于开江

摘要：从进入二十一世纪以来，随着国家经济水平高速发展和城镇化进程不断加快，新建筑如雨后春笋般涌现，与此同时，大量的用电设备也随之产生。用电频率的增加及用电负荷的增长使得人们对于低压配电系统安全性的要求也越来越高。因此，本文针对建筑电气设计中低压配电系统进行了一系列的研究和分析，并提出了一些关于提高其安全性的有效措施。

关键词：低压配电系统 安全性 分析 措施

一、关于低压配电系统安全性的概述

智能产品和家电的快速普及让人们在生活和办公中对用电量的需求越来越大，而且新建筑与传统相比较，用电的负荷终端更多更分散，低压配电系统的复杂性也更高。因此，在用电安全和稳定两方面的要求也越来越严格。这也表明了开展建筑电气设计中低压配电系统安全性研究的，必要性和紧迫性。事实证明，如果建筑物低压配电系统的安全性方面出现了任何一点问题，都极有可能演变成电力事故，进而造成不可挽回的后果，并对建筑物内的人员和财产安全造成严重的威胁。所以，现代化的建筑对低压配电系统的安全性要求也在不断提高。

低压配电系统中涉及安全方面的地方有很多，但是主要表现在配电系统的选择、设备的应用、线缆的布局及接地等方面。低压配电属于一个系统工程，任何一个环节出现问题都会影响整体使用。作为电气专业的设计者，必须要一丝不苟，发现问题要及时提出并解决，真正做到从源头提高低压配电的安全性及稳定性。

二、低压配电系统的分类

在我国，低压配电系统根据其接地型式上的不同主要分为三类，即IT系统、TT系统和TN系统。而系统接地又是低压配电系统的重要组成部分，它不仅关系着整个低压配电系统是否能正常运行，还直接影响人身安全和设备安全。所以，合理的设计系统接地是建筑电气低压配电系统设计中重要的任务。

（一）IT系统

IT系统的电源侧带电部分是不需要进行接地处理或者通过高阻抗来进行接地，但是电气装置的外露可导电部分却必须要进行独立的接地处理。IT系统最大的优势是提高了配电系统的连续稳定性和安全性，因此，常被用在对连续供电要求比较严格的地方。目前，在国内工程建设中，采用IT系统进行供电的工程仍然不多，尤其是在建筑電气配电中更是少之又少。

虽然IT系统中可以配出中性线（N），但国际电工委员会（IEC）强烈建议不设置中性线。主要是因为如设置的中性线任何一点发生接地故障，都会改变整体供电系统的类别，不仅仅将IT系统的优势丧失殆尽，反而更加危险。以当时的科技水平还没有检测中性线绝缘状况的能力，所以才有强烈不建议配出中性线的观点。但是，现在技术上已经可以解决检测问题，而且在《系统接地的型式及安全技术要求》GB14050—2008中，IT系统图就已经配出了中性线N，使用上要安装绝缘检测装置。即当第一次接地出现故障报警时，工程人员，必须抓紧检查并处理，出现第二点接地故障时，线路中设置的保护设备将自动切断电源。即使国标中已经明示，却仍有很多人坚持老思想、旧观念，生怕出现问题。这也说明了我们对IT系统的了解还是不够深入，也直接导致了IT系统不能大面积推广。

（二）TT系统

TT系统的电源端直接进行接地处理，而且电气装置的外露可导电部分也进行独立的接地设置，设备的接地属于接地保护。由于TT系统可以实现单相、三相混合供电，供电系统比较灵活，并且与TN系统相比可以节约部分导线，降低投资，所以目前多用于我国农村低压电网配电，适用于保护接地相对分散的用电区域。即使TT系统供电发生故障，使设备外壳带电，那么较高的电位也不会通过接地保护线传递至整个系统。因此，TT系统也可以用于精密电子设备的低压配电。

虽然TT系统的优点很多，但是缺点也是比较致命的。比如，当系统故障使电气装置的金属外壳带电时，即使设备已经做了保护接地处理，并且通过接地可以极大的减少人员触电的危险性，但是，配电回路中的保护装置（断路器）却不一定能达到跳闸的条件，造成漏电设备的外壳对大地的电压也会高于国家规定的安全电压；当设备的漏电电流较小时，就算线路中设有熔断器保护装置，那么也不一定能达到触发熔断的条件，通常还需要额外设置漏电保护装置对配电回路进行深层次的保护。通过对TT系统优缺点的分析和认知，发现TT系统很难胜任现代化建筑中低压配电的任务。

（三）TN系统

TN系统和TT系统一样，都是在电源端有一点直接进行接地处理。不同的是，电气装置的外露可导电部分是通过保护中性导体或保护导体与电源端接地点进行连接，而不是直接对设备进行接地处理，这种处理方式属于接零保护。采用TN系统进行低压配电时，电气设计相对比较复杂，并且可根据其保护零线与工作零线的分开情况又可以划分为三种型式，即TN-S系统、TN-C系统和TN-C-S系统。

TN-S系统中的中性线N和保护线PE是分开的，所以在保护线上就没有电流的存在，因此对大地也无电压，与之相连的设备外壳在正常工作时候也不会带电，所以供电系统的安全性很高，目前被广泛的应用在工民建建筑物的低压配电系统。

TN-C系统的中性线N和保护线PE是合并使用，由一条PEN线承担所有的任务。但是，如果配电系统的三相负荷不平衡时，工作N线就会产生不平衡电流，设备对地也会产生电压；如果N线故障或者断线，那么PE线就会随之带电，直接导致设备外壳带电。在设计低压配电时候，设计者很少会选用这种带有安全隐患的配电系统，所以在建筑电气民用配电中几乎不会采用。

TN-C-S系统是由TN-S系统和TN-C系统共同演变而生的产物，具有两个系统各自的优点，而且又合理的避开了各自的缺点。系统电源侧的电力输送部分采用TN-C系统，低压配电部分将N线和PE线分开，不仅仅解决了TN-C系统的安全隐患，也减少了TN-S系统的导线敷设工程量。因为系统相对安全稳定，所以应用范围也比较广，多用于配电系统末端环境条件较差或有精密电子设备的场所。

三、提高低配电系统安全性的有效措施

（一）设置漏电断路器

漏电断路器可以在设备漏电时，通过漏电电流超过预定值而自动进行动作，进而可以避免人身触电，减少许多不，必要的事件发生。在设计低压配电系统选择漏电断路器时，应该根据使用的目的和用电设备特点合理选择漏电断路器的型号，同时也必须要考虑配电系统的特点。例如，某个建筑物电源侧的变压器中性点没有进行接地处理，这时如果有人触电，那么零线对地会产生很高的电压，在这种情况下应该选用电压型漏电断路器对回路进行保护。在实际运用过程中，作为设计人员还必须要充分预估用电负荷在投入使用后的情况，比如直接触电和间接触电的可能性，并有针对性的设置合理的漏电动作电流和相关防护。

（二）采用接地保护方式

在设计低压配电系统时，安全永远是重中之重，这包括建筑和电气施工人员的安全以及建筑内正常用电居民的安全。在我国低压电网中一般都会通过保护接地的方式作为安全保护措施。而保护接地又分为接地保護和接零保护这两种类型。电力系统接地型式主要分为三种，包括IT、TT和TN系统，其中IT与TT系统中的电气装置接地均属于接地保护，其主要目的是通过限制设备漏电后对地的电压来起到保护目的；而TN系统中的电气装置接地则属于接零保护，通过零线来实现回路中保护装置自动动作，切断电源以达到安全防护的作用。接地保护的方式不同，适用的场合也大相径庭，设计时必须认清其工作的基本原理，才能做到真正意义上的安全保护。

（三）合理设计变压器

变压器作为低压配电系统的基础，其安全性及稳定性关系到整个供电系统。作为电气设计者必须充分考虑用电负荷的大小、分布情况及用电特点等多方面因素，合理选择变压器的容量及布置场所。在满足规范及使用要求的前提下，尽量做到简化配电系统，以达到提升整体的安全及稳定的供电效果。

（四）关于线缆选择及敷设

科学合理的线缆敷设，不仅能提高配电系统的使用安全性和舒适性，还能降低工程的投资，节约能源。首先，在建筑物中敷设线缆，一定要考虑避开建筑结构的危险点，防止因建筑物的沉降或其它因素导致线缆的损坏甚至是断裂；其次，经过对用电负荷的计算，根据其电流的大小和用电距离远近科学选择线缆的截面积；最后，应根据负荷使用性质选择线缆的型号，比如消防用电应选择阻燃或耐火电缆，以达到其使用目的。

四、小结

在建筑电气低压配电系统的设计过程中，不仅仅需要人员素质和业务上的不断提升，也需要在设备的选择和应用上的层层把关，合理筛选，更加重要的是在技术上的创新，发掘出更加适用于现代化建筑的电气设计理念或是电气安全设备。对于低压配电系统安全性的研究应该不断的深入，进而实现提高安全性的目标。