张磊
四川星蓝德建筑设计有限公司 四川省成都市 610000
摘要：近年来，我国经济飞速发展，越来越多的楼层建设导致我国土地资源越来越少，土地资源的减少则导致人们开始追求高层建筑，这就使得我国的高层建筑数量日益增加，高层建筑的一些不足之处也就被显现出来了。其中影响高层建筑行业发展的问题之一就是电力问题，高层建筑中的电力问题一直是一个很大的难点，既要保证各层用户都能够稳定用电，又要保证用户用电的安全性。在低压配电系统的安全性设计上，高层建筑比单层、多层建筑的设计难度系数要大很多，本文就对于高层建筑电气设计中低压配电系统的安全性进行探讨。
关键词：高层建筑；低压配电系统；建筑电气设计；
前言：传统的低压配电系统已经不能适用于目前数量逐渐增多的高层建筑。传统的低电压配电系统普遍用于单层或多层建筑而不适用于高层建筑，高层建筑对于配电系统的安全性、可靠性要求更高。因此，合理地对低压配电系统进行设计，保证供电的安全性十分重要。
一、低压配电系统的组成
低压配电系统主要是由变配电所、配电变电器、输配电线路、以及相关配电保护设备组成的。在实际的应用中会有很多的影响因素导致低压配电系统中设备、线路等发生故障。因此，低电压配电系统的安全性一定要得到保障，，就目前来讲，我国大多数企业都是通过设置自动切断电源装置、漏电保护器、加强保护接地及等电位联结或选择安全可靠的电气装置等方式来解决上述问题。因此，重视建筑电气设计相关工作，对建筑电气设计工作进行严格把控，是有效保证低压配电系统的安全、稳定运行的前提。
二、高层建筑低压配电系统设计的相关要求
2.1 低压配电系统设计的基本原则
高层建筑的低压配电系统设计应根据建筑工程种类、规模、负荷性质、容量及城市发展等因素综合确定。既要满足生产和使用所需要的可靠性和高电能质量的要求，又应注意系统设计简单可靠、经济合理、技术先进、操作方便、使用安全等。
在高层建筑物内，向楼层各配电点供电时，为了满足供电可靠性，多采用分区树干式配电。对于小容量、分散式容量，由楼层配电间或电气竖井内配电箱至用户配电箱配电；对于部分大容量、集中负荷或重要用电设备，可以从变配电站低压配电室以放射形式配电。设计人员应根据建筑类型合理设计高层建筑的配电方案。
2.2 低压配电系统设计的主要内容
高层建筑中一定要重视电力的安全性，要确保用户能够稳定安全的使用电力，这就要求低电压配电系统具有很强的安全可靠性，因此在设计低压配电系统时要根据建筑工程的负荷性质、用电容量、工程特点、系统规模和发展规划以及当地供电条件，合理进行设计。低压配电系统的基本要求就是要保证用户用电的稳定性和持续性，又因为电力系统的特殊性在供电期间总会发生一些意料之外的情况，因此在设计低电压配电系统时可以设置双电源，这样就可以在发生意外情况是保证供电的稳定性和持续性。
高层建筑的低压配电系统中有着很复杂的结构和设备，而大部分的设备运行都需要电源的支持，因此电源的作用是无可替代的，保护电源能够正常运行也是至关重要的。对于高层建筑来说一旦发生安全事故，居民的逃生方式就只能是电梯，而电梯也是需要电源提供电量的，提高电源的安全性也可以说就是提高整个高层建筑的安全性，因此，更要重视对电源的保护。
在进行低压配电系统的设计时，设计人员一定要清楚的认识到低压配电系统在高层建筑中的重要性。在低压配电系统的建设中一定不能够为了节约成本就使用劣质材料，在经济投入上一定要根据设计人员的建议合理的进行预算投入，以保证配电系统能够长期稳定的运行。除此之外，在进行设计时也要考虑到节约能源、环境保护，降低建筑能耗，提高电的能源利用效率。
三、提高高层建筑低压配电系统安全性的对策
3.1合理选择备用电源
在高层建筑中，用电人数和用电量都是非常大的，因此在日常生活或工作中，可能会不定时的出现局部停电。为了保证用户的用电需求，企业需要在停电时能够迅速的恢复供电，保证供电的稳定性，减少因停电对于用户造成的损失，因此，在高层建筑电气设计时，根据高层建筑的负荷特性选择合适的备用电源是十分必要的。在《民用建筑电气设计标准》GB53148-2019中明确下列电源可作为备用电源：“1 供电网络中独立于正常电源的专用馈电线路；2 独立于正常电源的发电机组；3 蓄电池组”。
对于保护装置的动作时间能满足中断供电时间的，可以选用带有自动投入装置的独立于正常电源的专用馈电线路。对于允许中断供电时间为15S以上的供电用户，可以选择快速自启动的柴油发电机组，市电中断供电时，柴油发电机组应能自动启动，并能够在30S内向用户供电，当市电恢复供电后，可以自动切换至市电，并延时停机。因此，通过合理的设置备用电源，可有效避免或减少因停电而导致的用户人身安全、经济损失等问题。
3.2 提高低压电力配电系统接线可靠性
根据高层建筑电气设计的需求，低压配电系统配电干线需要出多个支路。在电力系统出现故障的情况下，低压配电系统会对电气设备的整体应用效率产生影响。一般情况下，低压配电电压采用220/380V，配电系统接线常采用放射式、树干式和链式。对于放射式配电接线，配电线路故障互不影响，供电可靠性高，配电设备集中，后期运维、检修比较方便，但是整个系统灵活性较差，对电缆消耗较多，多用于大容量、负荷集中和重要的电器设备；对于树干式配电接线，配电线路电缆消耗少，灵活性较好，但当干线故障时，停电影响范围比较广；对于链式配电线路，多用于配电柜较远而彼此相距又较近的不重要的小容量用电设备，链接的设备一般不超过5台、总容量不超过10kW。根据高层建筑实际情况，合理对低压配电系统主接线形式进行选择，可采用放射式、树干式和链式三者相结合的方式。重视配电系统接线设计，提高配电线路接线安全型，在降低安全事故方面可起到重要的作用。
3.3 合理设置保护电器装置
高层建筑相比于中、低层建筑，用户更多，用电量更大，因此高层建筑的电力安全性更需要保证。在配电系统中漏电保护器是一个能有效的避免电力安全事故发生的设备。在高层建筑的低压配电系统中漏电保护器也是十分重要的，它可以间接避免事故的发生。漏电保护器具有过载、短路保护功能，可用来保护线路或电动机的过载和短路。电网有接地时，漏电保护器能正常工作，不误动作。漏电保护器可以说是低压配电系统中的第二道防线，它能够迅速有效的保护接零、接地。在配电系统中，漏电保护器都是十分重要的，尤其是高层建筑低压配电系统更要重视漏电保护器。要结合高层建筑的实际情况，合理选择合适的漏电保护器。对漏电保护器额定的电流进行合理选择，通常情况下，要超过短路漏电数值。在交流系统内装设额定剩余电流不大于30mA的漏电保护装置，可以用作故障保护失效或者用电不慎的附加保护措施。
3.4 加强保护接地和保护等电位联结
在高层建筑电气设计中，常采用的系统接地型式为TN系统。对于单电源系统，系统电源端中性点直接接地，电气装置的外露可导电部分通过保护接地中性导体（PEN）或保护接地导体（PE）连接至此点接地。对于多电源系统，为了避免杂散电流引起火灾、电磁干扰等，在电源中性点间互相连接的导体与PE之间应在总配电屏内一点接地。设计人员应该重视电气设备的接地，将电气装置的外露可导电部分通过保护导体（PE）连接接地装置的总接地端子上，降低了间接接触电压，可以减少电击安全事故的发生。
3.5 选择安全可靠的电气装置
（1）选择具有双重绝缘或加强绝缘的电气设备（Ⅱ类设备）
使用双重绝缘或加强绝缘结构的Ⅱ类设备正在被广泛的使用。Ⅱ类设备具备安全可靠，不依赖接地保护的特点。当设备基本绝缘破坏后仍不会造成触电事故，不仅保护了人身安全，且使用方便。
（2）采用安全特低电压（SELV）系统和保护特地电压（PELV）系统
安全电压又称安全特低压电压，在《低压配电设计规范》GB50054-2011中明确安全特低压电压属于直接接触防护和间接接触防护的防护措施。在选择安全电压时，应根据使用环境、人员和使用方式等因素确定。目前常用安全电压有36V、24V、12V等，当使用以上电压时，可有效降低电击事故。
总结：随着国民经济和科学技术的发展，用户对各种电器设备数量需求越来越大，对电能质量要求也越来越高，因此对高层建筑供电设计也提出了更高的要求。高层建筑中低压配电的相关系统必须要设计好。相关设计人员在设计的过程中，首先要关注电网线路施工作业、用电循环电气设备选型等相关问题。本文通过分析高层建筑中低压配电系统设计中的安全性，发现其中可能存在的安全隐患，并提出了相对应的解决方法，希望能够为我国高层建筑的电气设计方面做出贡献。
参考文献：
[1]李林杰.高层建筑电气设计中低压配电系统安全性探索[J].城市住宅,2021,28(02):228-229.
[2]余航.高层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,2021(04):10-11.
[3]周中军,林猛.高层建筑电气设计中低压配电系统的安全性分析[J].住宅与房地产,2020(24):91.