高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)安全性研究

趙 貝 榮

(太原理工大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030024)

當(dāng)前隨著樓層的升高，電氣設(shè)備也逐漸不能滿足于普通樓房的供電系統(tǒng)，其要求越來越苛刻，所以要研究高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)的安全性，以期望能夠提供給電氣設(shè)備更好地使用環(huán)境。其中，供電穩(wěn)定以及供電安全問題是電氣設(shè)計(jì)在高層建筑中主要考慮的問題，除此之外，智能化電的電氣要求也是其要滿足的。

1 高層建筑中進(jìn)行配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

1.1 優(yōu)化原則

配電系統(tǒng)在高層建筑物中設(shè)計(jì)應(yīng)主要考慮三個問題，即合理的資金投入，建筑物存在的自身優(yōu)勢，以及節(jié)能意識在整個過程中的結(jié)合。第一，極高的適用性是配電系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)設(shè)立時必須要考慮的，其次，在整個社會節(jié)能意識提高的今天，我們也要充分節(jié)省能源，為我們的后代留下充足財(cái)產(chǎn)。

1.2 高效原則

進(jìn)行配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時要考慮三個方面。首先，用電負(fù)荷均衡一定要盡量實(shí)現(xiàn)；其次，維修費(fèi)用在配電系統(tǒng)中一定要降低；最后，節(jié)能問題在配電中一定要盡可能達(dá)到，實(shí)現(xiàn)資源利用的高效。電能的直接損耗和間接損耗都是巨大的，針對這些問題，我們就要尤其注意高效原則，一定最大程度的把所有的損耗都降低。電器的功效是我們所在意的，所以在保障安全穩(wěn)定高效配電的同時，也要照顧居民對于電器功能的需求，滿足居民要求。

2 低壓配電系統(tǒng)的接地保護(hù)形式

低壓配電系統(tǒng)的接地保護(hù)形式主要包含三類，即：IT，TT，TN，在實(shí)踐過程中，低壓配電的接地保護(hù)非常重要，在高層建筑中主要作用在于，對建筑供電系統(tǒng)的低壓部分電流電壓節(jié)能型保護(hù)，同時，還能減少外部作用對建筑電氣的電流電壓產(chǎn)生影響。作為一種安全性的保護(hù)設(shè)計(jì)，接地保護(hù)，在建筑電氣系統(tǒng)中能夠提高建筑供電性的安全性與穩(wěn)定性。

2.1 低壓配電IT系統(tǒng)

IT系統(tǒng)在進(jìn)行工地電力供應(yīng)時擁有極大的優(yōu)越性，首先，其能夠給予工地以強(qiáng)大且持續(xù)的電力，其次，其能夠保證工地供電的安全性，既能夠保證工友的安全，而且對于一些供電時間較長和供電要求較高的場所，低壓配電IT系統(tǒng)可以有成效的保證供電的穩(wěn)定性，保障用電場所的穩(wěn)定生產(chǎn)和有效營業(yè)，這些優(yōu)點(diǎn)也就致使大多數(shù)企業(yè)的電力供應(yīng)系統(tǒng)都采用了低壓配電IT系統(tǒng)。而低壓配電IT系統(tǒng)也是相對的對某些區(qū)域進(jìn)行設(shè)置，比如其保護(hù)區(qū)域主要為經(jīng)過帶電阻、電抗或者阻抗的電源端口，以及外漏的用電設(shè)備的導(dǎo)電部分。而針對低壓配電IT系統(tǒng)的電源端口帶電區(qū)域就可以不進(jìn)行接地設(shè)置。

2.2 低壓配電TT系統(tǒng)

在建筑電氣系統(tǒng)應(yīng)用低壓配電TT系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，在對接地保護(hù)上是存在選擇性的。在實(shí)踐過程中，若采用的方式為低壓運(yùn)行的方式，那么電力系統(tǒng)中的中性線N與通電系統(tǒng)PE，兩者聯(lián)合。同時，PE在實(shí)踐過程中，若不存在通電的可能時，電氣的運(yùn)作狀況并不會因此而受到打擾。

針對電氣設(shè)備少，電容量較低，用電要求低的地區(qū)時，建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)中TN系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用范圍。但是，就實(shí)際而言，城市的一些低壓線路供電也會使用低壓配電TT系統(tǒng)進(jìn)行電力供應(yīng)，同時，對于某些使用低壓配電TT系統(tǒng)的用電系統(tǒng)，供電部門也會對其進(jìn)行相關(guān)規(guī)定。

2.3 低壓配電TN系統(tǒng)

不僅僅TT系統(tǒng)可以供電應(yīng)用，與此同時，TN系統(tǒng)同樣可以作為低壓配電系統(tǒng)進(jìn)行供電應(yīng)用，但是TN系統(tǒng)工作需要一定的條件，首先我們需要準(zhǔn)備一根保護(hù)線，然后利用保護(hù)線連接所有的電氣設(shè)備，同時，中性點(diǎn)也應(yīng)該在這條保護(hù)線上出現(xiàn)。同時需要連接的還有配電系統(tǒng)的各個中性點(diǎn)之間。TN-C，TN-S以及TN-C-S均為TN系供電系統(tǒng)的模式之一。

這些模式的設(shè)置依據(jù)，主要是指低配電系統(tǒng)的要求下開展的，在設(shè)計(jì)過程中，確定一定連接方式時，則需要在電網(wǎng)線路的導(dǎo)線截面要求大小下進(jìn)行選擇，同時，在實(shí)踐過程中，為了能夠減少整體線路出現(xiàn)影響，需要選擇正確的接線方式進(jìn)行操作。在實(shí)踐過程中，TN-C，TN-S和TN-C-S這三者模式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)并存，比如三相四線加PE線的接地系統(tǒng)即為TN-S模式，其實(shí)際應(yīng)用場合主要為數(shù)據(jù)處理和精密電子儀器或者易燃易爆炸場合，而TN-C即為單獨(dú)的三相四線模式，雖然其存在一定的局限性，但是其設(shè)計(jì)方案在生活中非常易于實(shí)現(xiàn)。除此之外，對于工礦企業(yè)而言，TN-C-S就是最佳選擇了。

3 接地保護(hù)設(shè)計(jì)

高層建筑其高度高，故其受天氣影響大，在雷雨天氣中極易受到雷暴等極端天氣影響，這便會影響其中的供電系統(tǒng)。使人身安全以及財(cái)產(chǎn)安全受到極其大的威脅。為了保障建筑物以及用電安全，我們就需要保障建筑供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，即在電路發(fā)生故障時能夠立即切斷故障電路，也就是我們常說的接地保護(hù)。高層建筑以及其中的電氣系統(tǒng)擁有一定的特點(diǎn)，而這些特點(diǎn)便是我們進(jìn)行接地保護(hù)設(shè)置的一些出發(fā)點(diǎn)。高層建筑中所具有的電器，以及電器的功效和使用時間，還有配電系統(tǒng)的接地形式等等因素都是我們所要考慮的內(nèi)容，并由此而得出所要采用的接地保護(hù)形式。同時，在建筑接地保護(hù)設(shè)置中，為了防止建筑電路受到外部危險電壓的影響和威脅，我們在選擇任何的接地保護(hù)形式時都要把總電路聯(lián)結(jié)。在建筑工程的電氣設(shè)計(jì)中經(jīng)常應(yīng)用到的接地保護(hù)模式主要有三種也就是IT，TN，TT三種模式。一般設(shè)置在外漏導(dǎo)電部分的是TT系統(tǒng)的接地故障保護(hù)，其目的是切斷故障回路電流，保護(hù)電氣。而IT系統(tǒng)的保護(hù)原理大致與TT系統(tǒng)相同，即為設(shè)置外漏導(dǎo)電部分。IT系統(tǒng)的保護(hù)是具有選擇性的，通過對外漏導(dǎo)電部分出現(xiàn)的故障電壓進(jìn)行測量，IT保護(hù)系統(tǒng)會判斷是否中斷供電，若電壓在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，則IT系統(tǒng)只會進(jìn)行故障報(bào)警，隨之進(jìn)行故障排除。TN進(jìn)行兩大接地性保護(hù)，首先是保護(hù)金屬性短路，其次是針對電氣系統(tǒng)發(fā)生故障時的電流過于強(qiáng)大。因此利用電流保護(hù)器同樣可以進(jìn)行接地保護(hù)，其主要是保護(hù)電流負(fù)荷和電流短路。這樣的接地故障保護(hù)設(shè)置應(yīng)用十分廣泛，比如其在低壓配電系統(tǒng)中也可以進(jìn)行安全保護(hù)。但是我們也不可避免的使用漏電保護(hù)器兼接地保護(hù)設(shè)置進(jìn)行保護(hù)，比如我們所使用的電網(wǎng)線路特別纖細(xì)或者建筑電網(wǎng)線路較長。

4 高層建筑接地保護(hù)設(shè)計(jì)中漏電斷路器的選擇

漏電斷路器是我們在做接地保護(hù)設(shè)置中所要使用到的一個利器，但是在選用漏電斷路器時，我們也要提前考慮一些問題，特別是選擇漏電斷路器的工作電流，其工作電流過大或者過小均會導(dǎo)致漏電斷路器停止工作。具體說來，便是其電擊能量是否在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的界限之內(nèi)，其次，電氣系統(tǒng)中存在漏電電壓，而額定電流是斷路器中所存在的電流，所以，電氣系統(tǒng)一定要比斷路器中的小，這樣才可以做出對于電路電壓的保護(hù)效果。

5 結(jié)語

在高層建筑電氣設(shè)計(jì)過程中，需要做好低壓電系統(tǒng)安全的控制，才能保證整體項(xiàng)目系統(tǒng)有效的運(yùn)行，在上文研究中對低壓配電系統(tǒng)安全相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了闡述，同時對低壓配電系統(tǒng)的接地保護(hù)形式與接地方面內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的研究，從分析中可知完善接地保護(hù)設(shè)計(jì)、電網(wǎng)線路、電氣設(shè)備的選擇、應(yīng)用、施工、安裝等方面工作，才能保證高層建筑的電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

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