单帅

摘要：低压配电系统是高层建筑电气设计的重要部分，随着楼层的增加，整个建筑中的各种安全问题就凸显出来。建筑物越高，各个楼层的电气设备越会增加，使整个建筑的电气设计变得复杂而繁琐。高层建筑的电气设计不仅要考虑建筑整体供电的稳定性，还要满足电气设备的使用，所以对于高层建筑电气设计中低压配电系统的安全分析十分必要。

关键词：低压配电系统；高层建筑；电气设计；安全性；建筑物；电气设备 文献标识码：A

中图分类号：TM862 文章编号：1009-2374（2016）30-0117-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.30.057

1 高层建筑物低压配电系统常见安全事故

我国经济在不断发展，越来越多的建筑开始耸立，造成我国土地资源越来越稀缺。所以，为了缓解这种土地危机，越来越多的建筑开始向空中发展。随着我国高层建筑的不断涌现，相关的安全问题也凸显出来。其中比较普遍的问题就是用电的问题。高层建筑电气设计中，一个重要的组成部分就是低压配电系统，低压配电系统在整个高层建筑的电气运行过程中起到至关重要的作用。低压配电系统由配电变电所、配电变压器、控制保护设备等部分组成。主要用来对电的使用进行分配，当它们发生严重的超负荷运行时就自行切断，确保电源线路和电动机的安全和完好无损。但是，近些年来，高层建筑的低压配电系统经常性的出现安全问题。究其原因，主要是一些配电系统安装人员自身的专业素质不够硬，而且选用的电气产品质量不过关，同时又对高层建筑中的电气线路和设备等检查不及时，导致低压配电系统经常性的漏电，严重时就会引发火灾，给人民的生命财产带来很大的威胁，因此我们可以看到低压配电系统在高层建筑中的重要性。

2 低压配电系统在高层建筑电气设计中的安全性

2.1 供电线路的安全分析

供电线路在进行设计时，应该充分考虑建筑物的材料、性质、环境以及电气设备等各个方面，应该尽量避免出现腐蚀线路等问题。在高层民用建筑中，消防用电设备应该采用其专门的供电线路，消防控制水泵、消防调度室、消防控制室、消防电梯等这些成套的设备的供电，都应该在最末一级的配电箱处设置自动的切换装置。而且电路的设置必须要符合相关的规定，不能私自改变电路设计或者说不按规定设计。对于地下室车库的照明配电应该抛弃以往那种将直接装在车库墙上的做法，而应该更加谨慎，应该设置专门的配电间来放配电箱，这样可以防止一旦火灾发生在配电箱附近，引起配电箱的着火。

2.2 配电方案的安全性分析

一般的高层民用建筑的变压器往往在两台以上，而且还配置有一台柴油发电机组。对于柴油机组，有一定的启动要求。一般来讲，当两进线回路都停电的时候，柴油机组此时作为应急电源，必须要在10秒内自动启动，这样它才能负担起重要的负荷的供电。而且为了保证消防用电的可靠性，在发生火灾时，要求能够自动切断非消防负荷的用电，所以我们应该对常见的变压器和柴油机组组成的配电方案的安全性进行充分的分析，这样才能提高低压配电系统配电方案的安全性。

3 高层建筑电气设计中的低压配电系统接地设置

3.1 接地安全保护设计

对于高层建筑物的电气设计要考虑多种方面的因素，其中放在首位的应该是人身安全。这里所讲的人身安全，不仅指在建筑物中工作或者生活的用电人民的人身安全，而且还包括在进行电气设计安装时工作人员的人身安全。高层建筑物因为楼层比较高，而且建筑物内人员比较多，发生危险时撤退疏散也需要很长的时间。基于这种情况考虑，一般的高层建筑物在设计电气设备时，都要保证有相应的可以自动切断故障点的装置设备，这就是我们平时所提到的接地保护装置。有了接地保护装置，可以为高层建筑的用电安全提供保障。当建筑物内发生危险时，接地保护装置可以自动切断故障点的用电，给人们的安全带来可靠的保障。而接地保护装置设计安装时，都要充分考虑建筑物的地形、电气设备、电路保护装置等因素，只有这样才可以尽量避免因为外部的不利因素对高层建筑物的电路运行带来的危险。

3.2 低压配电系统接地保护模式

在高层建筑物电气设计低压配电系统中，接地保护装置一般有三种比较有用且常见的模式。这三种模式分别是IT、TN和TT模式。下面我们对以下三种模式进行具体分析：

3.2.1 IT模式。TT系统通常也被称为接地制，这个系统对N没有特殊的要求，它主要是指每一根电气设备的PE线以及电源的接地线要保持各自独立接线的状态。在这样的情况下，如果某一个金属设备出现了故障问题使得线路中的电压出现了不稳定的波动，那么这种系统就能够有效地阻止这种情况的出现，这种特性不仅使得共用低压配电电网的负载需求得到了满足，而且对于村落中的居民用电的特点比如负载阻抗较小、分散度较高以及设备比较容易出现故障等能够较好地适应并解决，因此这种系统在我国农村居民配电系统中运用较为广泛。

第一，TN-C系统。TN-C系统的主要特点就是中性线和保护线是合为一体的，并且和设备的金属外壳一起接地。在电流的正常输送过程中，TN-C系统可以承载少量额外的谐波电流。其运行的过程主要是通过供电设备的外壳将N、PE互相连接起来形成一个整体，即PEN线。如果电路出现了故障，PEN线可以通过保护接零形成一种对地的高伏电压，这样对于因为电路故障所造成的电气设备的损害可以得到一定程度的减少。但是这种方法所连接的PEN线也有一定的缺陷，如果在接线两端的压差比较大或者是变化较快，那么由于双向导通特性会非常容易发生电位的不正常转移，如果中性线的电压达到了一个限度，就会造成接线和电气设备被烧坏的情况。因此这种系统对于供电需求比较精确的电子设备来说并不适用，但是由于它的安全性比较强，在相对稳定的供电系统中运用较为广泛。

第二，TN-S系统。在TN-S系统中，保护线和中性线是互相隔离开来的，在这种情况下，PE线本身是没有正常的电流通过的，那么它的外壳也就不会带电，这种系统用在居民以及要求较为精密的设备供电工作中比较多，同时安全性也比较高，但是它还是有一定的缺陷存在，当出现对地短路和故障电压扩散的情况时，这种系统并不能很好地进行解决，这种系统的N线上通过三种成分电流，它们分别是谐波电流、三相不平衡电流和单项工作电流，因为这三种电流是同时在N线上通过的，因此它所产生的绝对值一般比较大，另外，如果增加N线的线路，N线的阻抗会随之变大，而连接点处也存在阻抗，这两个因素会对地面产生相应的电压降，在日常工作中会有电击的危险。

第三，TN-C-S系统。TN-C-S系统是我国居民建筑较常用的低压配电接地系统，在这种系统中，中性线和保护线的连接情况是属于一部分合并、一部分分离的状态。它主要是先通过合并的线路将电力从变压器接到居民楼，再通过分离的线路进行各家各户的供电，这种接地系统不仅有效提升了接线方式的可操作性，而且具备较高的安全性。但是这种接地系统要及时对其接地端做好保养和定期检查的工作，避免不必要的损失出现。

3.2.2 TN模式。在这样的接地保护模式中，首先需要将整个建筑物的电气设备外壳都连接到一根保护线上去，同时低压配电系统的中性点之间也应该进行相应的连接。另外，具体来分，NT模式还可以再分为TN-C、TN-S和TN-C-S这三种。从整体上来讲，这三种模式都各有利弊，TN-S适用于数据处理以及精密的电子仪器或者是有危险易爆的场合，而TN-C-S一般常见于工矿企业这样的大型企业的供电线路中。

3.2.3 TT模式。采用这种模式的低压配电系统，它的电源的中性点处会进行恰当合理的直接接地保护装置的设计。一般这样的模式适用于城市公路的供电系统中。

3.3 接地保护设计中的漏电断路器分析

在高层建筑物进行接地保护装置时，漏电断路器可以说是必不可少的设备。但是对于那些漏电断路器的选择也要对实际的情况进行分析后再决定选用哪种断路器。在进行漏电断路器选择的时候，还要充分考虑到断路器的额定动作电流。因为额定动作电流的选择与低压配电系统中的漏电断路器的电击量要匹配，不然会带来很大的危险。一般来讲，电气系统中泄露的正常的电流会比漏电断路器的额定动作电流要小，这样才会保证电路电压不受损害。

对于如何提高高层建筑电气设计中低压配电系统的安全问题，任重而道远。第一，相关的工作人员一定要依照有关规定来设计和安装。同时有关部门对这些相关工作人员自身的素质和职业修养一定要更加重视，定期对他们进行培训，保证他们能够有更高的工作水平和规范化的操作。这样不仅可以保证建筑物电气设备设计的安全可靠，而且对他们自己的人身安全也有一定的帮助；第二，施工单位也应该保证使用合格的电气设备，不要为了降低成本贪图便宜使用那些劣质的不合格的产品，这样会带来无穷的后患；第三，用电人员也要规范用电，不要随意私改线路，这样容易导致电流电压不稳，产生意想不到的危险。

经过上面的讨论，已经明确了高层建筑中低压配电系统的内涵、特点、容易发生的事故等；紧接着对低压配电系统的安全性进行了分析，从它的供电线路、供电方案等方面进行了深入的了解；对接地保护装置进行了分析，包括它的模式、特点等；本文又对高层建筑中漏电断路器的选择进行了探讨，至此对高层建筑电气设计中低压配电系统的安全性进行了彻底的探究。但是仅仅有这些分析探究是不够的，理论上的知识必须应用到实践中才会对问题的解决有所帮助。所以，我们在进行高层建筑电气设计中低压配电系统时，一定要对其安全性进行彻底的分析和探讨，及时发现问题并进行解决，确保在进行设计和安装施工后，能够给人们带来极大的方便，尽量消除高层建筑电气设计中低压配电系统中存在的隐患，确保人民的人身和财产安全。

参考文献

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