淺析建筑電氣低壓配電設計中各種接地系統(tǒng)

【摘要】隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，我國的建筑逐漸向智能化、規(guī)模化方向發(fā)展，建筑電氣設計作為建筑工程設計的重要內(nèi)容，其設計質(zhì)量可對建筑電氣的安全、可靠運行有決定性作用。為了能給用戶提供一個安全、和諧的居住環(huán)境，充分地發(fā)揮建筑功能作用，必須要對建筑電氣低壓配電系統(tǒng)進行合理化設計，尤其是低壓配電系統(tǒng)中的接地系統(tǒng)，接地系統(tǒng)對低壓配電系統(tǒng)的安全運行有著重要作用。筆者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗，主要針對建筑電氣低壓配電設計中各種接地系統(tǒng)進行分析和討論。

【關鍵詞】建筑工程；電氣；低壓配電系統(tǒng)；接地系統(tǒng)

1、建筑電氣低壓配電設計過程中各個接地系統(tǒng)的概述

建筑電氣低壓配電中的接地也就是將目標電氣與大地相連的過程，在配電領域因為大地的電阻相對較低，而電容相對較大，所以在建筑電氣低壓配電中將電氣的帶電端與大地相連能夠保證用電主體的用電安全。在低壓配電活動中因為接地原理的不同，接地系統(tǒng)分為很多種不同的類型，其中較為典型的有TN系統(tǒng)、TT系統(tǒng)、IT系統(tǒng)，其中TN系統(tǒng)又可以分為TN-C系統(tǒng)、TN-S系統(tǒng)和TN-C-S系統(tǒng)，在這些接地系統(tǒng)中，T代表的是電源的直接接地線，l代表的是經(jīng)過一定的抗阻或者一定絕緣測試的接地，N是指接地系統(tǒng)中的中性線，C指的是在具體應用中將中性線與保護線合并為一體的特殊形式，S則代表中性線與保護線分開使用單獨承擔接地任務的接地形式。

2、配電設計中常見的幾種接地系統(tǒng)的特點

2.1 TN-C系統(tǒng)

TN-C系統(tǒng)是將中性線N與保護線PE是合二為一的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)將設備金屬外殼與PE線以及N線連接在PEN線上，共同作為保護接零。而PEN線不僅可以通過正常負荷電流，還可以通過諧波電流。此外，在PEN線上可以產(chǎn)生電壓降，呈現(xiàn)在用電設備外殼和線路金屬管線上。TN-C系統(tǒng)通常適用于三相負荷基本平衡并且諧波電流較少的供電系統(tǒng)。對有一些精密電子設備用的供電系統(tǒng)不宜用TN-C系統(tǒng)。TN-C系統(tǒng)不僅可以保護接零，還可以保護接地。但是這樣做，如果設備因發(fā)生碰殼而中性線電位升高時，會使接零的設備外殼帶上危險的電壓。由此可見，供電系統(tǒng)中接地與接零混用是非常危險的。

2.2 TN-S系統(tǒng)

TN-S系統(tǒng)是一種中線性N？和保護線？PE？是分開的系統(tǒng)，其PE線不通過正常的負荷電流，故PE線和設備外殼不帶電。TN-S系統(tǒng)通常用于民用建筑電氣供電系統(tǒng)，也適宜用于精密電子設備的供電系統(tǒng)，其可以較安全地解決對地故障電壓蔓延與因相線對地短路而引起中性點電位升高等問題。

2.3 TN-C-S系統(tǒng)

從其概念上可以看出，這一系統(tǒng)的構成部分有兩種，首先是中性線和保護線是一根，另一部分是二者相互分開。一般來說，在民用建筑的配電工作中，TN-C-S系統(tǒng)的應用程度比較高，而且，這種接地系統(tǒng)是用PEN線來接通電源線，然后在應用到建筑物的線柜上面。這一系統(tǒng)的接線方式比較簡單，而且其安全性比較明顯，尤其是在分散程度比較高的民用建筑中應用的特別廣。其中，電源線路中存在著一定的降壓性，此電位仍將呈現(xiàn)在設備的外殼上，因此在單體進線處將PEN線做重復接地，接地電阻城10SL后，分為PE線和N線，N線與地絕緣。

2.4 TT系統(tǒng)

TT系統(tǒng)也成為接地制，其通過用電設備的外殼同接地極進行接地，從而其與電源的接地處在電氣上再無聯(lián)系。同時，其每個建筑之間的電氣設備都考自身的接地極進行接地，其之間的PE線沒有連接。通過這樣的方式就保證了其故障電壓不會順著PE線進入民居之內(nèi)從而造成事故的發(fā)生。由于有著這一種特性，TT系統(tǒng)就經(jīng)常運用在一些地區(qū)的公用低壓電網(wǎng)供電工作中。同時，由于我國的農(nóng)村村民居住的較為分散，就使得其用電負荷不集中，線路出現(xiàn)故障的電流也很小，這種特點就使得TT系統(tǒng)在我國的農(nóng)村中運用的較為廣泛，同時也避免了從電源進入PE的繁瑣。

2.5 IT系統(tǒng)

lT系統(tǒng)的特點是其中性點不會直接同地面進行解除，即其電源帶電的部分是同地面絕緣的。這種用電系統(tǒng)通常運用在我國的電機系統(tǒng)中。同時，其不是非常適合配N線，如果根據(jù)實際情況要求必須配N線，那么就應當在N線上設置好電流保護措施，以此來對所有導線進行斷電的保障。

2.6 PE線的作用及約束條件

在民用建筑中，常用的低壓配電系統(tǒng)的接地形式有3種。在這些低壓配電系統(tǒng)設計中，需將所有電氣設備及可觸及到的金屬物體與保護PE線相連。在電氣設備與其相連的情情下，對電氣設備及操作人員起到保護作用。因此，在低壓配電系統(tǒng)保護中，PE線的設置是十分重要的一項技術措施。

PE線設置中要考慮以下問題：一方面，在Tl—S，TN—S—N系統(tǒng)中，當出現(xiàn)接地故障時，由于PE線在接地故障持續(xù)時間內(nèi)承受單相短路電流，因此在PE線上所產(chǎn)生的接觸電壓值需低于安全電壓50V；另一方面，PE線敷設時盡量與配電導線靠近并同路敷設，盡可能降低相線一中性線回路阻抗，提高接地故障保護電器的靈敏度，同時也降低PE線上的接觸電壓。同路敷設是指PE線與配電導線同管、同線槽或橋架敷設。

近些年，有些產(chǎn)品只是單純?yōu)榱藵M足TN—S名TN—C—S系統(tǒng)在制式上的要求，實際上這些系統(tǒng)只要求提供一條低阻抗的電流通道，并不要求每個出線回路PE線均需專設。各組PE線的選擇應按組內(nèi)出線回路最大接地故障電流值來確定，或者按組內(nèi)最大相截面積來確定。對于小容量支線回路，PE線允許專設。

結語：

接地系統(tǒng)是建筑電氣低壓配電中重要的保護裝置，其對提高電氣工程的效益有著重要的影響，而且可以增強建筑的功能，降低建筑內(nèi)用電設備出現(xiàn)故障的概率。隨著建筑種類的增多，建筑結構以及供電要求越來越復雜，這對建筑電氣配電設計人員也提出了更高的要求，其必須提高對電氣工程的安裝以及接地系統(tǒng)的重視程度，要通過學習提高設計水平，選擇正確的接地系統(tǒng)，另外，還要提高對電線、電纜質(zhì)量的監(jiān)管力度，對不符合要求的材料要進行剔除，這樣才能保證建筑電氣工程的質(zhì)量與安全性。