高层建筑电气设计中低压配电系统安全性研究 周龙云

高层建筑电气设计中低压配电系统安全性研究周龙云

发表时间：2019-06-06T08:47:00.380Z 来源：《电力设备》2019年第3期作者：周龙云

[导读] 摘要：随着社会经济的快速发展，人们生活水平不断提高，对建筑工程的质量及性能也有了新的要求。

（湖北省华网电力工程有限公司；身份证号码：42082219900112xxxx 新疆 830000）

摘要：随着社会经济的快速发展，人们生活水平不断提高，对建筑工程的质量及性能也有了新的要求。现代生活不仅要满足基本的生活需求，还应更加丰富且多元化，传统的低压配电系统需要不断完善和创新，这样才能更好的符合时代变化，对电气设计来讲不仅需要新的突破，也面临很大的挑战。高层建筑对低压配电系统的安全性要求较高，电气设备数量、种类繁多，对运行环境也要求较高，需要设计人员能够结合实际情况，设计出能够满足高层建筑日常需求的低压配电系统。

关键词：高层建筑；电气设计；中低压配电系统；安全性研究

引言

在建筑电气设计过程中，低压配电系统具备十分重要的作用，属于电气系统的重要环节，若施工不当极易引起安全隐患。高层建筑中电压负荷量较大，对此，在设计高层电气系统时应充分做好低压配电系统的安全设计工作。相较低层建筑，高层建筑具有更多的楼层，用电量会更大，对此高层建筑比低层建筑的电压负载荷会更多。在高层建筑中，每种电气数量与种类都会有所增加，这也增大了安全隐患。由此，必须设计更为安全可靠的供电系统。高层建筑主要指的是楼层数量超过10层，总高度超过24m的建筑，随着社会的不断发展，加之受高层建筑结构特点的影响，对其电气设计也提出了更高的要求。本文分析了高层电气设计期间低压配电系统存在的问题，指出了相应的解决措施。

1中低压配电系统概述

中低压配电系统主要有放射式、树干式以及链式三种形式。放射式中低压配电系统是指将电能直接传送到各个配电箱中，给每个负荷单独供应电能，运行过程中，如果某一个分配箱出现故障，也不会影响其他配电箱的运行。使用这种供电形式安全系数比较高，但是线路非常复杂，不够灵活，一般适用在大容量设备上。树干是中低压配电系统是指利用一条主线连接分配箱和总配电箱。使用这种形式成本较低，而且比较方便，但是在运行中一旦主线出现故障，就有可能影响整个系统。一般将这种形式使用在对供电可靠性要求不高的场合。链式中低压配电系统是指一条线连接着几个分配箱，使用这种供电形式由于其分支点少，成本较低。使用这种供电形式一旦出现故障，需要将所有设备都断电，其安全性能不高，一般来说适用于供电可靠度低的设备。

2影响高层建筑低压配电系统安全性的因素

当前高层建筑电气系统较为复杂，电气设备在使用中可能存在许多问题，最主要的是工作人员与住户的的用电安全。作为人们居住的主要场所，安全性是重中之重，在具体的应用过程中低压配电系统主要包含变电所、配电变压器、低压配电器、控制保护系统等，其承担着电能分配与传输的重要任务。低压配电系统运行中存在的主要安全问题有以下方面：第一，短路与过载问题。这方面设计能够在电力系统运行出现负荷或者故障的时候及时切断电源，更好地保护电源线路与电力设备安全。高层建筑与普通的建筑相比，住户更多、内部空间更大，用电设备数量较多且复杂多变，电力系统运行过程中，很可能会发生配电系统短路故障，为了避免这种问题所造成的不利影响，在进行低压配电系统设计的时候，应该重点关注短路及过载保护，合理设置级差保护，降低安全风险，缩小故障影响范围，确保配电系统的安全运行。第二，接地保护问题，高层建筑电气设计中往往会存在多种接地形式共存的现象，一些施工人员缺乏安全意识，接地设置不合理或违规操作都有可能引发接地系统质量不达标现象，影响配电系统的安全。第三，漏电保护问题，漏电保护主要起到对接地故障的防范与控制，能够在出现短路或接地问题的第一时间做出正确的处理，及时切断电源保障人员、财产安全。但是，在实际应用中，很多漏电保护装置并没有发挥应有的作用，无法起到保护效果。

3高层建筑电气中低压配电系统安全性设计

3.1低压配电系统保护装置选择性配合

在电力系统中，在一定范围内发生接地故障和短路的时候，某两个或两个以上的保护装置进行配合，在该范围内做出保护动作，切断故障线路，如果超出这个范围那么保护装置就不会产生保护动作，这就是选择性配合。在运行过程中，如果某一个位置发生了短路故障，范围内的设备和电路首先进行保护动作，断开故障线路，这样就不会出现越级跳闸的现象。对低压配电系统进行选择性配合的价值就是，当供电系统出现故障现象，配电系统可以做出有效的保护措施，在保证用电的安全性的同时尽可能减少断电范围，避免大面积断电造成不必要的损失。

3.2设计合理的接地电阻值设计和等电位联结

合理的接地电阻值设计和等电位联结等，可以一定程度上起到防范漏电火灾的效果。漏电短路器对单项220V线路通常只提供间接接触保护，由于劳损和质量不稳定等因素，极有可能造成误动作或者拒动作等情况，因此难以单独成为可靠的保护措施。基于等电位联结形式，可以有效隔离漏电电气线路和较低电位金属构件之间的电火花生成，从而有效消除漏电电压火花造成火灾的可能性。基于等电位联结主要是指将保护接零总线和建筑总水管、总煤气罐以及暖通等金属管道装置用导线联结的措施，从而起到平衡整栋建筑物电位的效果，特别是对易燃易爆场所具有非常良好的应用价值。合适的接地电阻值设计对漏电火灾防范效果较好。通常，电气设备接地保护电阻值应不大于4Q，当用电设备容量较大和熔体熔断电流较大时，可以适当增加接地线截面，并联接地体型设计，从而有效降低接地电阻值，提高漏电断流电流，最终有助于相关保护装置的感应动作。

3.3设置自动切断电源装置

高层建筑为了实现安全合理用电，在设计电气系统时应安装自动切断故障设施，以充分降低其对技术人员与财产的损害程度。对此，技术人员在设计电气方案时应充分结合高层建筑的特点与设备的实际使用情况，做到合理规划。为了保证电路的安全性，避免受到威胁，还应多种点位连接接地保护装置，采用TN与YY两种电气系统。其中，在电气系统短路以及电流过大的保护系统中更多采用TN系统，且技术人员还应安装电流保护器，以防止电流短路与超负荷问题。而对于因外界因素引起的导电问题时则应采用TT系统，且接地保护系统为设备的金属外壳，当发生漏电等危险情况时，可以确保电流的及时切断。

3.4合理选择漏电断路器

现阶段，中低压配电系统越来越完善，电气设备越来越多，产生的负荷也越来越大，人们对于电力系统的安全性能要求也在不断增