高層建筑電氣設(shè)計中低壓配電系統(tǒng)安全性探討

文/ 馮紅竣　北京清大原點建筑設(shè)計有限公司　北京　100097

1、低壓配電系統(tǒng)的含義及容易出現(xiàn)的事故

1.1　含義

低壓配電系統(tǒng)由配電變電所(通常是將電網(wǎng)的輸電電壓降為配電電壓)、高壓配電線路(即1千伏以上電壓)、配電變壓器、低壓配電線路(1千伏以下電壓)以及相應(yīng)的控制保護設(shè)備組成[2]。

1.2　容易出現(xiàn)的事故

低壓配電容易出現(xiàn)漏電事故，主要是由于供電設(shè)備的老化原因造成的，絕緣能力下降，容易導(dǎo)致導(dǎo)線之間，以及導(dǎo)線與地面之間的漏電情況；還容易出現(xiàn)因超負(fù)荷運轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的火災(zāi)事故；低壓配電容易出現(xiàn)接地故障，這是指導(dǎo)體與大地的意外連接，可能會引起人觸電和建筑物的起火情況，對生命健康以及財產(chǎn)造成嚴(yán)重的損失。很可能會出現(xiàn)短路的情況，這是由兩點的電勢不平均處的接觸產(chǎn)生的電流，容易引起電弧和電火花；受外在因素的影響，如果增加電阻，則會導(dǎo)致回路電流增加，產(chǎn)生的熱量會破壞絕緣體，進而引起火災(zāi)。

1.3　低壓供電系統(tǒng)的特點

低壓供電系統(tǒng)是由總配電室內(nèi)的低壓配電柜、低壓輸送電纜；各用戶進線總配電柜、分配電箱、用電設(shè)備等組成。低壓配電線路是向低壓用電設(shè)備輸送和分配電能，具有接頭多、規(guī)格型號多、敷設(shè)方式多、線路長，以及各分配電箱內(nèi)的控制開關(guān)具有操作次數(shù)多等特點[3]。

各用電設(shè)備又具有多樣性，如生產(chǎn)機械、電熱、電解電鍍、電焊以及實驗設(shè)備、照明等，這些用電設(shè)備，其用電特性各有不同。按電流種類可分為交流和直流用電設(shè)備；按電壓可分低壓和安全電壓用電設(shè)備；按用電設(shè)備的工作制可分為連續(xù)運行、短時運行和重復(fù)短時運行等，由于低壓供電系統(tǒng)的以上特點，線路、開關(guān)等會經(jīng)常出現(xiàn)短路、漏電等現(xiàn)象，從而造成火災(zāi)、人身觸電等重大事故，給企業(yè)和個人帶來巨大的損失。

2、低壓配電系統(tǒng)的安全性分析

2.1　供電線路的安全性

供電線路的鋪設(shè)方式要根據(jù)建筑物的使用方式以及各種電器的使用數(shù)量以及環(huán)境特征等進行選擇，盡量避開有外部熱源，灰塵累積較多的地方，避免有腐蝕性質(zhì)的物質(zhì)和污染性較強的物質(zhì)對布線造成的損壞，減少在鋪設(shè)線路的過程中對電線的拉扯和振動，拖拽等造成的電線的損壞。在高層建筑的民用消防裝置中，應(yīng)盡量使用供電回路，在末端配電裝置中設(shè)置可以自由切換的按鈕。

2.2　配供電方案的安全性

首先由于各種線路都具有容易引起火災(zāi)的性質(zhì)，所以，為了方便消防安全的使用，我們要在回路電源上設(shè)置一個可以自由切換的開關(guān)，這樣，一旦出現(xiàn)系統(tǒng)超負(fù)荷運轉(zhuǎn)的時候，就可以自動切斷電源，以起到保護的作用。我們需要分析各種配供電方案的優(yōu)缺點，然后進行不斷的總結(jié)提升，選出最佳的方案進行實施，提高供電系統(tǒng)的安全性。

3、低壓配電系統(tǒng)的接地保護措施

3.1　低壓配電IT系統(tǒng)

在這一系統(tǒng)中的電源端口是不會進行接地設(shè)置的，或者是將端口的帶電部分用絕緣體進行包裹，防止與地面的直接接觸，或者將漏出的導(dǎo)電部分直接接入到地面，這樣一來不僅可以保證用電的安全性和穩(wěn)定性，更重要的是對供電要求較高的場所，也能夠保證正常的供應(yīng)[1]。

3.2　低壓配電TN系統(tǒng)

在TN系統(tǒng)中，所有電氣設(shè)備的外殼接到保護線（PE）上，與配電系統(tǒng)的中性點相連（若無中性點，即變壓器二次側(cè)三角形連接或未引出中性點，可將變壓器二次側(cè)繞組的一相接地，但該接點不能用作PEN線）。保護線應(yīng)在每個變電所附近接地，配電系統(tǒng)引入建筑物時，保護線在其入口處接地。為了保證故障時保護線的電位盡量接近地電位，盡可能將保護線與附近的有效接地體相連，如必要，可增加接地點，并使其均勻分布。其特點是故障電流較大，僅與電纜的阻抗大小有關(guān)。出現(xiàn)絕緣故障時，需要短路電流保護裝置瞬時斷開電路。

國際標(biāo)準(zhǔn)IEC60364規(guī)定，根據(jù)中性線與保護線是否合并的情況，TN系統(tǒng)分為如下三種：TN－C ；TN－S ；TN－C－S 。

3.3　低壓配電的TT系統(tǒng)

TT系統(tǒng)的變壓器或發(fā)電機的中性點直接接地，電氣設(shè)備的所有外殼用保護線連在一起，接在與電源中性點獨立的接地點。它具有如下幾方面的優(yōu)點：

1）電氣設(shè)備的外殼與電源的接地?zé)o電氣聯(lián)系，適用于對電位敏感的數(shù)據(jù)處理設(shè)備和精密電子設(shè)備；

2）故障時對地故障電壓不會蔓延；

3）接地短路時，由于受電流接地電阻和電氣設(shè)備接地電阻的限制，短路電流較小，可減小危險。

4、高層建筑的電氣設(shè)計低壓配電系統(tǒng)接地保護設(shè)計

對漏電斷路器進行選擇時，一定要注意它的額定動作電流，需要確定系統(tǒng)的末端使用漏電斷路器的電擊能量，可以控制在安全的范圍內(nèi)，符合線路規(guī)定的安全標(biāo)準(zhǔn)；再有就是在系統(tǒng)中，正常泄露的電流一定要要比漏電斷路器泄露的電流小，防止電路電壓的損壞，遵循一定的選擇原則，即在電氣設(shè)計中，分支線以及線路末端的設(shè)備，以及電路的支干線都要安裝上漏電電路器，以便對電路電網(wǎng)的保護。

5、剩余電流動作保護器的選擇

第一點需要注意的就是，選擇剩余電流動作保護器時，要檢查配電系統(tǒng)末端的安全性，也就是說，檢驗我們末端所使用的保護器能否提供持續(xù)的能量，是否安全可靠；第二點就是對于有故障的電路，要檢查它的電流流通量是否比整體的額定電路電流?。坏谌c就是在安裝的過程中，要確保線路的末端有分支線能夠連接用電設(shè)備，以便控制保護動作的時間。

結(jié)語：

高層建筑的電氣設(shè)計的低壓配電系統(tǒng)，不僅僅要從接地保護設(shè)計來保證其安全性，更重要的是對電網(wǎng)線路以及電氣設(shè)備的選擇和安裝，只有在設(shè)計的環(huán)節(jié)都可以保證安全性，才能在今后的運行中實現(xiàn)安全穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，確保整個系統(tǒng)的安全運轉(zhuǎn)。

參考文獻：

[1]王宏偉.高層建筑電氣設(shè)計中低壓配電系統(tǒng)安全性探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2012(22):222.

[2]肖惠文.高層建筑電氣設(shè)計中低壓配電系統(tǒng)安全性探討[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊),2015(06):243-244.

[3]葉書明.針對高層建筑電氣設(shè)計中低壓配電系統(tǒng)安全性分析[J].民營科技,2014(08):19.