（武汉华阳宏创建筑设计有限公司，湖北武汉430074）
摘要：本文主要分析了高层建筑电气设计中低压配电系统的安全性，围绕高层建筑电气设计应用，对其低压配电系统接地设计进行分析，探讨其稳定性和安全性设计。
关键词：高层建筑；低压配电系统；安全性；分析
前言
高层建筑楼层高，用电量大，那么相对的电压的负荷载与多层建筑相比也会增加很多。而且在高层建筑中各种电器的数量种类都会大幅度的增加，背后存在着一定的安全隐患，所以就需要可靠的安全的供电系统，从而保证建筑中电力系统的正常运转，消除人们心中的顾虑。
1低压配电系统的保护形式
高层建筑的低压配电保护形式主要可以分为两种，第一种就是接零保护形式，第二中就是接地保护形式。其中接零保护指的就是将电力系统中的中性点与地面直接的联系起来从而构成的低压配电系统。先关电器设备的外部与供电系统的中性点需要用PEN线相连接起来。这种供电方式就是常说的TN供电系统。接零装置与供电系统中的一些装置是相辅相成相互联系的，例如断路器等设备。如果某一电器发生短路情况，那么短路电流会通过该设备的保护线，最终回流至中性接地的地点。接地与接零保护有很大不同，它则是与电器设备的外部和其他组织没有太大的联系，一直独特的接地极方式。这两种方式都在实际中为电力系统的安全性提供技术保障。
1.1低压配电TT系统
在针对建筑电气系统中的Tr系统进行低压配电的供电应用设计时，电源的中性点处。要施行直接的接地保护。此外，电源中性点的接地部分和电气设备中的外漏导电部分，同样要设置接地保护。在建筑电气系统使用Tr系统进行中低压配电运行时，电力系统的PE和中性线N之间不通电。正常运行时，不对PE线路进行通电。TN系统在建筑电气设计中低压配电系统中的应用通常是一些电容量较小、用电要求较低的场合，以及用电设备较分散且较少的农村地区。在实际的应用中，Tr系统也会在个别城市的公用低压线路供电中使用。
1.2低压配电IT系统
低压配电系统中的rr系统，其电源端口的带电区域不予接地，或电源端121处的带电区域经由阻抗、电抗、高电阻来接地保护。此外，设备中的外漏导电部分要直接作接地保护。在建筑低压配电气系统中，采用Ⅱ系统时，其供电具有很高的稳定性，而且还具有很高的安全性。在供电要求很高及需要不问断供电的建筑工程中，该系统也特别实用，且目前很多企业在生产运行中也已经采用该系统进行供电。
1.3低压配电TN系统
在应用TN系统对低压配电系统进行供电时，首先要将所有电气设备的外壳都与一个保护线连接，于此同时，中性点之间也要连接。另外，哄电系统还包含TN-C-S、IN-S，TN-C 三种模式，这三种模式要依据低压配电系统中保护线与中性线的合并关系来设置。电网在设计时，在电网线路中铜导线的截面积满足一定的标准时，则要根据标准要求选择合适的接线方式。TN-C-S、TN-S、TN-C这三种模式在TN 系统的实际应用中各有优点，也同样具有一定的适用局限性。TN-C-S系统主要针对工矿类的企业供电。TN-s属于三相四线加PE 线的一种接地系统，在主要适用于精密电子仪器、有危险物易爆炸的场合以及需数据处理的供电系统。TN-C属于三相四线系统，这种系统设计方案在实际的应用中，比较容易实现。
2 影响供电系统的安全可靠性的原因
2.1过载及短路保护在传统的低压供电系统中，应该对过载、短路保护方面进行强调，从而达到保护用电设备和供电线路不受损坏的目的。
2.2电气接地质量问题，在高层建筑电气的设计以及施工过程中，低压配电系统的接地形式有混用的现象，但供电系统没有进行任何安全有效的接地处理，或者么有按相应工作规范要求进行接地，导致电气接地的质量出现问题，没有对关键性电子设备进行等电位连接设置，从而造成大量触电等不该发生的人身伤亡事故。
2.3保护装置不到位，由于正在运行的低压配电系统中，保护接零和过流保护装置等相关安全保护措施设置出现问题，乃至其无法科学有效地对漏电情况进行控制，导致高层建筑经常性出现火灾事故，造成严重的人身伤亡和财产损失。
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2.4漏电保护器使用问题，漏电保护器的使用范围随着各种电器设备的广泛应用而日益普及，漏电保护器是目前存在的一种能够有效控制和防范接地故障，避免人触电击和电气火灾发生的有效保护电器，但由于目前漏电保护器的选用和接线方面的问题，漏电保护器往往没有发挥其完整的作用，从而供电系统的可靠性与安全性被降低。
2.5越级跳闸导致巨额经济损失，越级跳闸导致巨额经济损失是高层建筑低压配电系统设计中的一个多年存在的难题，当下级配电回路有较大短路电流的短路故障出现时，即使该上级配电回路带有保护装的短延时，也就是三阶段保护断路器设置，也无法进行选择，往往无选择性越级跳闸，导致大面积断电情况，某些情况下也会导致不应发生的巨额经济损失。由于我国技术问题难以得到突破，此问题长期未能完全得到解决。
3低压配电系统安全性的改进方法
在传统的低压供电系统中，主要对过载、短路保护方面进行强调，从而达到保护用电设备和供电线路不受损坏的目的，随着科学技术的发展，人身与消防安全的观点逐渐普及。所以现阶段关于小康住宅及高层建筑的电气设计，最首要考虑的问题就是人身与消防安全，设计主要围绕安全用电相关问题。以下就低压供电系统电气设计中一些可能的漏电人身触电及火灾问题的应对措施进行分析。
3.1供电系统负荷分级设计可根据《民用建筑电气设计规范》确定
高层建筑的负荷等级，《民用建筑电气设计规范》表明，建筑物的使用性质与建筑物在其内部设施的负荷等级划分有较大联系。
3.1.1变压器设计变压器的位置与数量选择要综合多方面进行考虑，不仅要要考虑到建筑的功能、建筑中负荷分布、负荷容量等因素，而且需要在满足当地供电局的要求的基础上进行专业间的协调。在变压器的容量选择过程中，应该先进行计算，并以得到容量为依据。一般情况下变压器的负荷率在80%左右，供电半径低于200m。以下两种情况需要增加配电所的设置，一是实际需求的供电距离超过200m，二是供电容量大于500千瓦。在条件允许的情况下，在负荷中心附近建设配电所，达到简化配电系统的目的，而且能够增强低压配电系统的安全性与稳定性，同时降低电压在线路中流通过程中的损耗。
3.1.2电压设计在高层建筑电气中低压配电系统的设计过程中，应该在满足在设计规范方面的相关规定的基础上，围绕供电负荷等级，有针对性地选择相应的供电措施。通常情况下，低压配电系统，其供电电源的电压往往是380/220V。
3.2漏电断路器的选择方法
在高层建筑接地保护设置中，漏电断路器是必不可少的，以下针对漏电断路器的选择的相关注意事项进行分析。其中选择漏电断路器的额定动作电流时非常关键的一步。选择漏电断路器额定动作电流时，首要任务就是针对配电系统中末端所接用漏电断路器的电击能量，对其安全界限确定一定的标准，要重视电气系统中的正常泄漏电流设置，必须低于漏电断路器的额定动作电流，避免造成电路电压的损坏。要遵循一定的原则来确定漏电断路器的动作电流，在电气设计过程中，不仅要在分支线、线路末端用电设备使用漏电断路器，而且要电路支线、干线使用漏电断路器，这样才能更好地保护电路电网。
3.3低压配电系统的接地保护
高层建筑电气设计的接地保护设置要结合建筑工程本身的特点及其电气设计的特点进行设计，通常是根据以下三方面进行考虑：一是建筑配电系统的接地形式；二是建筑电气设备的使用情况；三是电气回路中保护线额截面情况。在进行高层建筑的电气设计时，应该以避免人身以及财产受到威胁为目的，以保证建筑用电安全为宗旨。为达到这些要求，就要进行接地保护，也就是设置自动切断故障电路保护措施，从而保护建筑用电的安全性，达到保障建筑供电系统运行的目的。在建筑接地保护设置中，每一种接地保护形式均要与总等电位进行联结，达到防止外部危险电压对建筑电路造成安全威胁的目的。若建筑电网线路较长、电网线路导线截面不大时，可采用漏电保护器兼做保护设置和接地设置。若建筑电网线路较长、电网线路导线截面不大时，可采用漏电保护器兼做保护设置和接地设置。IT、TN、TT三种模式是建筑工程的电气设计常用的接地保护模式。TT 系统往往设置在外漏的导电区域，达到保护电气断开故障电流回流的目的。IT系统通常也设置于电网的外露导电部分，采用IT系统的接地保护，若外露导电区域的故障电压达到一个定值时，IT系统接地保护不会中断供电保护，而是警报装置报警来进行故障电路的选择和排除。TN系统接地保护中，接地故障往往是由于金属性短路、故障电流大等，此时就可以采用电流保护器针对电路负荷以及电流短路进行保护，达到低压配电系统的接地故障保护设置的目的。
4结语
人们追求的是一个安全可靠地生活居住环境，高层建筑中如果电力系统引发事故造成的影响带来的后果是难以估计的。一切危险都需要防患于未然。所以高层建筑电气设计中低压配电系统的安全性是十分重要的，设计者和相关的施工人员一定要按照相关的规定和标准进行设计和施工。
参考文献：
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[3]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（09）
论文作者:谭明伟
论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年10月下
论文发表时间:2016/9/14
标签：系统论文; 低压配电论文; 供电系统论文; 高层建筑论文; 断路器论文; 目的论文; 建筑论文; 《建筑建材装饰》2015年10月下论文;