高层建筑低压配电系统设计

由于高层建筑的用电用户多，电器使用率也比较高，通常配电系统的电负荷较大，且高层建筑使用功能比较复杂，容易产生一些电气的安全性问题。因此在高层建筑的电气设计中应当注意系统设计的安全性以及规范性。本文结合高层建筑的安全性，对低压配电系统的设计作简要的分析，并提出一些增强电气安全性的建议。

高层建筑是指10层及以上或房屋高度大于28m的住宅建筑以及房屋高度大于24米的其他高层民用建筑混凝土结构建筑物。高层建筑电负荷具有用电设备种类多，用电量大，供电可靠性要求高，电气系统复杂等特点。科学技术水平的不断发展以及人们生活水平的不断提升，人们对建筑物应用功能以及建设标准也提出了很多新的要求。低压配电系统作为建筑工程项目建设中不可缺失的关键内容，如今也在面临着很多新的挑战，低压配电系统承担的责任也不再仅仅是为了满足建筑使用人员的电能应用需求。

1高层建筑低压配电系统涉及的问题

1.1低压配电系统供电可靠性问题

高层建筑一般建筑面积较大、人员密度大、使用功能比较复杂，通常供电容量较大。当高层建筑发生各种灾难时，抢险难度大、人员疏散较困难。因此高层建筑电气系统供电可靠性要求很高。

1.2低压配电系统断路器的选择及整定问题

断路器在建筑物配电系统中占有重要地位。在配电线路正常工作时，断路器闭合或开断工作回路；在配电线路发生故障时，断路器切断故障回路。若断路器设备选择不当，或者没有对断路器设备进行精准性的调整，断路器设备具有作用将很难在规定时间内发挥出来，及时对故障线路进行切断处理。这种情况不仅会对电线、电缆以及相关用电设备造成损害，甚至还会导致重大事故产生，其中包括大规模停电以及引发火灾。

1.3低压配电系统接地问题

低压配电系统的接地型式可以概括性的分为三种类型，其中包括了TN、TT以及IT系统。这种三种接地系统还可以进行更细致的划分，可以划分成五种接地型式，物种接地型式在我国建筑低压配电系统建设中都有所应用。对于接地型式的应用不能过于盲目，而是根据当前建筑低压配电系统建设的实际情况确定。如果接地型式不合理，低压配电系统建设不能达到国家相关规范的硬性标准，其中还会存在较多的不良安全隐患，对建筑物应用人员的生命财产安全造成一定威胁。在TN-C及TN-C-S系统中，当三相负荷不平衡和线路上接有非线性元件时，零线上有电流和谐波电流通过，使设备外壳带有电压，电压的大小与负荷不平衡程度和非线性元件有关，有时可能对人体造成伤害。再者在TN-C及TN-C-S系统中。

当线路或设备维修后，若误将相线和零线接反，则会导致全部接零设备外壳带上危险相电压。还有在TN系统中，一旦零线断线，断线后边的电器设施即处于无接地保护状态，保护装置不能动作，即可能使人体遭受电击。最后在TN系统中，对于离供电点较远的用电设备发生短路故障时，由于线路较长，其阻抗值很大，故障电流很难启动保护电器在规定时间内可靠动作，因而易发生电击事故。TT系统主要用于负荷离供电点较远较分散的供电系统，以节约线路投资。当发生接地故障时，如果电气设施的外露可导电部分故障电压超过人体极限电压时，保护电气应自动切断故障回路。在工程应用中，若要达到上述自动切断故障回路的条件，接地电阻必须足够小，造成工程投资大。

1.4低压配电系统绝缘问题

高层建筑物配电系统带电导体在无阻拦物或者遮拦物时，应该覆盖绝缘，其绝缘应能长期承受在运行中遇到的机械、化学、电气以及热的不利影响。电缆及电线的绝缘水平，应满足系统绝缘配合的的要求。高层建筑物低压配电系统为中性点直接接地系统，电缆导体与绝缘屏蔽或者金属层之间额定电压，不应低于100%的使用回路工作相电压。漏电情况为低压配电系统建设中应用的电线材料或者支架材料的绝缘性能没有达到应用标准，导线与导线之间或者导线与大地之间存在电流互通的情况。低压配电系统漏电会造成非常不良的影响，这也是导致电气火灾事故发生的主要因素。低压配电系统线路处于正常运行状态中时，因为系统线路与电气设备绝缘层介质，以及线路与大地连接位置存在着电容，所以低压配电系统中不可避免的会存在泄漏电流。处于正常运行状态时泄漏电流是沿着输电线路以均匀形态分布的，而且电流强度很小，线路的绝缘体系并不会因此受到损害。但是在外界不良因素影响下，电气绝缘层受到较大程度损害，线路与大地或者地面存在的电导体相接触后就会产生非正常漏电情况，从而引发严重的安全事故。

2高层建筑低压配电系统的设计要求

2.1供电电源的可靠性

高层建筑电源数量应视用电负荷的重要性以及当地电网供电条件而定。为保证高层建筑的供电可靠性，高层建筑应具有两回独立的市电电源供给，且最好来自不同的变电站。即一回电源因故停电，也可由另一回电源保证重要负荷的供电。此外，在高层建筑中还应装设具有巡检功能的自启动应急发电机组和UPS不间断电源装置，以保证消防设备以及特别重要负荷的应急用电。

2.2断路器的选择及整定

断路器设备的选择一定要慎重，短路器设备的额定电压、电流以及额定频率应当与所在回路相契合。同时应根据当前配电线路的常见故障类别工程建设的具体要求落实短路保护、过电压以及接地故障保护措施等。断路器设备还应满足短路故障发生后动稳定以及热稳定运行的多元化需求，对断路器设备的极限分断能力以及运行分断能力进行分析，应用与低压配电系统建设最为吻合的断路器设备。低压配电系统中断路器设备应与上下级具备良好的联动性，该设备得选择直接与高层建筑物低压配电系统能否安全稳定运行有着直接联系。

2.3选择合理的接地保护模式

应该根据工程实际情况，选择合适的接地系统型式。在TN系统中，电源零线必须重复接地措施。在零线断线情况下，断线后的系统通过重复接地变为TT系统，从而减小了发生电击事故的危险性。在大量使用单相电器设备、精密电子仪器等的工业与民用建筑电气系统中，应尽可能避免采用TN-C系统。电气装置的外露可导电部分，应与系统的保护接地线相连接。为更加有效的降低接触电压值，防止有建筑物外传入的故障电压对人身的危害，也可以考虑采取等电位联结的措施。

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