duì)于低壓配電TN系統(tǒng)的設(shè)計(jì)而言，需要對(duì)各個(gè)電氣設(shè)備的外殼連接到保護(hù)線中，設(shè)置好保護(hù)模式，并需要對(duì)配電系統(tǒng)的彼此的中性點(diǎn)進(jìn)行連接。此外，在TN系統(tǒng)中的另外三種模式：TN-C、TN-S、TN-C-S，它們都是以低壓配電系統(tǒng)的中性線與保護(hù)線的關(guān)系為依據(jù)所設(shè)置的。高層建筑配電設(shè)計(jì)，對(duì)于電網(wǎng)導(dǎo)線的截面積有一定的標(biāo)準(zhǔn)要求，由此，要采用一定的接線方式來(lái)接線，避免采取不當(dāng)?shù)慕泳€方式。三種接線方式各有自身的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，都有一定的適用范圍。TN-C實(shí)際上是三相四線的系統(tǒng)模式，日常電氣設(shè)計(jì)中較為常用，這是比較容易實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)方案。對(duì)于TN-S實(shí)際是在TN-CD的基礎(chǔ)加上PE線，對(duì)于數(shù)據(jù)處理或者是較為危險(xiǎn)的爆炸場(chǎng)合較為實(shí)用。而TN-C-S模式一般用在工礦企業(yè)的電氣設(shè)計(jì)中。

3 高層建筑電氣設(shè)計(jì)中的低壓配電系統(tǒng)接地保護(hù)設(shè)計(jì)

TT系統(tǒng)一般用于電氣設(shè)備的外導(dǎo)漏電處，能夠通過(guò)切斷故障回路的方式來(lái)對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。IT低壓配電系統(tǒng)應(yīng)用的過(guò)程中，如果電網(wǎng)中外露的電壓小于所設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)情況下，IT低壓配電系統(tǒng)就不會(huì)產(chǎn)生保護(hù)動(dòng)作，只是通過(guò)顯示屏向設(shè)備維護(hù)人員發(fā)送警報(bào)信號(hào)，來(lái)排除相應(yīng)的故障。在金屬短接或者是短接電流比較大的情況下一般會(huì)采用TN低壓配電系統(tǒng)，可以通過(guò)電流保護(hù)器來(lái)對(duì)故障處的電流負(fù)荷進(jìn)行保護(hù)，其中電流保護(hù)器也是低壓配電系統(tǒng)接地保護(hù)裝置中的一部分。但在線路較長(zhǎng)或者是導(dǎo)線的橫截面積較小的情況下宜采用漏電保護(hù)器進(jìn)行設(shè)置，也可將其作為接地保護(hù)裝置的一部分。

高層建筑電氣設(shè)計(jì)中需要注意斷路器的選擇，首先是看漏電斷路器的額定動(dòng)作電流，查看其電擊能力安全界限是否符合標(biāo)準(zhǔn)，然后是比較漏電斷路器的額定動(dòng)作電流與電氣系統(tǒng)中正常泄漏電流的大小，電斷路器的額定動(dòng)作電流應(yīng)該大于電氣系統(tǒng)中正常泄漏電流，這樣可以預(yù)防電路電壓受損。此時(shí)還必須遵守相關(guān)的選擇原則，電氣設(shè)計(jì)中的分支線及其末端的用電設(shè)備需要使用漏電斷路器，同樣，對(duì)于電路支干線也需要使用漏電斷路器，選擇相應(yīng)的種類(lèi)。

對(duì)于高層建筑的漏電斷路器的使用，需要進(jìn)行選擇，除此之外，在設(shè)計(jì)安裝過(guò)程中，也需要注意一些要點(diǎn)。首先，對(duì)于低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，必須要符合相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，確保配電系統(tǒng)合理、高效、安全；其次，對(duì)于漏電斷路器設(shè)備的安裝，必須要選擇有相關(guān)資格證書(shū)的工作人員來(lái)安裝，并需要在安裝施工前對(duì)安裝人員進(jìn)行培訓(xùn)，確保其安裝工作的規(guī)范操作，提高建筑電氣設(shè)備系統(tǒng)的安全性能。對(duì)于施工單位來(lái)講，絕對(duì)不能因?yàn)槌杀靖呔褪褂昧淤|(zhì)電氣設(shè)備產(chǎn)品，導(dǎo)致后期因低壓設(shè)備劣質(zhì)引發(fā)安全事故；最后，在施工過(guò)程中不得肆意篡改線路，以免電流電壓的不穩(wěn)定導(dǎo)致危險(xiǎn)發(fā)生。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，針對(duì)低壓配電系統(tǒng)對(duì)于高層建筑電氣設(shè)計(jì)的重要性，在建筑電氣線路容易造成火災(zāi)事故，由此，值得我們重視低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和安裝工作，做好安全防護(hù)措施，特別是接地設(shè)置。低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)任重道遠(yuǎn)，必須要綜合各類(lèi)影響因素進(jìn)行綜合全面的考慮，從而做好規(guī)避危險(xiǎn)事故的措施，做好最佳的預(yù)防

措施。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯：小 燕）