智能樓宇的接地系統選用

摘要 本文通過對幾種供電接地系統的概括介紹，篩選出適合作為智能樓宇的供電接地系統，并對其所應采取的各類接地措施作了較為詳盡的說明與分析，對智能樓宇應采取的接地方法提出了適當的建議。

關鍵詞 接地系統 TT系統 TN－S 防靜電接地

在建筑物供配電設計中，接地系統設計占有重要的地位，因為它關系到供電系統的可靠性，安全性。不管哪類建筑物，在供電設計中總包含有接地系統設計。而且，隨著建筑物的要求不同，各類設備的功能不同，接地系統也相應不同。尤其進入90年代后，大量的智能化樓宇的出現對接地系統設計提出了許多新的內容。在常用的幾種接地方式中，哪一種能夠適合智能化樓宇呢？我們不妨分析一下下面幾種接地系統。

TN系統：電源端有一點直接接地，電氣裝置的外露可電導部分通過中性導體或保護導體連接到此接地點。

根據中性導體和保護導體的組合情況，TN系統的有以下三種型式：

a) TN－S系統：整個系統的中性導體和保護導體是分開的

－PE線與N線分開，PE線非故障時不流過電流，外露可電導部分不帶電壓，比較安全，但多一根導線；

－PE線在系統內傳導故障電壓。

b) TN－C系統：整個系統的中性導體和保護導體是合一的

－PEN線兼有N線和PE線的作用，節省一根導線；

－重復接地，減小系統總的接地電阻；

－PEN線產生電壓降，外露導電部分對地有電壓；

－PEN線在系統內傳導故障電壓；

－過電流保護兼作接地故障保護。

c) TN－C－S系統：系統中一部分線路的中性導體和保護導體是合一的

TN－C－S系統由兩個接地系統組成，第一部分是TN－C系統，第二部分是TN－S系統，分界面在N線與PE線的連接點。該系統一般用在建筑物的供電由區域變電所引來的場所，進戶之前采用TN－C系統，進戶處做重復接地，進戶后變成TN－S系統。只要我們采取接地引線，各自都從接地體一點引出，及選擇正確的接地電阻值使電子設備共同獲得一個等電位基準點等措施，那么TN－C－S系統可以作為智能型建筑物的一種接地系統。

TT系統：電源端有一點直接接地，電氣裝置的外露可電導部分直接接地，此接地點在電氣上獨立于電源端的接地點

－外露可電導部分有獨立的接地保護，不傳導故障電壓；

－由于電源系統有兩個獨立接地體，發生接地故障時接地故障電流較小，不能采用過電流保護兼作接地故障保護，而采用剩余電流保護器；

－因采用剩余電流保護器保護線路，雙電源（雙變壓器、變壓器與柴油發電機組）轉換時采用四極開關：

－易產生工頻過電壓。

IT系統：電源端的帶電部分不接地或有一點通過高阻抗接地，電氣裝置的外露可電導部分直接接地

－發生第一次接地故障時，接地故障電流僅為非故障相對地的電容電流，其值很小，外露導電部分對地電壓不超過50V，不需要立即切斷故障回路，保證供電的連續性；

－發生接地故障時，對地電壓升高1.73倍；

－220V負載需配降壓變壓器，或由系統外電源專供；

－安裝絕緣監察器。

在智能化樓宇內，要求保護接地的設備非常多，有強電設備，弱電設備，以及一些正常情況下不帶電的導電設備與構件，均必須采用有效的保護接地。前面已經分析過，在智能化大樓內，單相用電設備較多，單相負荷比重較大，三相負荷通常是不平衡的，因此在中性線N中帶有隨機電流。另外，由于大量采用熒光燈照明，其所產生的三次諧波疊加在N線上，加大了N線上的電流量，如果將N線接到設備外殼上，會造成電擊或火災事故；如果在TN－S系統中將N線與PE線連在一起再接到設備外殼上，那么危險更大，凡是接到PE線上的設備，外殼均帶電；會擴大電擊事故的范圍；如果將N線、PE線、直流接地線均接在一起除會發生上述的危險外，電子設備將會受到干擾而無法工作。因此智能建筑應設置電子設備的直流接地，交流工作接地，安全保護接地，及普通建筑也應具備的防雷保護接地。

下面，我們接著分析一下智能化樓宇應采取的各種接地措施。

1、防雷接地：為把雷電流迅速導入大地，以防止雷害為目的的接地叫作防雷接地。各類防雷接地裝置的工頻接地電阻，一般應根據落雷時的反擊條件來確定。防雷裝置如與電氣設備的工作接地合用一個總的接地網時，接地電阻應符合其最小值要求。

2、交流工作接地：將電力系統中的某一點，直接或經特殊設備（如阻抗，電阻等）與大地作金屬連接，稱為工作接地。在高壓系統里，采用中性點接地方式可使接地繼電保護準確動作并消除單相電弧接地過電壓。中性點接地可以防止零序電壓偏移，保持三相電壓基本平衡，這對于低壓系統很有意義，可以方便使用單相電源。

3、安全保護接地：安全保護接地就是將電氣設備不帶電的金屬部分與接地體之間作良好的金屬連接。即將大樓內的用電設備以及設備附近的一些金屬構件，用PE線連接起來，但嚴禁將PE線與N線連接。加裝保護接地裝置并且降低它的接地電阻，不僅是保障智能建筑電氣系統安全，有效運行的有效措施，也是保障非智能建筑內設備及人身安全的必要手段。

4、直流接地：為了使電子設備準確性高，穩定性好，除了需有一個穩定的供電電源外，還必須具備一個穩定的基準電位。可采用較大截面的絕緣銅芯線作為引線，一端直接與基準電位連接，另一端供電子設備直流接地。該引線不宜與PE線連接，嚴禁與N線連接。

5、屏蔽接地與防靜電接地：在智能化樓宇內，電磁兼容設計是非常重要的，為了避免所用設備的機能障礙，避免甚至會出現的設備損壞，構成布線系統的設備應當能夠防止內部自身傳導和外來干擾。將帶靜電物體或有可能產生靜電的物體（非絕緣體）通過導靜電體與大地構成電氣回路的接地叫防靜電接地。防靜電接地要求在潔靜干燥環境中，所有設備外殼及室內（包括地坪）設施必須均與PE線多點可靠連接。

智能建筑的接地裝置的接地電阻越小越好，獨立的防雷保護接地電阻應≤10Ω；獨立的安全保護接地電阻應≤4Ω；獨立的交流工作接地電阻應≤4Ω；獨立的直流工作接地電阻應≤4Ω；防靜電接地電阻一般要求≤100Ω。

智能化樓宇的供電接地系統宜采用TN－S系統，按規范宜采用一個總的共同接地裝置，即統一接地體。統一接地體為接地電位基準點，由此分別引出各種功能接地引線，利用總等電位和輔助等電位的方式組成一個完整的統一接地系統。在智能大廈中，因為系統采用計算機參與管理或使用計算機作為工作工具，所以其接地系統宜采用單點接地并宜采取等電位措施。

參考文獻

1、《電力系統接地技術》 何金良科學出版社2007年2月

2、《接地技術與接地系統》(日)川瀨太郎著馮允平譯科學出版社 2001年8月