黄书涛 夏洪伟 李怀康
山东中设工程设计咨询有限公司 山东 临沂 276037
摘要：随着社会经济的不断发展，高层建筑工程项目也越来越多。低压配电系统是建筑电气设计中的核心问题，只有确保配电系统的安全性，才能够满足建筑电气系统高质量、低风险的运行。本文从主线路控制、漏电断路设备选择、备用电源设置三个方面对电气系统设计中的低压配电安全技术进行分析，以接地保护方法为重点进行深入讨论。
关键词：高层建筑；电气设计；低压配电系统；安全性
引言
高层建筑是指层数超过10层或者高度在24米以上的民用建筑工程，由于用户数量较多、线路复杂度较高的特点，在电气设计中难度较大。同时在现代建筑智能化发展的过程中，建筑电气系统中设备种类越来越多，数量也越来越大，这就需要低压配电系统具有较高的安全性，才能够在安全风险出现的时候，减少事故的发生。
1低压配电系统
低压配置系统是高层建筑中配电系统的主要形式，一般包括放射式，链式和树干式。放射式是指高层建筑配电系统的总配电箱将电能分配给分电箱。由于各个分配电箱单独工作，作用线路独立，因此，当某一路线路发生故障时，不会影响其他线路正常工作。该形式的优点是安全性高，易控制。但其线路复杂，系统灵活性差，需要集中控制。链式是指在一条主干线上分布许多配电箱，该种形式成本低，缺少分支点，适宜于铺设电缆。一旦出现干线出现故障，进行检修时，需要对所有配电箱进行断电处理，影响其余配电箱正常工作，安全性差，可靠度低。树干式是各个分电箱与总电线链接与一条主干线上。其优点是成本低，系统灵活性好，但其不足之处在于，如果主干线出现问题，则波及范围比较大，影响整个系统的正常工作。
2高层建筑低压配电系统安全性影响因素
低压配电系统包含了配电变电所、配电变压器和低压配电器、控制保护设备等，可以对电能进行分配，也可以在出现过负荷时及时切断电源，实现对电源线路和电机的保护。在高层建筑中，低压配电系统容易受到很多因素的影响，威胁其运行安全。一是短路和过载。与普通建筑相比，高层建筑内部空间更大，住户也更多，用电设备数量庞大而且有着相对复杂的形式，在实际运行过程中，可能会引发配电系统短路或者过载问题。而为了避免其对于建筑整体电气系统的影响，在对低压配电系统进行设计的过程中，需要做好短路及过载保护，以此来降低安全风险，保障配电系统正常运行；二是接地质量问题。当前，在很多高层建筑电气系统设计施工中，受各种因素影响，存在着接地形式混用的现象，部分施工人员缺乏安全意识，在电气施工过程中并没有设置必要的安全防护措施，同时存在违规操作的情况，很容易导致电气接地质量不达标，这样一旦出现过载或短路，可能引发相当严重的后果；三是漏电保护器问题。漏电保护可以对接地事故进行防范和控制，确保在出现短路或者接地问题时能够立即切断电源，减少人员伤亡和财产损失。但是实际应用中发现，漏电保护器并没有得到合理应用，无法发挥出相应保护作用；四是保护装置不到位。当前高层建筑低压配电系统中，对于保护装置的设置重视不足，引发了不少问题，如接零保护、过流保护设置不合理等，而且在故障检测以及自动化控制中，都有漏洞的存在，并不能对电气设备和配电线进行有效保护。
3高层建筑电气设计低压配电系统保护设计
3.1负荷分级设计
低压配电系统的负荷分级设计应该包含电压设计和变压器设计，在对变压器进行选择时，需要充分考虑各方面的影响因素，如建筑本身的功能和负荷分布情况、区域供电所要求等。
高层建筑电气系统中，低压配电系统的需要严格参考有关规定，做好电压负荷的分级设计工作，提升供电设施的针对性和可靠性，如果没有特殊要求，电压多选择380V或者220V。
3.2备用电源设计
想要切实提高低压配电系统的安全性，需要设置相应的备用电源，通过主备电源切换来保证低压配电系统的稳定可靠运行。在对备用电源进行选择时，一是应该对机组额定容量进行控制，要求其不能超过1500kVA；二是需要提升备用电源切换效率，确保在发生故障断电后，备用电源的切换以及重启可以被控制在10s以内，这样能够在很大程度上减少故障停电引发的损失；三是恢复供电后应该适当延迟30-60s关闭，避免负荷的突然变化；四是在发动机达到额定转速后，应该按照从大到小的原则进行投入，尽可能对低压母线的启动降压进行控制。
3.3接地保护设计
低压配电系统接地保护设计可以分为三种，一是IT系统，电源端口带电区域通常并不会设置接地装置，而是在电源端口部分采用高电阻和高电抗设计来实现接地保护。将IT系统引入低压配电系统中，可以保证供电的稳定性和可靠性，其本身也具备较好的安全性能，考虑低压配电系统的运行特点，IT系统在对供电有着相对严格要求，或者一些要求持续供电的大型建筑中有着良好的适用性；二是TT系统，这是建筑电气接地系统中另一种比较常见的接地型式，需要在电源中性点位置做好直接接地保护装置的设计。如果电气设备本身处于持续运行状态，则技术人员可以选择直接接地保护。TT系统接地保护能够切实保证建筑电气系统的稳定可靠运行，而且在使用TT系统进行接地保护时，存在于电气系统中的PE线实际上并没有电流通过，也不会参与电能传输。结合实践应用分析，TT系统适用于一些对供电没有很高要求，而且电压容量相对低的建筑工程，以农村地区应用最为广泛，个别城市公路供电系统中同样可以看到TT系统；三是TN系统，与其他两种系统相比，TN系统的结构无疑要复杂得多，因此，在对系统进行规划设计的过程中，必须利用一根保护线，将多个待保护设备连接在一起，这样方便技术人员进行保护装置相关参数的统一设定。连接过程中需要将中性点连接在一起。对于低压配电TN系统而言，存在三种比较有效的模式，依次为TN-C、TN-S和TN-C-S，无论选择哪一种模式，都必须依照统一的低压配电系统中性线和保护线进行合并设置。对比这三种模式，TN-C的操作相对简单，TN-S适用于数据密集的处理区域以及相对精密的电子设备管理区域，TN-C-S则适用于工业或者矿业，需要电气技术人员根据实际情况进行选择。
3.4漏电保护设计
漏电保护器的选择需要考虑多方面的影响因素，尤其需要重视对其额定动作电流的选择，需要首先确定配电系统末端使用的漏电断路器电击能量安全界限能够满足一定标准，其次则应该注意，电气系统中正常泄漏的电流必须小于漏电保护器额定动作电流，以免发生误动；然后，漏电保护器动作电流的选择应该坚持一定原则，即对于电气设计中分支线路及线路末端用电设备而言，都应该适用漏电断路器。
4结语
总而言之，高层建筑电气设计中低压配电系统的安全性直接关系着建筑电气系统的使用效果，必须得到足够的重视，一方面，需要充分考虑各类影响因素，从自身组成部分出发，做好安全事故预防和规避，另一方面需要提高电气工作人员对于低压配电系统的认识，为低压配电系统的稳定可靠运行提供良好保障。
参考文献
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