摘要：低压配电系统是建筑电气设计中关键部分，它是整个建筑电气系统中的一个非常重要环节。在建筑工程的电气设计应用当中，低压配电系统的设计施工不当非常容易引发安全问题。近年来，高层建筑物大量拔地而起，高层建筑中的用电负荷量都相对比较大，同时高层建筑物更容易遭受雷电的损害，因此高层建筑比一般建筑物出现电气安全问题的概率要大得多，所以在进行高层建筑的电气设计当中尤其应当需要注意低压配电系统的安全性问题。本文主要是以高层建筑当中的电气设计应用当中的低压配电系统的接地设计为主，来进行论述高层建筑电气设计中低压配电系统的安全性设计。
关键词：高层建筑；低压配电系统；接地保护；防雷
1低压配电系统的接地保护形式
高层建筑电气设计中低压系统的接地保护设计不仅可以实现对于建筑供电系统中低压部分电流电压的保护作用，还可以避免因外部作用对于建筑电气中电流电压影响作用，保证建筑供电系统的的稳定与安全。是建筑电气系统中低压配电系统的一个重要的安全性保护设计。建筑中低压配电系统的接地保护形式主要有IT 系统、TT 系统以及TN 系统三种低压配电系统形式。其中：IT 系统是指，系统的电源不接地或通过阻抗接地，电气设备的外壳可直接接地或通过保护线接至单独接地体。这类系统一般多应用于医院的手术室、地下矿井、炼钢炉等工业场所；TT 系统是指，电力系统中性点直接接地，电气设备外露导电部分与大地直接联接，而与系统如何接地无关。这类系统一般多应用于对电位敏感的数据处理设备和精密电子设备；故障时对地故障电压不会蔓延；TN系统是指，将电气设备的外露导电部分与工作中性线相接的保护系统，称作接零保护系统。以外TN系统还可以进一步扩展出，TN-C 系统（该系统中保护线与中性线合二为一）、TN-S 系统（该系统中保护线和中性线严格分开）、TN-C-S 系统（该系统中前部分是TN-C方式供电，但在二级配电箱出口处，分别引出保护线及中性线，即在系统后部分二级配电箱后采用TN-S 方式供电）。
进一步分析：TN-C方式优点在于节省了一根导线，且保护开关可节省一极，降低设备的初期投资费用。但缺点在于：线路中有单相负荷，或三相负荷不平衡，及电网中有谐波电流时，由于PEN线中有电流，电气设备的外壳和线路金属套管间有压降，对敏感性电子设备不利。TN-S 系统优点在于正常时即使工作中性线上有不平衡电流，专用保护线上也不会有电流。但缺点在于增加了中性线，初期投资较高，同时TN-S系统相对地短路时，对地故障电压较高。TN-C-S 系统优点在工作中性线N与专用保护线PE相联通，因此，TN-C-S 系统可以降低电气设备外露导电部分对地的电压，然而又不能完全消除这个电压，这个电压的大小取决于联通前线路的不平衡电流及联通前线路的长度。负载越不平衡，联通前线路越长，设备外壳对地电压偏移就越大。所以要求负载不平衡电流不能太大，而且在PE线上应作重复接地；一旦PE 线作了重复接地，只能在线路末端设立漏电保护器，否则供电可靠性不高；对要求PE线除了在二级配电箱处必须和N线相接以外，其后各处均不得把PE线和N线相联。因此，从配电系统的安全性和经济性上综合考虑，目前高层建筑的接地保护系统以TN系统较为普遍，其中TN-C-S系统应用的场所更多一些。
2 高层建筑低压配电系统中的防雷措施
一般，高度超过27 m的住宅建筑物和高度超过24 m 的多层公共建筑均为高层建筑。高层建筑的防雷必须将外部防雷和内部防雷作为整体综合考虑采取措施。以一个高层建筑物为例，它有防雷、等电位联接及共用接地系统组成，一般采用屋面接闪带、利用建筑物柱内钢筋作为引下线及基础钢筋作为接地装置连接成一个整体，构成了一个笼形避雷网，这样做较好地取得了均压和屏蔽防雷效果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于如何建立的防雷电安全空间，应基于以下三个部分考虑：
2.1 建立完善的外部防雷装置
高层建筑物的外部防雷包括接闪器、引下线和接地装置等三部分组成，主要是防止直击雷和侧击雷，保护建筑物本身不遭受雷击。同时，高层建筑由于高度较高，一定要注意防备雷电侧击的危害，具体做法可在30米以上部位，每隔2层（或1层），沿建筑物四周敷设一道接闪带与各根引下线相焊接。接闪带可安装在外墙抹灰层内，或者直接利用结构钢筋时每隔适当的距离（不大于6米）与楼板钢筋焊接，这个接闪带实际上是均压环。30米起的外墙上的金属栏杆、铝合金门窗等设置接地预埋铁，并将均压环处的上下两层铝合金门窗、金属栏杆的接地预埋铁的引出端与均压环通过扁钢或圆钢焊接连通。
2.2 建立安全的法拉第笼
做法是将被保护的建筑物用垂直和水平的铜带或钢筋导体密集地包围起来，形成一个保护笼。在具体的施工中，一般是利用建筑物混凝土内部的结构钢筋作为笼式避雷网。但于建筑物对外有电气通道，因此削弱了防雷的效果。在这种笼内的电气线路和设备，不会因为外界的雷电流而造成危险的电位。因此建立安全的法拉第笼是高层建筑物防雷的最好措施。
2.3 共用接地系统
在高层建筑物中，除了防雷接地，还有视频监控系统、卫星天线系统、通信系统等都需要进行接地，如果都采用独立的接地网，应彼此相距在12 米以上，但这在实际工程中是不太可能的，因此，只能采用共用接地。这样可以减少了接地极的数量，简化接地系统，节省费用。同时在利用基础钢筋作接地极时，可以得到比人工接地极小得多的接地电阻值。
3 高层建筑接地保护设计中漏电断路器的选择
在进行高层建筑接地保护设置中必然会用到漏电断路器，而对于漏电断路器的选择也有一定的注意事项，尤其是对于漏电断路器的额定动作电流的选择。在进行漏电断路器额定动作电流的选择时首先要确定配电系统中末端使用的漏电断路器的电击能量的安全界限要符合一定的要求标准，其次需要注意的是电气系统中正常的泄漏电流一定要比漏电断路器的额定动作电流要小，以防止对电路的损害。需要注意的是在进行漏电断路器的动作电流选择时需要遵循一定的选择原则，也就是在电气设计中，对于易于被误操作的分支线及线路末端用电设备都要选择使用漏电断路器，以实现对于配电电路的保护。
4 结束语
总之，高层建筑电气设计中低压配电系统的安全性设计不仅要从接地防雷保护设计做起，还应注意电网线路以及电气设备的选择应用和施工安装等，只有从设计施工中做好低压配电系统的安全控制，才能保证高层建筑电气设计中低压配电系统的安全稳定运行，从而保证整个电气系统的运行。
参考文献：
[1]曾德慧.高层建筑低压配电系统漏电的火灾危险性及其防范措施研究[J].科技信息，2010（29）.
[2]张剑飞.高层建筑低压配电系统用电安全研究[J].科技创新导报，2009（14）.
[3]陈天华，陈梁星.浅谈高层建筑供配电系统存在的问题及对策[J].中华民居，2011（10）.
[4]吕阿率.高层建筑低压配电系统漏电的火灾危险性及其防范措施研究[J].科技传播，2011（9）.
论文作者:率杰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/14
标签：系统论文; 高层建筑论文; 防雷论文; 建筑物论文; 电流论文; 低压配电论文; 断路器论文; 《电力设备》2017年第36期论文;