建筑電氣低壓配電設(shè)計中各種接地系統(tǒng)的分析

【摘要】隨著我國城市的飛速發(fā)展，對于我國建筑電氣配電系統(tǒng)的應(yīng)用也越來越多。由于我國的建筑電氣低壓配電系統(tǒng)類型較多，如何根據(jù)實(shí)際情況對其進(jìn)行選用，則成為了建筑電力行業(yè)人員普遍關(guān)注的問題。在本文中，將就建筑電氣低壓配電設(shè)計中各種接地系統(tǒng)特點(diǎn)與適用環(huán)境進(jìn)行一定的介紹與分析。

【關(guān)鍵詞】建筑電氣；低壓配電系統(tǒng)；分析

1、引言

建筑電氣標(biāo)準(zhǔn)對世界各個國家的低壓配電系統(tǒng)主要分為三種：TN、TT與IT。而其中TN系統(tǒng)又細(xì)化為TN-C，TN-ST，N-C-S三種。而這幾種系統(tǒng)都各具什么特點(diǎn)、它們之間存在什么樣的關(guān)系、以及我們在什么情況下可以對其進(jìn)行選擇，我們將為之一一做出分析。

2、TN系統(tǒng)

2.1TN-C系統(tǒng)

TN-C系統(tǒng)的中性線與保護(hù)線是合為一處的，其通過設(shè)備的外殼將N、PE有效的連結(jié)在一處：PEN線上。在其實(shí)際工作中，PEN線除了保證電路中的正常電流通過之外，一些諧波電流有時也會經(jīng)過。同時，PEN線的電壓降也會體現(xiàn)在線路的管線以及設(shè)備外殼上。如果PEN發(fā)生了斷線或者出現(xiàn)了短路情況，則會出現(xiàn)較高的對地電壓。

TN-C系統(tǒng)適用于諧波電流較少、三相負(fù)荷較為平衡的供電工作中。而對于一些精密設(shè)備、重要數(shù)據(jù)處理以及經(jīng)常發(fā)生爆炸、井下等環(huán)境中則不宜選用。因?yàn)槠湓谧儔浩鞯墓╇姺秶鷥?nèi)，PEN線是互相連通的，如果發(fā)生較大的電壓，那么就可以順著PEN線直接竄到其他用電設(shè)備中，從而導(dǎo)致事故的發(fā)生。

2.2TN-S系統(tǒng)

TN-S系統(tǒng)中的保護(hù)線與中性線是隔離開來的，PE線也不會通過正常的電流，所以PE線的外殼也不會帶電。所以，這種系統(tǒng)就可以較為安全的運(yùn)用在民居以及精密設(shè)備的供電工作中。但是，TN-S系統(tǒng)卻不能夠?qū)Φ囟搪芬约肮收想妷郝拥那闆r進(jìn)行解決。同時在這個系統(tǒng)中，其N線還帶有三種成分電流：諧波電流、單項(xiàng)工作電流以及三相不平衡電流。由于這三種電流在N線上通過，其所產(chǎn)生的絕對值通常較大。同時，N線還存在著阻抗的特點(diǎn)，其隨著N線線路的增加，其阻抗也隨之增大，再加上連接點(diǎn)處的阻抗，N線上的阻抗就已經(jīng)很可觀了。而由于這兩種因素的存在，就使其不可避免的對地面產(chǎn)生電壓降。這就使TN-S系統(tǒng)在日常工作中會發(fā)生電擊的危險。

2.3TN-C-S系統(tǒng)

在TN-C-S系統(tǒng)中，其保護(hù)線的一部分與中性線進(jìn)行了合并，而另一部分卻是分開的。在我國普通的民居配電中，通常都以TN-C-S系統(tǒng)作為接地系統(tǒng)，同時其用PEN線在進(jìn)入民居之后，再從一體分出PE線與N線。通過這種方式進(jìn)行連接，就使用電的安全性得到了一定的保證，從而更適合于分散民居的配電工作當(dāng)中。

3、TT系統(tǒng)

TT系統(tǒng)也成為接地制，其通過用電設(shè)備的外殼同接地極進(jìn)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(shè)備都考自身的接地極進(jìn)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(jìn)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(yùn)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(fù)荷不集中，線路出現(xiàn)故障的電流也很小，這種特點(diǎn)就使得TT系統(tǒng)在我國的農(nóng)村中運(yùn)用的較為廣泛，同時也避免了從電源進(jìn)入PE的繁瑣。

4、IT系統(tǒng)

IT系統(tǒng)的特點(diǎn)是其中性點(diǎn)不會直接同地面進(jìn)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(yùn)用在我國的電機(jī)系統(tǒng)中。同時，其不是非常適合配N線，如果根據(jù)實(shí)際情況要求必須配N線，那么就應(yīng)當(dāng)在N線上設(shè)置好電流保護(hù)措施，以此來對所有導(dǎo)線進(jìn)行斷電的保障。

5、PE線的作用及約束

在我國的民用建筑中，經(jīng)常使用到的低壓配電接地系統(tǒng)即為以上三種。而在這些設(shè)計方式中，都需要將其電氣設(shè)備與可能接觸到的金屬外殼與PE線進(jìn)行連接。也正是這種同PE線進(jìn)行連接的方式，才能夠?qū)ο到y(tǒng)中的電氣設(shè)備以及電氣工作人員起到安全的保護(hù)。所以，在對低壓配電系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)的工作中，一定要對PE線的設(shè)置起到應(yīng)有的重視。

PE線是在低壓配電系統(tǒng)在故障情況下對故障電流進(jìn)行傳送的導(dǎo)線，作為這種關(guān)鍵的保護(hù)的措施，其也需要滿足一定的要求：首先，PE線的載流能力應(yīng)當(dāng)能滿足其所進(jìn)行保護(hù)裝置的要求。其次，其在載流過程中的載流溫度與感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)保持在一定的數(shù)值范圍之內(nèi)，以保證其不會在建筑物內(nèi)發(fā)生危險事故如火災(zāi)、爆炸等。同時，在對PE線進(jìn)行設(shè)置時，如果是在應(yīng)用TN-S系統(tǒng)時出現(xiàn)了接地故障，那么由于PE在故障的時間內(nèi)需要對其單項(xiàng)短路電流進(jìn)行承受，所以應(yīng)當(dāng)保證發(fā)生在PE線上的電壓應(yīng)當(dāng)保證低于建筑安全電壓50V以上。另外，在對PE線進(jìn)行敷設(shè)時，應(yīng)當(dāng)盡可能的使其同配電導(dǎo)線的距離相近，并以同路的形式即同槽、同管的形式進(jìn)行敷設(shè)。還應(yīng)當(dāng)最大程度的對中性線與地相線間的回路阻抗進(jìn)行降低，從而使發(fā)生故障時對電氣的靈敏度得到保護(hù)。

6、實(shí)際用電的選擇

在我國初始進(jìn)行配電系統(tǒng)之時，通常選擇TN-C系統(tǒng)進(jìn)行接地。而在改革開放之后，才采用了國際IEC標(biāo)準(zhǔn)，從而逐漸使用TN-S系統(tǒng)進(jìn)行接地。而在我國目前的建筑工程中，也都使用TN-S作為低壓配電接地的標(biāo)準(zhǔn)形式。而在一些低壓配電所中，使用的則是TN-C系統(tǒng)，從而在我國的民用建筑中出現(xiàn)了一種室外為TN-C，室內(nèi)是TN-S系統(tǒng)的特點(diǎn)。

而在TN-S系統(tǒng)中，由于其N線同地面絕緣與其N線與PE線絕緣的特點(diǎn)，如果低壓網(wǎng)路范圍較大，那么其N線的路徑就會很長，從而使N線的阻抗增大。這種情況的存在就使得當(dāng)三相不平衡時，電路中偏離的電位過多而影響用電設(shè)備的安全性。而這時就應(yīng)當(dāng)使用TN-C系統(tǒng)或者TN-C-S系統(tǒng)，從而對用電人員的安全得以保證。

7、結(jié)束語

總的來說，對建筑電氣低壓配電接地系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇及應(yīng)用是非常重要的。這就需要相應(yīng)的電力工作人員加強(qiáng)對此工作的重視，并在實(shí)際工作中根據(jù)實(shí)際情況選擇合理的接地系統(tǒng)，從而為人員的安全與供電工作的順利進(jìn)行做出重要的保證。

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