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摘要：在电力系统中，供配电系统担负着重要的供电任务，作为和电力系统的安全稳定运行关系密切的系统构成，对其进行研究能够一定程度上保证系统的正常供电。本文探讨的主要是供配电系统中的低压配电系统，并对建筑低压配电系统设计过程中遇到的问题进行分析，同时积极探寻有效的问题解决办法，以提高建筑低压配电设计质量。
关键词：建筑工程；低压配电系统；系统设计
引言
在进行建筑低压配电系统的设计时，要关注配电系统中的重要部位，包括低压配电线路、电动机装置、住宅总电源进线开关和电容器、消防馈电路等，要加强对这几个关键部位的设计研究，找出设计过程中可能出现的问题，并加强设计规范。
1 低压配电线路的保护设计
在设计低压配电线路时，设计人员需要严格按照设计规范进行，当前通用的设计规范为《低压配电设计规范》（GB50054-2011）。对低压线路进行保护设计时，需要做好短路、过负载和接地保护，做好这些保护设计则能够及时阻断电流，避免出现故障。而在具体的设计过程中，上述保护目的的实现都需要借助熔断器和断路器。
因此，在具体的低压配电线路的设计过程中，需要重点关注熔断器和断路器的设计。第一步是选择熔断器和断路器，熔断器和断路器的选择需要精确的计算，要根据回路将电流计算出来。设计人员要确保严格执行计算操作，以选择合适的熔断器或断路器。而在计算时，需要设定参数标准，要控制低压电线和电缆的长期允许电流，同时要控制熔断器和断路器的过流脱扣器整定电流，并且要使二者达到一定的比值标准，在这种参数标准下，才能达到低压配电线路的保护设计目的，从而实现线路的短路保护，同时还能够对线路的过负载进行保护等。在设计时，设计人员要重视接地保护的设计，主要的目的在于控制接地故障，此时，也要参照接地保护的设计手册，对接地保护设计中涉及到的数值进行精确的计算。在接地保护设计过程中，若对其进行计算后，并不能满足设计要求，则需要采取辅助方法，常用的为对相线和接地线截面进行适当加大，此外，还可以在线路中设置断路器等，一般为带短延时过电流脱扣器的断路器。
2 电动机回路保护电器和接触器的配合设计
在对电动机相关设备进行设计时，要了解电动机的设备构成，常用的电动机基本组成部分除隔离电器、热继电器外，还包括保护电器和接触器，而在具体的设计过程中，需要重点关注保护电器和接触器的配合设计。对于电动机中的保护电器而言，要做好对熔断器或断路器的严格筛选，要根据保护电器的性能要求选择使用熔断器还是断路器。在电动机回路设计过程中，要关注保护电器和接触器保护特性的配合情况，一般为一型配合和二型配合两种。当配电系统对供电要求相对低时，可采用一型配合，而要求相对较高时，其设备则需采用二型配合。
断路器与接触器的配合形式为一型还是二型，需要经由制造厂进行产品特性试验并得出结论。我国自己产的接触器相较于国外产的接触器而言，在使用是缺乏配套的短路保护电器配合方案，不利于达成保护电器和接触器的一型或二型配合，因此，容易导致在系统运行过程中出现设备故障，常见的为保护装置误动以及电动器烧毁等。这就启发设计人员在设计电动机回路时，尽可能使用国外知名品牌产出的接触器，其一般能够提供完善的电动机保护装置的配合方案，从而优化设计成果，确保电动机保护系统的安全可靠性。
3 住宅总电源进线断路器的选用设计
对建筑低压配电系统进行设计，主要应关注的是住宅低压配电系统的设计，设计时要参考《住宅设计规范》（GB50096-2011）规范，其这一规范中的6.5.2 第7 条要求中对住宅的总电源进线断路器的功能进行了明确的规定，要求其必须具备漏电保护功能，因此，在设计过程中，必须关注漏电保护设计。要做好住宅总电源进线断路器的设计，单一的使用断路器或熔断器并不能及时有效的切断电弧短路产生的电流，基于此，应该选用具有漏电保护功能的断路器或熔断器，提高其切断电弧短路电流的灵敏度。要想确保总进线电源断路器具有良好的漏电保护功能，需要严格选用漏电断路器。
首要的选用标准是选择四级的漏电断路器，如下图1所示，这种漏电断路器能够更加及时的切断故障，能够进行避免出现因接地故障而导致的火灾。其具体的工作原理是，该漏电保护器具有3 个相线和N 线，并且这些线路都连接在同一个电流互感器上，当系统稳定运行时，各个相线会流出电流，电流的流向为沿着N 线并最终向电源中性点返回，此时，电流互感器会感知并合成电流，电流数额为0，且经最终输出验证可知，其电流数额也为0，此时电路运行正常，漏电断路器不会接收到故障参数，因此其并不动作。而当出现其中一个相线的接地现象时，电流会出现一部分的分流，即部分电流并不经过N线，而是流经接地点，并最终入地。由于部分电流没有经N线返回，电流互感器并没有感知到全部的电流，导致其合成的电流数值并不为0，且随着接地电流的增加，合成电流值会越来越接近漏电断路器的动作电流，并最终达到漏电保护器的动作电流值，从而导致漏电断路器动作，并将故障切断，以避免引发火灾。
图1： 四级断路器原理接线
下图2 展示的是三极漏电断路器原理接线图，由下图可知，三级漏电断路器中电力互感器的设置与四级漏电断路器明显不同，其是对3个相线设置电流互感器，而不与N线相连，因此，电流互感器在合成电流时并不纳入经N线返回的电流，此时，经过电流互感器产生的电流可以称之为三相不平衡电流。三级漏电保护器也会在合成电流达到动作电流时产生动作，及时的切断电流，避免出现较大的安全事故。而对于住宅建筑而言，其设备构成中单向设备占比较多，通过三相电流无法对其进行电流的平衡，因此，若在住宅内使用三级漏电断路器，只要超过符合，就会出现断路器的跳闸情况，在实际的电路系统运用过程中根本无法发挥作用。
图2 ：三级断路器原理接线
在进行住宅总电源进线断路器的设计时，要关注漏电断路器额定漏电动作电流，按照要求一般选用的数值为500mA 或 300mA，同时要设定合理的漏电动作时间，要合理的进行短延时，一般为0.4s。这种时间间隔的设定能够实现断路器与末级供电分支开关的配合，及时发生故障，也能有效缩小停电范围。
4 消防馈电线路的过负荷保护设计
在建筑低压配电设计中，同样需要做好消防馈电路的过负荷保护设计，设计时同样要参考设计规范，即JGJ 16-2008《民用建筑电气设计规范》，该规范中对消防馈电路的过负荷保护进行了相关规定，具体内容为要求在低压配电线路中以工程实际情况和常见故障类型为准进行过负荷保护设计。规范中还对电动机、电梯等设备的用电系统得配电线路的设计进行了规定，要求根据实际情况判定是否需要安装过负荷保护装置。其中指出若电动机为短时工作，则不需要进行过负荷保护等。消防负荷与电动机用电相比，当出现突然断电时，消防负荷对电动机用电的影响会比过负荷时电动机用电的损失更大。因此，在实际的消防馈电路的设计过程中，对于消防设备的配电或用电线路不宜进行过负荷保护。而对于需要进行过负荷保护的电动机线路，则需要严格选取导线和元件参数，以提高供配电可靠性。
5结语
通过上文的分析，我们已经对建筑低压配电设计中的关键设计环节和常见问题有了具体的了解，设计人员要在设计中能够不断总结经验，以形成更加完善的设计方案。保障低压配电系统实现良好的设计，能够形成更加稳定和安全的供电系统，也能够尽可能的避免出现用电安全事故，从而实现安全、稳定的持续供电。
参考文献：
[1]万宁.高层建筑电气设计中低压配电系统安全性探讨[J].中华建设,2018(09)
[2]李品兴.建筑电气设计方案分析[J].科学技术创新,2018(25)
论文作者:刘润标
论文发表刊物:《电力设备》2018年第25期
论文发表时间:2019/1/10
标签：断路器论文; 电流论文; 接触器论文; 电动机论文; 熔断器论文; 低压配电论文; 系统论文; 《电力设备》2018年第25期论文;