高层建筑电气设计中低压配电系统安全问题探究

 伴随我国城市化的快速发展，土地资源日益紧张，促使人们将建筑物的高度一再提升，我国城市拥有庞大的人口数量，要保证住房满足人们的需求，建设高层建筑不仅能缓解人民住房压力，还节约了土地资源。随着高层建筑的逐渐增多，其使用过程中也出现了一些问题，比如气设备和相应系统的安装存在不合理的地方，低压配电系统的应用和运行时常出现故障，给使用者的生活工作质量造成不良影响，用电安全也得到了更多人的关注。工程人员在开展电气工程施工时，用充分考虑到高层建筑需求同普通建筑的差异性，应该充分规划和设计配电系统的施工方案和标准，形成统一的规范。但是现阶段还有各个方面的问题等待我们去解决，保证配电系统的安全是重中之重。

一、常见的低压配电系统

1、TT低压配电系统

TT低压配电系统在我国由来已久，但是该系统的应用范围比TN低压配电系统的应用范围要小很多，TT低压配电系统在接地设计时充分利用电源中性点的位置，从而达到保护低压配电系统安全性的目的。此外，在电气设备中存在导电部分外漏的可能性，因此也应该对其设置接地保护。高层建筑电气系统处在正常运行的状态时，PE线路是不携带电流的，也就是说在高层建筑电气低压配电中利用TT系统时，电力系统内部的PE线和中性线N是不带电的。尽管在某种程度上来讲，TT系统可以使漏电设备外壳对地电压得到大幅度的降低，但是即便是降低了也无法符合安全范围的具体要求。在充分把握TT系统特点的基础上，可以充分的认识到，其在具有较小电容量的农村低压电网或者具有较高接地要求的电子设备中可以发挥至关重要的作用。

2、TN低压配电系统

在高层建筑电气设计中低压配电系统最常见的一种系统应用就是TN系统。该系统的设计原理就是将所有可到金属外壳中统一的保护线连接到高层建筑所有的电气设备上，并且在保护低压配电系统时可以采用切合实际的保护模式。此外，为了使保护效果得到较大的提升，除了要设置电气设备外壳保护线之外，亦要用相同模式来连接配电系统的各个中性点。在TN低压配电系统中，根据电气设备外露的不同导电部分及连接方式，可以将其分为三种保护模式，分别是TN-C-S、TN-C、TN-S。在设置这三种低压配电系统时应该充分考虑到保护线与中性线之间的合并关系，并有效划分其细节，实现最大程度的保护低压配电系统，从而切实的提高高层建筑电气设计中低压配电系统的安全性。

二、配电系统中供配电方案的安全性分析

要保证电气工程在高层建筑中的安全落地，就要认真分析配电方案的安全性。设计层级保障措施或电力运行预警机制，形成安全性的多重保险，根据高层建筑的实际需求以及对配电系统的安装要求设计，全力完善配电系统的完整性和维持其安全稳定的供电，设计和施工人员对于安全性要重点分析和提出各种可行方案，高度重视安全隐患的存在，以及配电系统的承载能力能否应对大楼的电力负荷。

供电电源的设计要符合高层建筑配电施工方案的要求，为保障供电稳定，减少损失和不良影响，高层建筑还需要配备发电机组弥补配电系统发生故障暂停供电的空缺，值得注意的是，发电机组的电源最好保证其独自发电、独立运行的特点，其使用的各种电池设备以及特殊的线路要与正常的配电系统分开，形成独立的运转体系和可靠的后备电源力量。

供电电源的负荷等级设计要保证用电安全的基本需求，高层建筑的建设中对于负荷等级并没有确切严格的要求，但是在配电系统正常运转时，为了保障用电安全和供电的持续稳定，必须要建立符合相应的负荷等级，只有在正常的负荷等级约束下，才能保证供电的安全可靠，此注意事项不仅可应用在高层建筑中，在其他的建筑建设中也要设计相对应的安全负荷等级。

除了保证规定负荷等级下供电的安全性，还要保证高层建筑所对应负荷等级的供电量，比如在一级负荷或者二级负荷状态下，就要配备一定数量的变压器和发电机设备，在供电时要注意设备的运行状况，防止火灾或漏电事故发生。如果有火灾发生，高层建筑的消防力量就应该及时的确认火灾发生的确切地点，保留消防系统的电源正常运行，切断其他供电电源，防止火势蔓延，导致电源受损。

三、高层建筑中低压配电系统的接地保护设计

在设计高层建筑低压配电系统接地保护时，应该将具备自动切断功能的故障电路保护装置及时的安装到位，当低压配电系统发生故障时尽可能的保障其运营的稳定性和安全性。为了将接地保护系统的重要作用充分发挥出来，在高层建筑电气设计的过程中，应该充分考虑到其电气的特点和工程实际情况，详细的掌握和了解高层建筑使用电气设备的实际情况，并校验电气回路的导线截面，这是接地保护基础设计的重要依据，可以在一定程度上提高接地保护的安全性和有效性。在高层建筑电气设计中，外部危险电压会对其产生一定的不利影响，严重威胁和影响高层建筑线路的安全性，在这种情况下，需要联结低压配电系统接地保护形式的总电位，在设计过程中应该区分不同的接地保护模式。IT接地保护系统是在电网外部导电部分上设置接地故障保护，因此，该系统在实践过程中，外部导电部分若出现故障，且其电压在规定范围内的情况下，接地保护系统在不中断供电保护的前提下发出警报。TN接地保护系统最容易出现的短路问题主要集中在金属部分，在这种情况下需要充分利用电流保护器来有效的控制短路电流，以此为基础设置设备保护，接地设置的合理性和科学性可以在一定程度上使高层建筑低压配电系统出现接地故障的频率大大降低。但是值得注意的是，若高层建筑具有较长的电网线路或其具有较小的电网线路导线截面，其在保护设置时应该重视对漏电保护器的有效应用。TT接地保护系统也是在外部导电部分设置接地故障保护，实现有效保护电气，切断故障回路电流的目的。

此外，在低压配电系统接地保护中应该重视对漏电断路器的有效应用，合理选择漏电断路器可以从整体上提高低压配电系统的安全性。

结语：

在高层建筑电气设计当中，低压配电系统的安全性至关重要，要想使其安全性得到一定的保障，就需要对低压配电系统采取接地保护措施，在一定程度上提高整个高层建筑电气系统运行的稳定性和安全性，从而使高层建筑电气设计水平得到较大的提升，以便可以更好的服务于广大百姓，为我国社会经济的可持续发展奠定良好的基础。