高层建筑电气设计中低压配电系统安全分析

高层建筑电气设计中低压配电系统安全分析

周金龙

南京华胜电气有限公司   210000

摘要：高层建筑的特点是整体规模较大，每层都是多功能分区应，低压电配系统较为复杂，针对系统的安全应用，在设计过程需要结合实际电路的安全要求，配电方案的安全性，以及配电系统整体运行过程的安全保障措施等进行科学合理的布置安排，充分考虑工艺技术、工程设备、电料规格标准等多种因素的影响，提升高层建筑电气设计水平，促进经济高质量发展。本文就高层建筑电气设计中低压配电系统安全进行探讨分析。

关键词：高层建筑；电气设计；安全性；低压配电系统

高层建筑在使用过程中，配套的电气（电器）设备较多，用电量集中且用电量大，供电要求较高，如采暖设施、通风系统、消防系统、电梯、二次供水、家用电器要求供电平稳安全，即使设备发生故障，也要有相应的备用设备，随时替代运行，确保客户用电安全。因此，高层建筑电气设计内容复杂，涉及的内容较多，必须在设计过程对低压配电系统进行安全分析，优化设计方案，为工程施工提供科学的图纸。

1高层建筑低压配电系统的安全性分析

高层建筑低压配电系统的设备装置包括变电所和变压器、保护装置构成，主要作用就是给高层建筑不同的使用功能单元分配电力电能。由于设计不到位，相关技术指标参数把握不准，或者设计方案不科学等，造成高层建筑在使用过程中常常出现配电系统的超负荷运行，造成不同程度的安全风险隐患。在设计过程结合层高、用电设备的种类、数量、用电量，对低压配电系的电路、控制装置、配套元件的质量、规格标准进行把关，利用BIM技术对配电系统的实际运行状况进行模拟，不断优化设计方案，就能为高层建筑低压配电系统安装工程的施工提供规范化依据，确保系统运行的安全性要求。

1.1配电电路的安全设计

高层建筑的配电线路设计，要根据建筑物的单元结构，功能分区，用电设备的种类、电量规模，以及相应的安全保障设施的布置，结合建筑材料、环境等，低压配电系统的安全设计要求分3项内容，一是配电系统所有的电料质量规格标准，必须严格按照国家规定的规范标准，对电料的种类、数量、规格提出具体要求；二是配置专门的消防装置设施配电线路，保证在故障发生情况下，能够及时安全切换；三是地下车库的照明，也要设计专门的配电间和安全线路，满足安全供电要求，减少电源接口，防止后续建筑物使用过程 线路私拉乱扯，形成不同的安全隐患。按照这三项内容要求，对高层建筑低压配电系统的配电线路进行设计，能够避免线路出现腐蚀、短路或者相关问题，为配电系统的安全运行打下可靠的基础。

1.2系统保护装置的安全设计

高层建筑低压配电系统的安全风险主要是安全保护装置由于设计或者装置质量问题、安装错误等造成设备装置不能发挥作用，引发配电系统运行的安全隐患。如短路保护装置的设计得当，不但能够对用电设备进行保护，还能够有效防止配电线路遭受损坏；零保护装置、过流保护装置的设计得当，能够有效、科学、合理地控制漏电现象的发生，防止高层建筑电路火灾的发生；漏电保护器设计得当，发挥作用，可能有效防范和控制接地故障的发生，防止突发触电、火灾等安全事故。系统保护装置的安全设计非常重要，属于高层建筑低压配电系统电气设计的安全关键措施，必须做好全面分析，进行科学设计。

2高层建筑低压配电系统安全设计的原则

2.1低压配电系统运行高效原则

高层建筑电力用户多、用电量大、电力设施齐全，负荷较高，涉及的公用电气设备也多，如二次供水电力设备、消防电力设备、电梯等，都是较大功率的电气装置设备，因此，低压配电系统比较繁杂，整体设计不科学、不合理不断影响配电系统的运行效能，还不同程度地产生安全隐患。在高层建筑低压配电系统安全设计中，必须坚持系统运行高效的原则要求，首先，高层建筑的低压配电系统要分散设置，这样一方面节省电料，另一方面规避一个配电中心自上而下链接贯穿电路中接口较多，相互缠绕，难以实施有效绝缘措施的风险，提高了系统的安全性。其次，分散系统配置设计，能够使系统各个单元，用电分配合理，确保电气（电器）设备的平稳安全、高效运行。如目前，高层建筑低压配电系统的设计均采取TN系统，取代了传统的TT低压配电系统，不但提高了低压配电系统的运行效能，还规避了应用范围较窄和电器外壳接地的安全隐患。

2.2低压配电系统的节能原则

低压配电系统运行的高效、节能是设计的终极目标和基本要求，设计在坚持高效原则的同时，还必须兼顾节能原则，用电设备、设施装置要合理配置，严禁电路重复缠绕，接口较多，从系统装置节省材料和安全运行的要求，进行实时分析，完善设计思路，综合考虑节能材料、节能装置的配置，强化低压配电系统的节能效果。如，太阳能、风能的利用；节能灯具、节能技术措施的应用等等。

2.3低压配电系统设计的最优原则

高层建筑低压配电系统的设计中，在坚持高效、节能的同时，还必须重视和坚持设计最优原则，使整个配电系统合理、科学、最优；首先，根据高层建筑对低压配电系统安全、高效运行的要求，提出多种设计方案，反复论证，严格审查，确保设计方案的可行性、安全性；其次，围绕建筑各功能单元，电能使用的人性化需要，电路的安全距离、绝缘处理及安全防雷，进行设计方案的进一步优化，确保设计方案最优。

3高层建筑电气低压配电系统安全设计策略

3.1低压配电系统的接地安全保护设计

高层建筑低压配电系统设置的安全设计中，接地保护设计，主要是处理好电气设备的安全接地问题，确保电压的安全、平稳运行，有效防止触电、短路火灾等安全事故的发生。时可以从多个方面进行考虑，在配置时要重点关注人员和设备安全。高层建筑中一般都有大量的人员和电气设备，一旦出现火灾就有可能造成严重的人员和财产损害，在进行电气设计时，基于安全考虑应在线路中设置相应的保护装置，并做好电气设备接地。在电气设计中，为提升电压的稳定性，要根据低压配电系统的不同进行安全接地操作。目前，高层建筑低压配电系统是380V/220V配电系统，基本满足了高层建筑各功能分区多数电器的高效运转。接地保护设计分3种方案，一是RP接地设计。这种低压配电系统的接地设计主要应用于TT低压配电系统，能够保障低压配电系统有效地运行。二是IT接地。该种设计也属于常规IT系统的接地设计，该设计的主要特点是一旦电路出现故障，IT接地系统能够自动切断，设计得注意点是每个想先阻抗进行接地操作，一旦人与电气设备接触，就能够有效规避触电事故。三是TN系统接地设计。目前，高层建筑低压配电系统设计多采用TN低压配电系统设计，因而，TN接地系统保护设计也比较常用，该保护措施设计的技术措施是控制短路电流，采用电流保护方案。TN接地保护系能够有效降低故障的影响。鉴于高层建筑多功能分区电气装置的配电线路的距离长短、截面直径大小的规格不同，绝缘措施的差异，不同程度引发漏电风险隐患，采取有效的接地保护措施，对提高配电系统的安全性很有必要。如和平区南京路铁城广场高层建筑项目设计地下室3层，地上4层商业用房，4层以上为公寓住宅楼，低压配电系统设计采用TN系统和TN接地保护设计，有力地控制了线路故障的发生。

3.2漏电保护、零保护、过流保护设计

高层建筑的低压配电系统安全设计中，一般情况下各种接地系统设计中都加载不同的漏电保护器，有效地控制了接地触电风险，确保了配电系统的运行安全。漏电保护器又称漏电断路器，按保护功能、安装方式、极数和线数、结构特征、运行方式、动作灵敏度没可分为漏电保护继电器、漏电保护插座和漏电保护开关3种装置，设计应注意的事项是漏电断路器的额定功率要比低压配电系统运行的电流配置数据高；漏电保护器的设置尽可能在漏电位置，以保证配电系统的运行安全。

3.3短路保护装置设计

高层建筑低压配电系统安全设计也用到短路保护装置，就是预防不同电位导体接触发生漏电，产生短路。主要是控制电路因破损老化绝缘体失效导致不同电位导体的接触，而发生短路，引发供电系统故障。安全设计措施就是适当加载熔断器、电压继电保护器等。

4结束语

高层建筑电气设计低压配电系统的安全性非常重要，对建筑物的安全使用，预防触电风险，是很大的保障，因此要从多个低压配电线路运行安全性平稳出发，做好相应的设计。

参考文献：

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