高层建筑配电系统设计安全性分析

高层建筑配电系统设计安全性分析

王静

王静

安徽建筑大学城市建设学院238076

摘要：现代高层建筑中，电气设计是重要的组成部分。为了保证建筑电气系统的稳定性和安全性，需要从设计阶段加强控制。设计人员需要结合建筑需求合理设计配电系统，让电气系统更加符合高层建筑的需求，提高建筑整体的安全性。

关键词：高层建筑；电气设计；安全；措施

1.前言

高层建筑中的电气设备数量和种类繁多，因此对电气设计的安全性提出了很高的要求。在实际的低压配电设计过程中，为了保障高层建筑电气设计中低压配电系统的安全性需要采取诸多的设计保护措施。

2.高层建筑配电系统电气设计的要求

2.1电源的可靠持续性

高层建筑利用电网提供两个独立的电源，能达到一、二级负荷的供电要求。高层建筑内部的负荷非常重要，这就需要综合分析如下情况：建筑中电源系统需进行保养检修或出现故障时，并且另一独立电源无法正常供电，则可将柴油发电机作为备用电源。有些高层建筑只能提供一个独立电源，必须要将柴油发电机组作为备用电源。对于一级负荷中特别重要的负荷除应由双重电源供电外，还应增设应急电源，并严禁将其他负荷接入应急供电系统。设备的供电电源切换时间应满足设备允许中断供电的要求。

2.2电源的稳定安全性

高层建筑供电电源的安全性直接关系到人们正常的生活。高层建筑在火灾救援方面的形势愈加严峻，其中消防灭火设施的关键就是供电电源。若供电电源的安全性不高，一旦发生火灾，如消防报警设备、消防电梯、消防照明、淋水系统等消防设备都无法发挥自身的实际作用。若高层建筑内电梯电源不够安全，会引发一系列故障，影响人们的正常生活。因此增强供电电源的稳定性和安全性，对高层建筑的正常运营有着积极的意义。

3影响高层建筑配电系统安全性的因素

3.1配电系统形式

高层建筑的工程供电系统以安全为主。一旦出现意外，需要能及时阻止意外并补救损失，保障供电设备以及供电线路的安全。在高层建筑电气设计中低压配电系统存在着多种形式及管理模式，常常会因为缺乏规范化处理或者对电线等设备没有充分重视，导致接地质量存在各类问题，在一定程度上影响系统的运行安全。

3.2漏电保护装置

当前高层建筑低压配电系统中的许多问题都无法在第一时间进行检测。这样在很大程度上难以避免触电、火灾，进而造成人员伤亡、财产损失。漏电保护是一种极其有效的保护措施，意外情况时能够及时切断电源，保证安全。当前漏电保护装置虽然运用广泛，但需合理利用才能发挥其应有的作用。

4.提高高层建筑配电系统电气设计安全性的有效途径

4.1接地系统的设置

在进行高层建筑建设的时候，需要特别重视电气接地系统的设计。

一栋建筑物内不仅有配电系统接地，而且还有防雷系统、防静电系统以及各种信息技术系统的接地。建筑内的这些接地系统如果采用单独接地，发生故障时，各电气系统间可能会出现电位差，进而引起电气危害。采用共用接地系统，建筑物的安全性会大大的提高。所以除个别特殊情况外，这些电气系统一般采用共用接地。共用接地电阻不大于1欧姆。

为了能够提高配电系统的安全性，在施工的时候可以采用重复接地的方式。重复接地是电源端系统接地的重复设置，在各种接地系统中只有TN系统有重复接地的设置。重复接地的设置要求我们在建筑物的进线处做总等电位联结。通过配电箱近旁的接地母排（总等电位联结端子板）将进线配电箱的PE（PEN）母排连通。接地母排应尽量在或靠近两防雷区界面处设置。各个总等电位联结的接地母排应相互连通。总等电位联结对整个建筑物都发挥着作用，在一定程度上可降低建筑物内不同金属部件间的电位差和间接接触电击的接触电压。此外，总等电位联结还可消除自建筑物外经电气线路和各种金属管道引入的危险故障电压的危害。需要说明的是，TN系统的重复接地指的是PE线的重复接地，并非中性线的重复接地。另外在TN-C-S系统电源进线处PEN线必须先接PE母排，然后通过一连接板（线）接中性线母排。

4.2IT系统

IT系统中电力系统与大地间不直接连接，即电源端系统的所有带电部分应与地隔离，或系统某一点（一般为中性点）通过足够高的阻抗接地。电气装置的外露可接近导体通过保护接地线与接地极连接。因IT系统的接地故障电流很小，所以在保护接地的接地电阻上产生的对地故障电压很低，不致引发电击、火灾、爆炸等危险。在发生漏电事故时，即使碰到电气设备外壳也不会和相线构成回路。因此IT系统可以将人体触及电气设备外壳电压控制在安全范围内，可以有效防止触电事故，发挥保护人体的作用。IT系统供电连续性和安全性最高，因此适用于不间断供电要求较高、防电击要求高和对接地故障电压有严格限制的场所，如应急电源装置、消防、医院手术室以及有防火防爆要求的场所。发达国家电气安全要求高，诸如高层建筑的消防应急电源、重要的控制回路以及重要的会议大厅的安全照明、爆炸危险场所、计算机中心等都采用IT系统。但IT系统一般不引出中性线N导体，不能对照明、控制系统等220V负荷供电。另外IT系统接地故障防护和维护管理比较复杂，使其应用受到限制。

4.3TT系统

TT系统中电力系统中有一点直接接地，电气装置的外露可接近导体通过保护接地线接至在电气上独立于电力系统接地点的接地极。正常时装置内的外露导电部分为地电位，电源侧和各装置出现的故障电压不互窜。但发生接地故障时故障电流较小，一般不能用过电流防护兼作接地故障防护。因此为防人身电击事故必须装用RCD漏电保护器。只要电气设备发生漏电现象，系统检测后快速切断电源。

TT系统内各个电气设备或各组电气设备可各有自己的接地极和PE线。各PE线之间在电气上没有联系。这样就不会出现一处发生接地故障，多处发生电气事故的现象。此外必须在各处设置等电位联结或采取其他措施来消除传导电压导致的事故。因此，TT系统较适用于无等电位联结的户外场所，不适用于高层建筑内。

4.4TN系统

TN系统中电力系统有一点直接接地，电气装置的外露可接近导体通过保护线与该接地点相连接。TN系统可分为TN-C、TN-S、TN-C-S三种系统。

TN-C系统内的PEN线起PE线和N线两种作用，比较经济。但会出现PEN线合用使用电设备外壳对地产生电位、单相设备PEN线中断时设备外壳对地携带220V的故障电压等情况。另外TN-C系统如PEN线穿过RCD，因接地故障电流产生的磁场在RCD内互相抵消而使RCD拒动作。此外还有TN-C系统的PE线不允许被断开，因而N线也无法断开导致无法完全隔离电气设备。所以很少采用TN-C系统。

TN-S系统N线和PE线是分开的，适用于内部设有变电所的建筑物。TN-C-S系统通常在电源到另一建筑物时采用的系统，在建筑物低压电气装置电源进线处将合一进线的PEN线分为N和PE两根线。这两种系统一样都能使各信息技术设备取得比较均等的参考点位而减少干扰。但就信息技术设备的抗共模电压干扰而言TN-C-S系统优于TN-S系统。因此电源从建筑物外引致时，高层建筑物供配电系统设计宜优先采用TN-C-S系统。

5.结束语

为了消除高层建筑中的安全隐患，电气设计中低压配电问题无疑成为重点。在高层建筑电气设计中应合理配置低压配电系统，确保系统的安全。

参考文献：

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[4]周健.建筑电气设计中低压配电系统安全性分析与阐述[J].中国管理信息化，2016，14：95-96.