建筑電氣低壓配電設(shè)計中各種接地系統(tǒng)的分析

國亮

【摘 要】隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，建筑電氣低壓配電已經(jīng)成為了建筑領(lǐng)域中的重要組成部分，而在建筑電氣低壓配電設(shè)計中，各種接地系統(tǒng)的應(yīng)用是非常關(guān)鍵的?；诖?，本文先對建筑電氣低壓配電設(shè)計中接地系統(tǒng)的基本概念進行了簡單的闡述，然后對建筑電氣低壓配電設(shè)計中的各種接地系統(tǒng)展開了詳細(xì)的分析，希望能為建筑電氣低壓配電設(shè)計人員對各種接地系統(tǒng)的研究工作提供一定的理論參考。

【關(guān)鍵詞】建筑電氣；低壓配電設(shè)計；接地系統(tǒng)

0 引言

在眾多的建筑工程當(dāng)中，接地系統(tǒng)是一種非常重要的基礎(chǔ)設(shè)施，各種各樣的接地系統(tǒng)共同組成了一個完整的建筑電氣低壓配電設(shè)計。各個接地系統(tǒng)能否實現(xiàn)在安全的狀態(tài)下運行，將會直接對用戶的人身安全以及財產(chǎn)安全產(chǎn)生影響，其接地質(zhì)量的重要性不言而喻，也一直被社會各界的專業(yè)人士重點關(guān)注。因此，對建筑電氣低壓配電設(shè)計中各種接地系統(tǒng)加以分析，有著非常重要的意義。

1 建筑電氣低壓配電設(shè)計中接地系統(tǒng)的基本概念

在建筑電氣的低壓配電工作中，接地指的是將電氣連接到大地的過程，由于大地有著電阻較小、電容較大的特點，所以技術(shù)人員在進行低壓配電工作時，必須要將電氣連接到大地上，這樣才能使人們的用電安全得到保障。在實際的低壓配電工作中，按照不同的接地原理，可以將接地系統(tǒng)分成各種各樣的類型，比較有代表性的接地系統(tǒng)包括TT接地系統(tǒng)、IT接地系統(tǒng)、TN-C接地系統(tǒng)以及TN-S接地系統(tǒng)。其中，T表示電源中直接和大地相連接的接地線，I表示含有一定阻抗的接地，N表示位于接地系統(tǒng)內(nèi)部的中性線，C表示將保護線和中性線合二為一之后所得到的特殊形式，S表示中性線以及保護線在分開的情況下單獨進行接地的形式。

2 建筑電氣低壓配電設(shè)計中各種接地系統(tǒng)的分析

2.1 TN-C接地系統(tǒng)

在TN-C接地系統(tǒng)當(dāng)中，接地線路的中性線N是同保護線PE緊密結(jié)合的，并通過一條線來對這兩種線的保護功能加以承載并連接到大地一端。在實際的接地操作中，TN-C接地系統(tǒng)能夠?qū)㈦姎庠O(shè)備本身的金屬外殼、PE線以及N線共同和PEN線相連接，這種連接方式所產(chǎn)生的主線既能當(dāng)作中性線，又能當(dāng)作保護線。這在減輕了接地系統(tǒng)所承受的施工負(fù)擔(dān)的同時，還有效地提高了接地系統(tǒng)的總體設(shè)計效率。在TN-C接地系統(tǒng)的運行過程中，PNE線可以承載較為復(fù)雜的電流和諧波電流，而大地本身的電阻相對較低、電容相對較大，這樣當(dāng)大地中有高電流經(jīng)過時，仍然能夠使低壓配電的電位保持在一個相對較低的水平，從而降低電氣設(shè)備在較高電壓下所承受的作用力[1]。

根據(jù)TN-C接地系統(tǒng)所存在的特點，可以判斷TN-C接地系統(tǒng)可以應(yīng)用在負(fù)荷狀況相對均衡的低壓配電系統(tǒng)當(dāng)中，使低壓配電系統(tǒng)的安全性得到充分的保障。但與之相對的，TN-C接地系統(tǒng)的缺點也非常明顯，由于TN-C接地系統(tǒng)里面的中性線和保護線是結(jié)合在一起而使用的，所以保護線內(nèi)部的電流會很大程度地影響到中性線本身的穩(wěn)定性，這對于一些比較精密的建筑電氣系統(tǒng)而言，中性線所具有的不穩(wěn)定特點會對其系統(tǒng)自身的穩(wěn)定性造成很大的負(fù)面影響。因此，技術(shù)人員在使用TN-C接地系統(tǒng)來進行低壓配電的接地設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)盡量避免將接地線和中性線混合在一起使用，這樣才能建筑電氣系統(tǒng)中低壓配電的安全性得到保障。

2.2 TN-S接地系統(tǒng)

在TN-S接地系統(tǒng)當(dāng)中，中性線N并不會直接同保護線PE產(chǎn)生任何的聯(lián)系，這兩種線都是分別在電氣系統(tǒng)的內(nèi)部完成接出，并根據(jù)實際的配電要求來和大地相連接的，這就表明，所有處在正常運行狀態(tài)當(dāng)中的安全線PE都不帶電，而與之連接的建筑電氣所含有的外殼部位也不帶電。由于中性線在工作時，不會被保護線內(nèi)部的電流所干擾，所以電氣系統(tǒng)能夠處在更加穩(wěn)定的狀態(tài)下運行。由此可見，TN-S接地系統(tǒng)能夠?qū)⒔ㄖ姎獾陌踩跃S護在一個較高的程度上，所以TN-S接地系統(tǒng)被廣泛地應(yīng)用在了民用住宅當(dāng)中。另外，一些需要較高供電穩(wěn)定性的精密電子設(shè)備也經(jīng)常會使用到TN-S接地系統(tǒng)。

2.3 IT接地系統(tǒng)

在IT接地系統(tǒng)當(dāng)中，其內(nèi)部的電源是不與地面進行連接的，但是電氣設(shè)備外部的能導(dǎo)電部位則會直接連接到地面上。在這樣的裝置特點下，當(dāng)?shù)蛪号潆娤到y(tǒng)中有故障產(chǎn)生時，低壓配電系統(tǒng)的電源端口則會在較高的電阻及電壓下產(chǎn)生很小的電流，而低壓配電系統(tǒng)的電源則處在開啟的狀態(tài)，這就能夠使供電的穩(wěn)定性和連續(xù)性得到保障。另外，當(dāng)發(fā)生一相接地故障時，技術(shù)人員如果沒能及時將故障消除掉，就會使故障發(fā)展成多重接地故障，從而引發(fā)較大的安全事故。所以，技術(shù)人員必須要在IT接地系統(tǒng)中配置專門的檢查系統(tǒng)來檢查故障，從而起到及時清除故障的效果。

IT接地系統(tǒng)在安裝了檢查系統(tǒng)之后，電氣設(shè)備本身的金屬外殼中并不會出現(xiàn)能夠使技術(shù)人員發(fā)生觸電的電壓，所以技術(shù)人員在操作的過程中不需要將電源切斷。當(dāng)檢查系統(tǒng)工作之后，檢查系統(tǒng)會對實際產(chǎn)生的故障信息進行判斷，并持續(xù)地為維護人員拉響警報，等維護人員聽到警報聲之后，就可以對產(chǎn)生故障的部位進行全面地檢查，并對故障部位進行維修。在實際的低壓配電工作中，IT接地系統(tǒng)通常被應(yīng)用在有著較高的供電要求或?qū)拥毓收系碾妷阂筝^為嚴(yán)格的場所，例如應(yīng)急電源、礦井中的電氣裝置、消防區(qū)域等場所。而在工業(yè)領(lǐng)域，IT接地系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展成了一種主流的低壓配電接地系統(tǒng)[2]。

2.4 TT接地系統(tǒng)

在建筑電氣工程的低壓配電設(shè)計工作中，TT接地系統(tǒng)也是一種非常典型的接地系統(tǒng)。與其它幾種接地系統(tǒng)不同的是，TT接地系統(tǒng)在接地方式上采用的是建筑電氣的單獨接地方式。TT接地系統(tǒng)在實際的運行過程中，所有用電設(shè)備的外殼部位都單獨通過一條接地線來實現(xiàn)和地面的連接，并且這些接地線并不會和系統(tǒng)的電源接地線產(chǎn)生任何與電氣有關(guān)的聯(lián)系。在TT接地系統(tǒng)當(dāng)中，所有用電設(shè)備都是與大地單獨連接的，而且每個電氣設(shè)備所攜帶的保護線都互不干擾，這直接杜絕了這些保護線內(nèi)部電流可能會產(chǎn)生的相互作用和影響，也避免了用電設(shè)備所攜帶的保護線和中性線在發(fā)生結(jié)合之后由保護線運行而引發(fā)對中性線正常運行的負(fù)面影響。

然而在使用TT接地系統(tǒng)時，由于技術(shù)人員需要確保所有用電設(shè)備都能夠?qū)崿F(xiàn)單獨接地，并確保這些接地線之間不會發(fā)生任何的電氣接觸，這必然會給接地工作帶來極大的難度，也對技術(shù)人員的專業(yè)能力提出了極高的要求，接地系統(tǒng)在施工時所消耗的成本也會增加很多。因此，只有少數(shù)對電力穩(wěn)定性有著極高要求的場所才會選擇TT接地系統(tǒng)，如科研院、設(shè)計院等。由于TT系統(tǒng)里面的中性線都會直接引向大地，當(dāng)大量的用電設(shè)備處在工作狀態(tài)時，很容易產(chǎn)生用電安全事故，所以技術(shù)人員在設(shè)計TT接地系統(tǒng)時，一定要對這一風(fēng)險嚴(yán)加防范。

3 總結(jié)

由此可見，接地環(huán)節(jié)在建筑電氣的低壓配電設(shè)計中，發(fā)揮著不可替代的作用，而接地系統(tǒng)無疑是確保低壓配電能夠正常運行的關(guān)鍵，這與用戶的用電安全密切相關(guān)。因此，技術(shù)人員一定要嚴(yán)格地遵照規(guī)定的低壓配電設(shè)計原則來進行低壓配電的設(shè)計工作，并結(jié)合施工現(xiàn)場的實際情況來進行分析，確保各種接地系統(tǒng)都能夠安全、穩(wěn)定地運行，這樣才能使建筑電氣工程的施工質(zhì)量得到充分的保障。

【參考文獻(xiàn)】

[1]馬超.建筑電氣中的低壓配電設(shè)計方案之研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016，（36）：275.

[2]劉祖斌.高層建筑電氣中的低壓配電設(shè)計分析[J].江西建材，2015，（18）：204+208.endprint