建筑电气低压配电设计中各地接地系统的探讨

建筑电气低压配电设计中各地接地系统的探讨

发表时间：2019-02-21T14:46:24.980Z 来源：《防护工程》2018年第33期作者：俞丹馨王玲琳

[导读] 近年来，我国建筑形式主要以高层建筑为主，不仅能够提高人均居住水平，还能够促进城市规划的有序进行，降低了土地资源的浪费。

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摘要：近年来，我国建筑形式主要以高层建筑为主，不仅能够提高人均居住水平，还能够促进城市规划的有序进行，降低了土地资源的浪费。在建筑电气设计中低压配电系统是非常重要的一部分，承担着高层建筑所有电力设备的能源供给，低压配电系统运行的安全性直接决定了高层建筑的使用性能与整体效益。基于此，本文对高层建筑电气设计中低压配电系统安全性和接地系统展开探讨，分析提升低压配电系统安全性的具体措施。

引言：

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。

1.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【1】。

2.建筑电气低压配电设计中接地系统的合理规划

2.1 TN-C-S接地系统的规划

TN-C-S接地系统的规划：①需要对TN-C-S的电源系统进行规划，在接地的过程中使用PEN线，在此过程中减少一根专用的PE线，降低本段电路中的电压，从而提高电气装置的地升高△UPEN的电压，但在此过程中需要注意，中性线与PE 线需要完全的绝缘，保障TN-C-S 接地系统的安全性。②在电气装置内设置总等电位的联结，当发生短路的情况时，PE线与N线绝缘分离，此时的PE线不能进行降压工作，其接触电压与TN-S相同。③对整个建筑电气装置的地位点进行进行设置，对电气系统的地位点的设置为△UPEN，这样当发生触电故障后，可以及时的降低电压，保障用户的生命安全。

2.2 IT接地系统的规划

因为IT接地系统不是通过电源端直接进行接地工作，而是通过电气设备暴露的金属外壳进行接地工作的。发生接地故障，IT接地系统的电流没有返回到电源的通路。在IT接地系统中，故障电流主要是对地电容的电流与对地电流的相量和，电流的数值较小。

2.3 TT接地系统的规划

对TT接地系统进行规划，因为TT接地系统的电源端有一点接地，而且负荷侧外露的部分直接接地，所以电源的接地与负荷侧没有关系。对此接地系统进行规划，首先将用电设备与大地进行单一的连接保护，避免故障电流通过PE线进入到其他的用电设备中，保障了其它用电设备的安全性。然后，对接地线与用电设备进行相应的设计，保障每一台的用电设备都能与大地连接。这种方式，在一定程度上保障了建筑用电的安全，但其建设成本较高，大部分使用该系统的建筑为科研院所。

3.提升高层建筑低压配电系统安全性的策略

3.1负荷分级设计

电力系统负荷分级不清，这对整个系统的安全性来讲具有一定的危害性，在《民用建筑电气设计规范》中，我国对于高层建筑负荷等级有明确的规定，进行负荷分级设计需要结合建筑使用性质与内部设施等级进行划分，以保证配电系统满足建筑物的建设需求。在具体的设计中负荷分级主要可以分为电压设计与变压器设计两方面，高层建筑电气系统中低压配电必须满足国家规范与标准要求，充分考虑高层建筑的实际情况，从本身功能性及负荷分布出发，结合区域供电的整体要求，切实提高低压配电的可靠性、针对性。

3.2加强接地保护设计

当前中低压配电系统接地保护主要可以划分为ABC直接接地、ABC+N直接

接地、ABC+PEN/（N+PE0）接 PEN（PE）三类，为了更好的保护中低压配电系统安全，应该重视这三种形式的应用。首先，ABC 直接接地形式在保护的过程中能够将用电设备外部的导电部分进行相应的判断与中断处理，与此同时发出警报，方便工作人员第一时间找出故障问题，回复正常运行；其次，ABC+N直接接地这种形式在运行中需要配合相应的金属电装置，由于设备在工作中所产生的电流较大，这种保护形式较多的被应用于平日电流大的接地保护中，能够有效控制大电流对设备或系统所造成的伤害。

3.3漏电保护设计

通过对高层建筑低压配电系统进行分析，漏电保护是其所面临的一大难题，在选择漏电保护器的时候，需要综合考虑多方面因素，特别是重点关注额定动作电流的选择，在具体的选择过程中应该注意以下方面：第一，在满足配电系统正常运行的基础上，保证末端漏电断