辽宁省城乡建设规划设计院有限责任公司 辽宁省沈阳市 110000
摘要：随着经济发展和技术进步，我国民用建筑行业中电气专业的发展有了很大提高。在电气设计中，低压配电系统的设计作为重要的组成部分之一，工程全过程参与人员应该充分重视。本文对低压配电的概念和原则进行了探讨，分析了建筑电气设计中低压配电系统的相关内容，对建筑电气设计进行一定程度的丰富和完善，力求促进建筑行业蓬勃发展。
关键词：建筑；电气设计；低压配电
引言
低压配电系统设计的合理和安全，是建筑电气设计过程的重要保障，也是确保建筑电气安全的关键步骤。本文不仅可以给予相关设计研究人员必要的理论参考，同时也为优化建筑中低压配电系统设计提供思路。
1低压配电的概念和原则
所谓的民用建筑低压配电是指工频电压等级在1000V及以下，根据工程规模、类别、负荷等级等因素的差异决定了低压配电系统的多样性和灵活性，不仅如此，低压配电应尽量采用先进的技术和节能的设备材料，达到配电可靠、安装运行安全、减少维护检修费用和稳定高效用电的目的。
在新建或者改建的民用建筑中，如果用电设备的容量都比较小，而且没有特殊配电要求的前提下，可以采用树干式配电，相反，放射式配电适用大容量用电设备或者潮湿、爆炸等危险性场所。树干式配电系统虽然灵活性较好，但是如果干线出现故障，会产生大面积的影响。放射式配电可靠性较高，故障期间不影响其他回路且检修方便，不可忽视的缺点是灵活性没有树干式好。针对一般多层建筑的配电采用树干式和放射式相结合的方式，树干式配电用在总配电箱到楼层配电箱之间，放射式配电用在楼层配电箱到用电设备之间，同样，大容量的用电负荷和重要的用电设备就要从配电室引出单独回路放射式配电。在高层建筑中，由楼层配电箱到用户配电箱、容量较大负荷、重要负荷均采用放射式配电，楼层各用电设备之间可采用树干式配电。例如，一栋高层住宅，从局维变电所到住宅总电源配电柜、总电源配电柜到楼层电表箱、电表箱到用户配电箱之间均可采用放射式供电，在给单相用电设备配电时充分考虑三相平衡。
2低压配电设计的有关内容
2.1负荷等级和供电电源
根据负荷的实际情况和重要程度合理选择供电电源，并保证设备在正常和火灾情况下的用电需求。负荷一般分为一级负荷、二级负荷和三级负荷，分类主要根据供电的可靠性以及供电中断对人身安全和经济财产损失的破坏程度。供电中断产生人伤亡、重大经济损失和对重要用电单位的正常用电产生影响的情况一般为一级负荷，例如，建筑高度不小于50m且大于等于19层的高层住宅中的消防电梯、普通客梯、消防风机、走道及楼梯间照明、应急照明、航空障碍灯、潜水排污泵、弱电系统、安防系统等，一类高层的消防用电、值班照明、安防用电等为一级负荷。二级负荷供电中断在经济上造成较大损失和影响较重要用电单位正常用电，例如，10-18层的二类高层住宅的安防系统、电梯、排污泵等，一类高层的主要通道和楼梯间照明、二类高层的消防、主要通道和楼梯间照明、电梯、排污泵等为二级负荷。不属于一级和二级负荷的为三级负荷。
一级负荷需有双重电源，假如一路电源故障，另外一路不可以同时故障，二级负荷一般由两回线路供电，三级负荷一般只需一路电源供电。
2.2配电线路的短路保护和过负荷保护
合理的选择和整定断路器可以更好的保护电气设备和配电线路，并且限制电气故障的影响范围。选择低压断路器要考虑回路的特性、额定电压、额定电流、工作环境和动、热稳定参数等，还要考虑上下级的联动性。同时，应根据所在回路的常见故障如短路、过电压、接地故障等，选择合适的断路器动作区间。其中最常见的是在TN系统中分析断路器的保护能力。一般情况下要考虑如下公式：
其中，U0为故障回路电压，一般为220V；ZS为故障回路阻抗；Id为故障电流。短路电流通常不应该小于断路器整定电流的1.3倍。此公式为计算一般情况下故障电流使用，实际中还应考虑回路的性质及对保护的特殊要求，以及各种情况下各个参数的取值。
配电线路的过负荷保护也极其重要，过大的电流会导致导体发热，损坏电气元件，甚至导致火灾，选择如下公式。
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约定动作电流。
2.3配电线路敷设和导体选择
导体选择与负荷等级、敷设条件、工程经济等因素息息相关，一般情况下选择铜导体为主，在对铜导体有腐蚀和有二氧化硫、硫化氢等与铜发生反应的场所可选择铝导体。绝缘导线在室内敷设的工作电压不低于0.45/0.75kV，电缆不低于0.6/1kV。单相两线电路中，中性导体与相线导体的截面积应保持一致，三相四线，当铜导体截面积不大于16mm²或者铝导体截面积不大于25mm²的情况，中性导体与相线导体保持一致，当铜导体截面积大于16mm²或者铝导体截面积大于25mm²且3次谐波电流不超过基波电流15%时，可选择小于相导体但不可小于50%且铜不小于16mm²或铝不小于于25mm²。
新建的民用建筑的电力电缆沿桥架敷设或导线沿金属线槽敷设或穿钢管墙、楼板内暗敷设，顶板下明敷设。需要特别注意的是明敷设的消防管路及敷设消防线路的电缆桥架需防火处理。
3低压配电的安全和节能
3.1接地形式和相关内容
低压配电系统的接地分为TN（TN-C TN-S TN-C-S）、TT、IT三种形式。民用建筑低压配电系统接地型式一般采用TN-C-S或TN-S系统，电源进户PE线在进户配电箱处做重复接地，中性线（N）和接地保护线（PE）不允许相连。接地包括防雷接地、变压器中性点接地、电气设备的保护接地、电梯机房、消防控制室、计算机房等的接地，一般共用统一接地极，接地电阻一般不大于1欧姆。
3.2强化接地保护
设计中应该考虑系统的实际接地电流大小，确保在最大接地电流工况下不会产生危及人身安全和设备安全的电压。一般来说，高压侧工作于不接地、谐振接地和高电阻接地系统，低压侧采用保护总等电位联时，高低压可共用接地电阻，阻值应按如下公式进行计算：
其中，R为接地电阻，I为最大接地故障电流，接地电阻的大小还应考虑接地保护装置的动作特性，确保接地工况下接地保护装置的可靠动作。
3.3低压配电节能设计
配电系统的节能措施是必不可少的，负荷计算的准确性、变电所位置的合理性、系统结线方式的正确性、无功补偿的先进性等。选择合理的电压等级和供电方式，高压深入负荷中心能有效的缩短低压供电半径，适当提高功率因数减少线路的损耗和变压器的铜损，在保证用电安全和供电可靠的前提下适当降低线路损耗。
结语
综上所述，当前的社会环境和建筑环境中对低压配电的要求越来越高，从项目的实际情况进行分析，根据电气设计相关规范和标准，制定科学的低压配电系统设计方案，选用性能较高的电气装置，提升低压配电系统的合理性，促进建筑行业的发展。
参考文献：
[1]杨彩霞.建筑电气设计中低压配电系统安全性分析[J].中国设备工程，2019（23）：167-168.
[2]丘华兰.低压供配电系统在建筑电气设计中的可靠性探讨[J].居舍，2019（24）：111.