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摘要：高层建筑的用电和低层建筑的用电有着很大的区别，其中一个主要的原因是高层建筑的用电电压和荷载相较于低层建筑更大，因此用电量也会变得更大。根据我国目前对于高层建筑的标准规定，高层建筑指总楼层数大于十层，且高度在二十五米以上的建筑。根据高层建筑的用电特点，其在电气设计过程中需要与低层建筑区分开，与之相应的在电气设计当中，系统安全性就变得更加重要。本文将就低压配电系统来分析高层电气设计的安全性应用。
关键词：高层建筑；电气设计；低压供配电；系统安全性
前言：在高层建筑当中，为了满足系统安全，低压配电系统一般需要保证供电电源安全性、供电电源持续可靠性以及接地安全保护等几个方面。从而解决在高层电气设计中经常出现的接地故障、电能质量、保护装置等一系列的问题，从而提高高层建筑的电气系统安全。
一、低压配变电系统概述
目前我国所应用的低压供配电系统常见的有放射式、链式以及树干式等主要形式。其中放射式是指通过总配电箱直接供给到分配电箱的形式，这种供配电形式为每个负荷单独进行配电，发生故障后其他的分配电箱并不会受到故障干扰，具有较高的可靠性。但是由于线路复杂，系统灵活性非常差，在目前实际应用中，放射式只适合设备容量大并能够进行集中控制的用电场合；链式是通过一条主线路链接多个用电设备或分配电箱，因为在线路当中缺少分支点，因此该方式的投资成本也相对较低，同时缆线敷设相对顺利，但是当发生用电故障时，所有的用电设备都会停电，供电安全性差，适用于小容量的用电设备。树干式则是结合了上述两个方式的特点，运用主干线链接总电线，再链接各个分配电箱，这种方式投资成本低，施工便捷，但是缺点同样明显，在发生故障时，断电的影响范围会更加大。因此适合应用于对于供电可靠性要求相对较低的场所[1]。
二、目前高层建筑的电气设计中常见的安全问题
（一）短路和过载造成安全隐患
在高层建筑中，电气设计因为负荷和用电量较大，通常电气系统所承受的压力也十分巨大，容易造成过载现象。同时，从目前的高层建筑的电气系统应用过程来看，短路现象也时有发生，这些严重的问题对于电气安全影响很大，需要认真考虑并予以解决。
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（二）接地质量未能达到标准
在部分高层建筑进行电气设计和建设时往往会出现接地形式混乱，管理杂乱无章的现象，而多数供电系统对于接地的处理重视度不够，缺少相关标准和操作规范的执行力，从而导致现今高层建筑的电气系统接地的质量无法符合安全标准，存在严重的安全隐患。
（三）保护装置存在隐患
根据有关数据的统计，现今的高层建筑电气安全故障和安全事故当中，因保护装置出现故障和缺乏及时处理从而酿成惨祸的情况占到了电气安全的绝大多数。因为安全保护装置在安装中存在问题，导致漏电发生时没有做到有效的检测和控制，从而造成触电事故和大规模的火灾，导致人员伤亡和财产损失。
三、利用低压供配电提高高层建筑电气系统安全的方案
（一）合理的供配电方案选择
供电电源需要满足电力负荷的相关需求，在高层建筑当中电力负荷的形式一般分为一级负荷和二级负荷，因此变压器的数量要求也应该在两台以上为最佳。在发生10kV两个进线回路同时停电时，作为应急电源的柴油发电机组能够在规定时间内迅速启动。在发生火灾时，能够切除非消防用电。
（二）低压供配电接地保护应用
在高层建筑当中，为了避免因电气故障造成的安全事故导致人身财产安全受到影响，一般低压供配电需要进行接地保护的设置。这种方法一方面保证了用电安全，另一方面也能确保电气系统稳定正常运行。因此在设计时，需要根据高层建筑的实际需求制定设计方案。首先应该考虑高层建筑中配电系统的电气使用情况，同时还应该考虑电气回路当中保护线的截面大小，从而确定接地形式。同时接地保护应与总等电位相连接，从而预防建筑电路受到外部危险的电压威胁。目前比较普遍的接地保护模式有TT、TN、IT三种模式。见表一所示：
表一：三种接地保护模式的特点
接地保护模式TT模式TN模式IT模式
选定情境当建筑电气系统中中性线N与PE线没有通电关系时选用。电气设备采用一根保护线连接，统一设定保护装置。电源端口处设计的电阻、电抗过高时选用的接地保护模式。
使用效果PE没有通电不进行电力传输。分为三相四线和三相五线两种供电系统，使用数据密集处理区。使高层建筑电气系统得到稳定供电，安全性能突出。
除了表格内容之外，这三种模式还各具特点。其中TT模式对供电系统的保护为地外保护，能够对故障回路电流进行切断；TN模式的所应对的用电装置多为金属装置故障影响更大时，对故障装置进行保护，减轻其故障影响范围；而IT模式能够能够对外部的导电设备进行中段，发出警报[2]。
（三）合理应用漏电断路器
高层建筑当中低压供配电是电气系统漏电保护的重要保护线，因此在高层建筑的电气系统设计时需要认真考虑漏电断路器的选择和应用。在进行选择时首先要调查配电系统末端的断路器型号和类型，并考虑到电流的范围，与世界标准限定的额定数值进行对比，并要求漏电断路器的额定电流需要大于段路外漏时的电流数值[3]。
结论：综上所述，现代高层建筑相较于低层建筑有着更大的用电压力和安全隐患，在电气系统设计的过程中，需要认真思考电气系统存在哪些容易出现的安全故障，从而通过科学的方法加以解决。低压供配电系统通过不同的形式实现了不同方向上对于用电安全的保障，并通过相应的方法，实现了用电效率的提高，值得更多的电气工作者借鉴和设计思考。
参考文献
[1]艾迎春.高层建筑电气设计中低压配电系统安全性探讨[J].建材与装饰，2016，（09）：104-105。
[2]肖惠文.高层建筑电气设计中低压配电系统安全性探讨[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2015，（06）：243-244。
[3]于淼.高层建筑电气设计中低压供配电系统安全性的考虑[J].现代物业（上旬刊），2015，（05）：38-39。
论文作者:郑安垚
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第13期
论文发表时间:2017/10/12
标签：高层建筑论文; 系统论文; 电气论文; 低压论文; 故障论文; 模式论文; 电气设计论文; 《建筑学研究前沿》2017年第13期论文;