高層建筑電氣設(shè)計中低壓配電系統(tǒng)安全

田小燕

（甘肅澳華建筑規(guī)劃設(shè)計有限責(zé)任公司，甘肅 武威 733000）

0 引言

隨著我國城市建設(shè)水平不斷提高，當(dāng)今新建工程多數(shù)都是高層建筑。高層建筑工程量大、內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、電氣設(shè)備投入量多，從而提升了電氣設(shè)計要求，增加了電氣安全事故發(fā)生頻率。在高層建筑電氣設(shè)計當(dāng)中，低壓配電系統(tǒng)十分重要，必須要保證低壓配電系統(tǒng)設(shè)計合理性、科學(xué)性，確保建筑電氣系統(tǒng)可以平穩(wěn)運行。從低壓配電系統(tǒng)設(shè)計現(xiàn)狀來看，其主要的設(shè)計模式有TT、TN、IT 三種類型，安全設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)也存在著差異。

1 高層建筑中常見的低壓配電系統(tǒng)模式

1.1 TT 低壓配電系統(tǒng)

在過去，建筑工程普遍采用TT 系統(tǒng)，但相比TN 系統(tǒng)，TT 系統(tǒng)的應(yīng)用范圍更窄，因此在新建工程中很少使用。TT 系統(tǒng)主要是電源中性點接地設(shè)計方案，從而確保低壓配電系統(tǒng)安全性。在TT 系統(tǒng)運行當(dāng)中，通常PE 線、中性線路不通電。雖然TT 系統(tǒng)可以降低電氣設(shè)備外殼對地電壓，但依然存在些許安全隱患問題。因此，當(dāng)今TT 系統(tǒng)更多是在多層或電容小的村莊低壓電網(wǎng)中。

1.2 IT 低壓配電系統(tǒng)

IT 系統(tǒng)在實際運行當(dāng)中，一旦發(fā)現(xiàn)配電系統(tǒng)產(chǎn)生了故障情況，此時系統(tǒng)可以自動切除外部導(dǎo)電部分，并發(fā)出相應(yīng)的警報，工作人員可以及時掌握那個部分出現(xiàn)了故障情況，從而恢復(fù)系統(tǒng)運行安全。但IT 系統(tǒng)承載量小，適用于電氣系統(tǒng)體系小的領(lǐng)域，而高層建筑電氣低壓配電系統(tǒng)體系較大，大型電氣投入量更多，所以不適用IT 系統(tǒng)。

1.3 TN 低壓配電系統(tǒng)

考慮到高層低壓配電系統(tǒng)中TT、IT 系統(tǒng)都存在著一定不適應(yīng)性，因場當(dāng)今高層建筑電氣低壓配電系統(tǒng)設(shè)計中普遍都采用TN 低壓配電系統(tǒng)。該系統(tǒng)最大特性就是可以將電氣設(shè)備連接到金屬外殼，實現(xiàn)集約化控制和保護。采用更加靈活的保護模式確保低壓配電系統(tǒng)安全。為了能夠提升低壓配電系統(tǒng)質(zhì)量，提沖除了設(shè)置外殼保護線，其中性點也采取了相同保護方案。根據(jù)電氣設(shè)備外露導(dǎo)電部位、連接方式可以劃分為TN-S、TN-C、TN-C-S 三種形式。三種保護模式可以根據(jù)保護線、中性線合并關(guān)系合理設(shè)置，提升低壓配電系統(tǒng)安全性。

2 加強建筑電氣系統(tǒng)中低壓配電系統(tǒng)安全的措施

2.1 接地安全保護設(shè)計

高層建筑低壓配電系統(tǒng)內(nèi)可以從多個方面進行考慮，要重點保證人員安全、設(shè)備安全。由于高層建筑居民數(shù)量較多，如果發(fā)生火災(zāi)問題需要較長的疏散時間，基于安全考慮需要設(shè)置自動切斷故障點的保護裝置，同時做好接地工作。電氣設(shè)計中，為了避免外部電壓影響低壓配電系統(tǒng)穩(wěn)定性，要連接低壓配電系統(tǒng)接地保護總電位，并針對性對TT、IT、TN 系統(tǒng)展開接地安全設(shè)計。

2.1.1 TT 系統(tǒng)接地

在高層建筑電氣設(shè)計當(dāng)中，通常都是采用380/220V 三相四線低壓配電系統(tǒng)，大部分情況下都可以滿足電氣設(shè)備正常運行要求，如動力荷載、照明負載等。TT系統(tǒng)主要是采用RP 接地方法，可以自動切斷地級和中山點接地的電氣連接，此時RE 接地極會低于RP 接地極，將RE 接地極連接RN 可以形成10V 電壓降，阻隔故障回路，從而保證抵押配電系統(tǒng)安全性。

2.1.2 IT 系統(tǒng)接地

IT 接地系統(tǒng)接地故障主要是設(shè)計在外部導(dǎo)電位置，可以確保電氣系統(tǒng)運行安全，同時在出現(xiàn)故障回路時自行切斷故障電路。但需要注意一點，每個相線阻抗都要與大地連接，與絕緣電阻并聯(lián)分布到電容中，這樣即可保證人體觸及、電氣設(shè)備外殼電壓控制在安全范圍內(nèi)，更好的起到保護作用。

2.1.3 TN 系統(tǒng)接地

TN 接地系統(tǒng)的短路電流主要采用電流保護方案，確保電氣設(shè)備運行的安全性，合理接地方案可以有效降低故障造成的影響。在設(shè)計中，由于高層建筑線路更長、截面規(guī)格不同，可能會增加漏電風(fēng)險，所以要增設(shè)漏電保護器。在系統(tǒng)運行當(dāng)中，如果相線出現(xiàn)了碰撞故障，則短路電流會經(jīng)過保護零線、金屬外殼出現(xiàn)閉合回路情況，此時會自動啟動繼電保護裝置將電源切斷，避免短路故障進一步發(fā)展。設(shè)計中要科學(xué)選擇中性點、保護線設(shè)計形式。其主要表現(xiàn)在：（1）TN-S 隔離中心線、PE 線路，可以提升系統(tǒng)安全性；（2）TN-C 和TN-C-S 隔離用戶端、進戶線，在系統(tǒng)前部設(shè)置PEN，阻隔相連導(dǎo)線、PE 線，這樣即可保證阻線、相線絕緣平衡，將斷零保護器安裝在干線末端，這樣即可確保安全防護效果。

2.2 合理配置漏電斷路器

低壓配電系統(tǒng)最常見的問題就是漏電，針對此類問題需要設(shè)置漏電斷路器。合理選擇漏電斷路器，可以有效提升低壓配電系統(tǒng)安全性，降低漏電風(fēng)險。工作人員在選擇漏電斷路器過程中要結(jié)合低壓配電系統(tǒng)實際情況，確定漏電斷路器額定動作功率。為了保證漏電斷路器額定動作電流精度，要求相關(guān)工作人員在選擇斷路器時遵守以下幾點要求：

（1）根據(jù)低壓配電系統(tǒng)要保證漏電斷路器抗電機性達到指定標(biāo)準(zhǔn)，同時保證安全界限稍大于低壓系統(tǒng)要求范圍。

（2）漏電斷路器額定功率要大于電氣系統(tǒng)電流泄露量，同時要防止電流安全范圍內(nèi)出現(xiàn)誤操作問題。

（3）為了保證帶建筑電氣系統(tǒng)運行安全，要檢測各個線路、主干線路末端、用電設(shè)備等漏電情況，并針對性設(shè)置漏電斷路器，保證整個配電系統(tǒng)運行的安全性。

2.3 低壓配電系統(tǒng)優(yōu)化

低壓配電系統(tǒng)在能夠滿足電力負荷基礎(chǔ)上，保證低壓配電系統(tǒng)運行安全性、可靠性。對于高層電氣系統(tǒng)來說，主要包含一級、二級負荷，通常設(shè)置2 臺或2臺以上變壓器，還需要配備相應(yīng)的柴油發(fā)電機組。柴油發(fā)電機組設(shè)計中，如果采用10kV 兩進線回路同時停電時，此時柴油發(fā)電機自動投切作為備用電源使用，要求備用電源在10s 內(nèi)啟動，負責(zé)電梯、安全指示燈供電。為了保證消防系統(tǒng)可靠性，一旦發(fā)生了火災(zāi)隱患，系統(tǒng)要自動切除非消防用電負荷。同時接通報警裝置和火災(zāi)應(yīng)急照明、疏散標(biāo)志燈。所以在高層低壓配電設(shè)計中要科學(xué)選擇設(shè)計方案，以便在工程實際應(yīng)用中可以快速發(fā)揮系統(tǒng)作用，保證配電方案合理性，從而提升高層建筑運行的安全性、可靠性。

2.4 保護裝置選擇性動作

低壓配電系統(tǒng)中，一旦出現(xiàn)接地故障、短路故障時，要求相應(yīng)的保護裝置自動動作配合物，切斷故障線路，如果超出預(yù)設(shè)范圍則保護裝置不會動作。在系統(tǒng)運行當(dāng)中，一旦某個部位出現(xiàn)了短路故障問題，則相關(guān)設(shè)備、電路首先會啟動保護動作，將故障線路斷開，從而避免出現(xiàn)越級跳閘問題。低壓配電系統(tǒng)保護裝置選擇性動作方案中，一旦出現(xiàn)了配電系統(tǒng)故障問題，可以在確保配電系統(tǒng)安全性同時，盡可能降低斷電范圍，降低因為斷電造成的不必要損失。

3 結(jié)束語

綜上所述，對于高層建筑電氣低壓配電系統(tǒng)設(shè)計來說，從多個方面加強低壓配電系統(tǒng)安全設(shè)計，可以有效保證整個配電系統(tǒng)的運行安全。這就需要掌握高層建筑常見的低壓配電系統(tǒng)形式，針對現(xiàn)有的低壓配電系統(tǒng)進行優(yōu)化，做好線路結(jié)構(gòu)設(shè)計、電氣設(shè)備設(shè)計工作，從而保障整個高層建筑電氣安全。