高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)安全性探討

申紅生 程瑤

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，高層建筑工程體系得到了進(jìn)一步優(yōu)化和改進(jìn)，電氣設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性更高。低壓配電系統(tǒng)是高層建筑電氣設(shè)計(jì)的重要組成部分，其安全性直接決定了高層建筑的安全性，也關(guān)系到用戶的安全。本文就此展開了深入研究。

關(guān)鍵詞：高層建筑；電氣設(shè)計(jì)；低壓配電系統(tǒng)；安全性

1 前言

在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中就必須對高層建筑之間的區(qū)別做出準(zhǔn)確的判斷，從而設(shè)計(jì)出更加科學(xué)、穩(wěn)定的供配電系統(tǒng)。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員與施工人員之間要多加溝通，嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)來制定設(shè)計(jì)，不斷的加強(qiáng)相關(guān)保護(hù)措施，進(jìn)一步確保高層建筑配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，從而提升安全性能降低發(fā)生不良事故的可能性。

2 影響高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)安全主要因素

2.1 短路保護(hù)以及過載問題

我們在以前的低壓供電系統(tǒng)里面要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)過載還有短路保護(hù)，這樣既可以加強(qiáng)用電設(shè)備保護(hù)又可以保護(hù)用電設(shè)備還可以預(yù)防供電線路遭到破壞。

2.2 接地質(zhì)量的問題

當(dāng)我們在高層建筑電氣設(shè)計(jì)還有施工過程里面，會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)混用接地行式的情況出現(xiàn)在低壓配電系統(tǒng)里面?？墒枪╇娤到y(tǒng)還沒有針對接地這塊進(jìn)行合理的處理，沒有作出必要的安全保護(hù)。

2.3 缺乏到位的保護(hù)裝置

在低壓配電系統(tǒng)的運(yùn)行途中，在安全保護(hù)措施設(shè)置方面也會(huì)存在很多問題：接零保護(hù)；過流保護(hù)裝置等，從而沒有辦法強(qiáng)化漏電問題的控制措施，導(dǎo)致高層建筑總是出現(xiàn)火災(zāi)等安全隱患，對人員的生命財(cái)產(chǎn)安全不利，從而導(dǎo)致財(cái)產(chǎn)損失不容小覷。

2.4 漏電保護(hù)器的問題

在人們的日常生活當(dāng)中，每個(gè)類型的電氣設(shè)備已經(jīng)廣泛使用，漏電保護(hù)器已普及，科學(xué)合理使用漏電保護(hù)器，可以有效對與接地故障進(jìn)行控制和防范，這樣不僅可以預(yù)防人員受到觸電擊還能有效防御火災(zāi)事故發(fā)生，但是，現(xiàn)如今選擇接線和漏電保護(hù)器時(shí)還存在著一些問題，使漏電保護(hù)器的功能無法有效發(fā)揮，從而降低供電系統(tǒng)的安全可靠性。

2.5 越級跳閘問題

注意：在高層建筑低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，越級跳閘問題不容小覷，會(huì)直接造成經(jīng)濟(jì)損失。在配電回路里面存在保護(hù)延時(shí)，就是我們所說的三階段的保護(hù)斷路器的設(shè)備，從而沒有辦法針對其作出有效抉擇。

3 低壓配電系統(tǒng)保護(hù)形勢分析

3.1 低壓配電TT系統(tǒng)

低壓配電TT系統(tǒng)主要應(yīng)用于兩個(gè)方面：建筑電氣系統(tǒng)電源的中性點(diǎn)處需要進(jìn)行直接的接地保護(hù)；對電氣設(shè)備中外漏導(dǎo)電部分和電源中性點(diǎn)的接地設(shè)置中安裝接地保護(hù)裝置。在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)相關(guān)部門的規(guī)定選擇使用何種系統(tǒng)，TT系統(tǒng)一般應(yīng)用于用電能力較低的農(nóng)村地區(qū)和一些個(gè)別城市公用低壓線路也會(huì)使用，用電負(fù)荷較高的地區(qū)則不采取該系統(tǒng)。

3.2 低壓配電IT系統(tǒng)

低壓配電IT系統(tǒng)中，包括兩個(gè)方面：區(qū)分建筑電氣系統(tǒng)中的電源端口的帶電區(qū)域不進(jìn)行接地設(shè)置；還要保證接地過程中對經(jīng)過的高電阻、電抗或者阻抗以及外漏導(dǎo)電部分都要進(jìn)行接地保護(hù)。在使用低壓配電IT系統(tǒng)時(shí)要確保供電穩(wěn)定性和安全性。該系統(tǒng)常被用于供電要求較高的場所，多數(shù)企業(yè)的運(yùn)行生產(chǎn)也使用該裝置系統(tǒng)。

3.3 低壓配電TN系統(tǒng)

TN供電系統(tǒng)也常用于高層建筑電氣設(shè)計(jì)中，首先將設(shè)備外殼接到保護(hù)線上，進(jìn)行保護(hù)模式設(shè)置。TN供電系統(tǒng)有三種模式，分為TN-C，TN-S和TN-C-S，通過低壓配電系統(tǒng)中保護(hù)線和中性線的合并關(guān)系進(jìn)行設(shè)置。這三種模式各有優(yōu)缺點(diǎn)，TN-C是三相四線系統(tǒng)，容易設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)；TN-S是三相四線加PE線的接地系統(tǒng)，適用于精密儀器或危險(xiǎn)易爆場所；TN-C-S適用于工礦企業(yè)的供電。

4 提高高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)安全性的有效途徑

4.1 IT型低壓配電系統(tǒng)保護(hù)接地體系

保護(hù)接地是提高低壓配電系統(tǒng)安全性主要手段，通過接地體將電氣設(shè)備外殼與大地有效的連接在一起，一旦電氣設(shè)備出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，可以將漏電流及時(shí)傳輸?shù)降叵?，使得電氣設(shè)備外殼對地電位迅速下降，進(jìn)而有效保證低壓配電系統(tǒng)的綜合安全水平。在實(shí)際應(yīng)用中，IT型低壓配電系統(tǒng)保護(hù)體系屬于三線三相制配電系統(tǒng)，借助保護(hù)接地系統(tǒng)，將三相變壓器進(jìn)行繞組變?yōu)閅型結(jié)構(gòu)，以N點(diǎn)為中心點(diǎn)，以L1、L2、L3為輸出相線，使得三線三相相互促進(jìn)而不接地。在進(jìn)行實(shí)際保護(hù)中，相關(guān)工作人員要設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)接地設(shè)置，通過RE接地極將電氣設(shè)備與大地連接，在發(fā)生漏電事故時(shí)，由于大量漏電流的輸出，人即使碰到電氣設(shè)備外殼也不會(huì)發(fā)生和相線構(gòu)成回路，進(jìn)而防止觸電事故的發(fā)生。值得注意的是，大地要和各個(gè)相線阻抗進(jìn)行連接，并與絕緣電阻并聯(lián)在分布電容中，可以有效地將人體觸及電氣設(shè)備外殼電壓控制在安全范圍內(nèi)，發(fā)揮保護(hù)人體的作用。

4.2 TT型低壓配電系統(tǒng)保護(hù)接地體系

和IT型低壓配電系統(tǒng)保護(hù)接地體系相同，TT型低壓配電系統(tǒng)保護(hù)接地體系以保護(hù)接地形式為主，盡可能降低電氣設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)生漏電的可能性，并減少危險(xiǎn)電壓，但是在實(shí)際應(yīng)用中仍存在一些不足之處，為了提高低壓配電系統(tǒng)的安全性，相關(guān)工作人員要及時(shí)采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施，安裝RCD漏電保護(hù)器，一旦電氣設(shè)備發(fā)生漏電現(xiàn)象，系統(tǒng)檢測后立即切斷電源。將變壓器線路設(shè)置為三相Y型，RN是工作接地，主要負(fù)責(zé)中性點(diǎn)的連接，其位置所引出的線即是中性線，電壓設(shè)置為220v，也是工作零線。就目前而言，高層建筑低壓配電系統(tǒng)以380/220V三相四線制為主，可以滿足動(dòng)力負(fù)載與照明負(fù)載的實(shí)際供電需求。TT型低壓配電系統(tǒng)保護(hù)接地體系中的RE接地方式，主要切斷中心點(diǎn)接地與地極間的電氣連接，使得RE接地極低于RP接地極，而RE與RN串聯(lián)后，二者會(huì)在系統(tǒng)運(yùn)行中形成10V電壓降，阻隔故障回路，進(jìn)而提高高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)的安全性。

4.3 TN型低壓配電系統(tǒng)保護(hù)接零體系

TN型低壓配電系統(tǒng)保護(hù)接零體系將變壓器中心點(diǎn)進(jìn)行接地連接，通過保護(hù)線將電氣設(shè)備不帶電位置連接零線，以達(dá)到接零保護(hù)的目的。在低壓配電系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的過程中，若各個(gè)相線間發(fā)生碰撞，短路電流流經(jīng)保護(hù)零線與金屬外殼時(shí)會(huì)構(gòu)成閉合回路，啟動(dòng)繼電保護(hù)裝置，及時(shí)切斷電源，進(jìn)而避免觸電現(xiàn)象的發(fā)生。

4.4 保護(hù)接零系統(tǒng)重復(fù)接地方式

在進(jìn)行高層建筑電氣設(shè)計(jì)中，為了提高低壓配電系統(tǒng)的安全性，工作人員可以引進(jìn)重復(fù)接地方式，把大地、PE線、零線進(jìn)行金屬鏈接，保護(hù)零線斷路保護(hù)，進(jìn)而提高低壓配電系統(tǒng)的保護(hù)程度。首先，這種重復(fù)接地保護(hù)方式可以控制用電設(shè)備漏電概率，將零線、RG、RN合理組合，并聯(lián)形成支路，提高短路電流，進(jìn)而降低漏電回路阻抗，使得過流保護(hù)在發(fā)生漏電時(shí)啟動(dòng)保護(hù)，降低零線電壓，并流經(jīng)線路電阻后進(jìn)行分壓，降低電氣設(shè)備外殼電壓，進(jìn)而提高低壓配電系統(tǒng)的安全性。其次，重復(fù)接地可以防止零線斷線危險(xiǎn)，當(dāng)變壓器零線發(fā)生斷線后，斷線位置很容易造成漏電線性，而用電設(shè)備外殼相電電壓與對地電壓相等，在人接觸用電設(shè)備外殼后，系統(tǒng)迅速滋生出大量的斷路電流，通過重復(fù)接地的方式，將斷線位置對地電壓降低到相電壓的一半，進(jìn)而避免零線斷線危險(xiǎn)。

5 結(jié)束語

綜上所述，對于高層建筑電氣設(shè)計(jì)工作的落實(shí)而言，相應(yīng)低壓配電系統(tǒng)可以說是比較重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，該低壓配電系統(tǒng)的布置需要重點(diǎn)圍繞各個(gè)方面的運(yùn)行安全進(jìn)行把關(guān)，促使其能夠運(yùn)行較為流暢可靠，盡量規(guī)避各類隱患的出現(xiàn)。

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