摘要：在建筑电气设计环节中，低压配电系统是重要组成部分，而低压配电系统的设计是否合理将会对建筑电气安全产生直接的影响，高层建筑电气设备用电负荷较多，在目前高层建筑低压供配电系统设计中，受客观因素的影响，往往较容易出现安全性问题，因此相关人员需高度重视低压供配电系统的设计，保证其运行的可靠性。本文基于以上背景，对高层建筑低压供配电系统设计的原则进行了探究，并提出了增加可靠性的措施，希望能为电气工作人员提供借鉴。
关键词：低压配电系统；过负荷；IT系统；高层建筑；电气设计
引言
对高层建筑的低压配电系统进行设计，对于整个高层建筑的电气设计有重要的影响。根据建筑设计规范中的相关标准，高层民用建筑包括：1.建筑高度大于27m的住宅建筑；2.建筑高度大于50m的公共建筑；3.任一楼层建筑面积大于1000㎡的商店、展览、电信、邮政、财贸金融建筑和其他多种功能组合的建筑；4.医疗建筑、重要公共建筑；5.省级及以上的广播电视和防灾指挥调度建筑、网局级和省级电力调度建筑；6.藏书超过100万册的图书馆、书库；7.建筑高度大于24米的其他公共建筑等。
1低压配电系统的安全事故及其原因分析
高层建筑中的低压配电系统包括各种配电设备以及保护装置，在保证安全的情况下为高层建筑的各种电气设备配电。造成低压配电系统安全事故的原因有多种，比较常见的低压配电系统安全事故包括剩余电流、短路故障、过负荷、电火花与电弧等，这些因素都会导致一定的后果，轻者配电系统无法正常工作，严重的可能导致人员的触电事故。
1.1剩余电流
设计选择开关整定值大于导线的载流量、施工不规范、导线年久失修等情况都会导致线缆绝缘层的损坏，产生剩余电流。在剩余电流集中产生的地方一旦有可燃物品，在剩余电流产生的高温作用下，极易产生电气火灾。
1.2短路
在配电系统中，相导体与相导体之间或相导体与大地之间非正常的连接，就会产生短路电流。在这种情况下电流会不通过用电设备而通过短路点产生极大的电流。极大的电流值会引发导线温度急剧升高，短路点容易产生电火花与电弧，将导线金属导体融化，严重的会造成喷溅燃烧现象，引发火灾。
1.3过负荷
一旦电流量超过导线安全载流量，就属于电线的过负荷。这样的过负荷会引起导线内阻发热，严重的情况下会使得导线绝缘层破裂，最终发生导线自燃现象。
1.4 接触不良导致的电阻过大
对于电源线结合处、开关结合处、大型的用电设备的结合处等地方，一旦出现接触不良，就会使得接触不良部位的电阻变大，而这时的回路电流流经电阻处，会导致热能大增，从而出现绝缘保护层的融化和燃烧。此外，导电线路两端会有电火花产生，在高密度电火花情况下会构成电弧，当温度较高时易将易燃物点燃甚至造成爆炸事故。
2低压配电系统的接地保护形式
高层建筑低压配电保护系统能够对建筑电气中低压用电设备起到保护作用，保证低压配电系统的安全与稳定运行。在高层建筑中低压配电系统的接地保护形式主要有以下三种，包括低压配电IT系统、低压配电TT系统以及低压配电TN系统。
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2.1 低压配电IT系统
低压配电系统里面的IT系统中，所有带电部分应对地绝缘或配电变压器中性点通过足够大的阻抗接地，IT系统中包括中性导体在内的任何带电部分严禁直接接地。IT系统中的电源系统对地应保持良好的绝缘状态。一般情况下，IT系统用于对供电要求较高或者是要求不间断供电的高层建筑中。
2.2 低压配电TT系统
对于低压配电的TT系统而言，需要在电源中性点做好接地保护设计，此外对于电气设备中的漏电部分或者是电源的中性点的接地系统中也需要进行接地保护。在高层电气低压配电系统应用过程中，TT系统多用于对用电要求不是很高的场所或者是用电负荷较小的分散地区甚至是农村地区。
2.3 低压配电TN系统
民用建筑电气设计通常应用TN系统，对于用电要求并不高，或者说是电容量低，此时就可以用TN系统。对于低压配电TN系统的设计而言，需要对各个电气设备的外壳连接到保护线中，设置好保护模式，并需要对配电系统的彼此的中性点进行连接。此外，在TN系统中的另外三种模式：TN-C、TN-S、TN-C-S，它们都是以低压配电系统的中性线与保护线的关系为依据所设置的。高层建筑配电设计，对于电网导线的截面积有一定的标准要求，由此，要采用一定的接线方式来接线，避免采取不当的接线方式。三种接线方式各有自身的优势和劣势，都有一定的适用范围。TN-C实际上是三相四线的系统模式，这是比较容易实现的设计方案。对于TN-S实际是在TN-C的基础加上PE线，安全可靠性高，日常电气设计中较为常用。而TN-C-S模式一般用在工矿企业的电气设计中。
3高层建筑电气设计中的低压配电系统接地保护设计
TT系统一般用于电气设备的外导漏电处，能够通过切断故障回路的方式来对电气设备进行保护。IT低压配电系统应用的过程中，如果电网中外露的电压小于所设定的标准情况下，IT低压配电系统就不会产生保护动作，只是通过显示屏向设备维护人员发送警报信号，来排除相应的故障。在金属短接或者是短接电流比较大的情况下，一般会采用TN低压配电系统，可以通过电流保护器来对故障处的电流负荷进行保护，其中电流保护器也是低压配电系统接地保护装置中的一部分。但在线路较长或者是导线的横截面积较小的情况下宜采用剩余电流保护器进行保护，也可将其作为接地保护装置的一部分。高层建筑电气设计中需要注意断路器的选择，首先是看剩余电流断路器的额定动作电流，查看其电击能力安全界限是否符合标准，然后是比较剩余电流断路器的额定动作电流与电气系统中正常泄漏电流的大小，剩余电流断路器的额定动作电流应该大于电气系统中正常泄漏电流，这样可以预防由剩余电流断路器突然跳闸导致的设备损坏。此时还必须遵守相关的选择原则，电气设计中的分支线及其末端的用电设备需要使用断路器，同样，对于电路支干线也需要使用断路器，选择相应的种类。对于高层建筑的剩余电流断路器的使用，需要进行选择性配合，除此之外，在设计安装过程中，也需要注意一些要点。首先，对于低压配电系统的设计，必须要符合相关规定和标准，确保配电系统安全、合理、高效；其次，对于剩余电流断路器设备的安装，必须要选择有相关资格证书的工作人员来安装，并需要在安装施工前对安装人员进行培训，确保其安装工作的规范操作，提高建筑电气设备系统的可靠性能。对于施工单位来讲，绝对不能因为成本高就使用劣质电气设备产品，导致后期因低压设备劣质引发安全事故；最后，在施工过程中不得肆意篡改线路，以免电流电压的不稳定导致危险发生。
结束语
综上所述，针对低压配电系统对于高层建筑电气设计的重要性，在建筑电气线路容易造成火灾事故，由此，值得我们重视低压配电系统的设计和安装工作，做好安全防护措施，特别是接地设置。低压配电系统设计任重道远，必须要综合各类影响因素进行全面的考虑，从而做好规避危险事故的措施，做好最佳的预防措施。笔者在此浅谈心得，以期抛砖引玉，如有不妥之处，敬请斧正。
参考文献：
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[3]刘静.关于建筑电气供配电系统构建的几点认识[J].山西建筑，2012，30：162-163.
论文作者:黎力
论文发表刊物:《电力设备》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/8
标签：系统论文; 电流论文; 低压配电论文; 高层建筑论文; 导线论文; 断路器论文; 建筑论文; 《电力设备》2017年第11期论文;