建筑電氣低壓配電設(shè)計(jì)中各種接地系統(tǒng)的分析

王巍

摘 要：在現(xiàn)代化科技發(fā)展的過(guò)程中，我國(guó)建筑行業(yè)也朝著智能化的方向不斷進(jìn)步。從而讓建筑電氣低壓配電設(shè)計(jì)成為目前研究的重點(diǎn)課題，在建筑工程中低壓配電設(shè)計(jì)中的各種接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就是其中一個(gè)重要的組成部分，低壓配電設(shè)計(jì)中的各種接地系統(tǒng)是當(dāng)前建筑行業(yè)不可或缺的一項(xiàng)技術(shù)。本文主要針對(duì)相關(guān)方面的問(wèn)題進(jìn)行研究，探討建筑電氣低壓配電設(shè)計(jì)中各種接地系統(tǒng)在當(dāng)前工作中的發(fā)展，希望能夠?qū)窈蟮膽?yīng)用有所幫助，促進(jìn)我國(guó)建筑電氣系統(tǒng)水平的進(jìn)一步提升。

關(guān)鍵詞：建筑電氣 低壓配電 設(shè)計(jì) 接地系統(tǒng) 特點(diǎn)

一、前言

在當(dāng)前的社會(huì)生活中可以發(fā)現(xiàn)我國(guó)建筑電氣設(shè)備原來(lái)越多，配電的情況越來(lái)越復(fù)雜，所以對(duì)于建筑低壓配電系統(tǒng)的保護(hù)就顯得尤為重要，各種接地系統(tǒng)也越來(lái)越受到關(guān)注。建筑電氣的接地系統(tǒng)對(duì)于建筑電氣設(shè)備的使用安全性以及穩(wěn)定性具有重要作用，只有完善現(xiàn)有的技術(shù)，解決低壓配電設(shè)計(jì)中的各種接地系統(tǒng)存在的不足之處，才能更好的實(shí)現(xiàn)建筑水平的進(jìn)一步發(fā)展，促進(jìn)我國(guó)在建筑電氣低壓配電設(shè)計(jì)的整體水平進(jìn)一步的提高。本文主要對(duì)建筑電氣低壓配電中各種接地系統(tǒng)做出簡(jiǎn)要的論述，希望能夠?qū)ξ磥?lái)的應(yīng)用起到促進(jìn)性的作用，更好的實(shí)現(xiàn)相應(yīng)技術(shù)的完善。

二、各種接地系統(tǒng)介紹與分析

接地系統(tǒng)是建筑電氣低壓配電設(shè)計(jì)中非常重要的組成部分，在設(shè)計(jì)時(shí)也需要注意很多的問(wèn)題。就目前來(lái)說(shuō)，接地系統(tǒng)主要有三種，依次為：TN、TT、IT。這三種接地系統(tǒng)TN又可以詳細(xì)的劃分三種系統(tǒng)依次為：TN-C、TN-S、TN-C-S。接下來(lái)，筆者就建筑電氣低壓配電設(shè)計(jì)中這幾種接地系統(tǒng)的相關(guān)問(wèn)題做具體的分析。

1、TN-C系統(tǒng)

從TN-C的歸屬上來(lái)看，主要是TN系統(tǒng)的重要分支，從這一系統(tǒng)的概念上就可以看出，T主要是指電源進(jìn)行的直接接地，另外，N主要是指中性線在電源中進(jìn)行接地處理，最后，中性線和相應(yīng)的保護(hù)線之間形成了一根，這是C的主要含義。經(jīng)過(guò)以上的分析可知，TN-C系統(tǒng)主要是在配電設(shè)備中，其外殼、保護(hù)線以及中性線等共同連接到PEN線上，并且把它當(dāng)成是以一種保護(hù)線。但是這種系統(tǒng)在實(shí)際的運(yùn)行中還會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的危險(xiǎn)性，那就是除了正常電流之外還會(huì)存在著諧波電流。這也是電氣設(shè)備事故發(fā)生的重要因素，主要是由于諧波電流在經(jīng)過(guò)PEN導(dǎo)線的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生一定的電壓，甚至出現(xiàn)了嚴(yán)重的短路現(xiàn)象，對(duì)地電壓的形成也是安全隱患出現(xiàn)的重要條件。

2、TN-S系統(tǒng)

TN-S系統(tǒng)和TN-C系統(tǒng)之間存在著明顯的差別，主要是中性線和保護(hù)線之間的關(guān)系上有所不同。這一系統(tǒng)中，中性線和保護(hù)線是相互獨(dú)立的。這樣就可以減輕線路的負(fù)擔(dān)，沒(méi)有過(guò)多的電流經(jīng)過(guò)，保護(hù)線的金屬管線和電氣設(shè)備的基本導(dǎo)線不會(huì)出現(xiàn)電壓的荷載現(xiàn)象，可見(jiàn)，這種系統(tǒng)在人口密集的低壓配電系統(tǒng)中應(yīng)用較廣，其安全性達(dá)標(biāo)。但是，即使這種系統(tǒng)的中性線和保護(hù)線并不相同，但是需要對(duì)電流的特點(diǎn)和類型進(jìn)行掌握，具體來(lái)說(shuō)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

第一，諧波電流。諧波電流的產(chǎn)生主要和直流電子設(shè)備和熒光燈的使用之間存在著密切的關(guān)系。諧波電流對(duì)電源產(chǎn)生的污染程度最高，同時(shí)，也會(huì)給中性線帶來(lái)嚴(yán)重的影響。中性線的諧波電流處于層層疊加的狀態(tài)，電流量比較大，嚴(yán)重的甚至?xí)^(guò)相線的電流。

第二，單相工作電流。從接地系統(tǒng)的運(yùn)行中可以看出，一般來(lái)說(shuō)中性線上的電流和相線上的電流相等。但是由于人們對(duì)于光照質(zhì)量以及亮度的要求不斷提升，所以，單相線電流量也有所增加。久而久之就會(huì)出現(xiàn)電流量的不平衡。這一因素的重要性應(yīng)該得到工作人員的重視。

第三，三相不平衡電流。這種情況在單相負(fù)荷供電系統(tǒng)中的常見(jiàn)度比較明顯，在實(shí)際的工作體現(xiàn)出一定的復(fù)雜性。而且隨著時(shí)間的推移以及接地設(shè)備的不斷完善，供電不平衡的現(xiàn)象突出。因此，采用TN-S系統(tǒng)就是在這一背景下研制而成的。

3、TN-C-S系統(tǒng)

從其概念上可以看出，這一系統(tǒng)的構(gòu)成部分有兩種，首先是中性線和保護(hù)線是一根，另一部分是二者相互分開(kāi)。一般來(lái)說(shuō)，在民用建筑的配電工作中，TN-C-S系統(tǒng)的應(yīng)用程度比較高，而且，這種接地系統(tǒng)是用PEN線來(lái)接通電源線，然后在應(yīng)用到建筑物的線柜上面。這一系統(tǒng)的接線方式比較簡(jiǎn)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(yīng)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(shè)備的外殼上，因此在單體進(jìn)線處將PEN線做重復(fù)接地，接地電阻城10SL后，分為PE線和N線，N線與地絕緣。

4、TT系統(tǒng)

該系統(tǒng)過(guò)去稱為接地制，用電設(shè)備外殼用單獨(dú)的接地極接地，與電源的接地在電氣上無(wú)聯(lián)系，各個(gè)建筑物的電氣設(shè)備用自己的接地極接地，PE線互不連接，這就杜絕了故障電壓沿PE線自戶外竄入戶內(nèi)的危險(xiǎn)。因此供電部門提供給公用低壓電網(wǎng)供電的用戶大多是用TT接地系統(tǒng)，在農(nóng)村用得較廣。

5、IT系統(tǒng)

IT系統(tǒng)中性點(diǎn)不直接接地或經(jīng)高阻抗接地，也就是說(shuō)電源帶電部分對(duì)地絕緣，用電設(shè)備的金屬外殼直接接地。該系統(tǒng)主要用于電機(jī)系統(tǒng)接地。IT系統(tǒng)不宜配出N線，如要配出N線時(shí)，需要在N線上裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)，并用來(lái)包括N線在內(nèi)的所有導(dǎo)線斷電。在有大量的單相用電設(shè)備時(shí)，需要配出N線。可在三相電源設(shè)置四極斷路器或隔離開(kāi)關(guān)，在發(fā)生短路故障時(shí)同時(shí)切斷相線及N線。

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(shè)計(jì)中，需將所有電氣設(shè)備及可觸及到的金屬物體與保護(hù)PE線相連。在電氣設(shè)備與其相連的情祝下，對(duì)電氣設(shè)備及操作人員起到保護(hù)作用。因此，在低壓配電系統(tǒng)保護(hù)中，PE線的設(shè)置是十分重要的一項(xiàng)技術(shù)措施。

PE線設(shè)置中要考慮以下問(wèn)題：一方面，在TI一S，TN一S一N系統(tǒng)中，當(dāng)出現(xiàn)接地故障時(shí)，由于PE線在接地故障持續(xù)時(shí)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(shè)時(shí)盡量與配電導(dǎo)線靠近并同路敷設(shè)，盡可能降低相線一中性線回路阻抗，提高接地故障保護(hù)電器的靈敏度，同時(shí)也降低PE線上的接觸電壓。同路敷設(shè)是指PE線與配電導(dǎo)線同管、同線槽或橋架敷設(shè)。

近些年，有些產(chǎn)品只是單純?yōu)榱藵M足TN一S名TN一C一S系統(tǒng)在制式上的要求，實(shí)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(gè)出線回路PE線均需專設(shè)。各組PE線的選擇應(yīng)按組內(nèi)出線回路最大接地故障電流值來(lái)確定，或者按組內(nèi)最大相截面積來(lái)確定。對(duì)于小容量支線回路，PE線允許專設(shè)。

三、結(jié)束語(yǔ)

接地系統(tǒng)是建筑電氣低壓配電中重要的保護(hù)裝置，其對(duì)提高電氣工程的效益有著重要的影響，而且可以增強(qiáng)建筑的功能，降低建筑內(nèi)用電設(shè)備出現(xiàn)故障的概率。隨著建筑種類的增多，建筑結(jié)構(gòu)以及供電要求越來(lái)越復(fù)雜，這對(duì)建筑電氣配電設(shè)計(jì)人員也提出了更高的要求，其必須提高對(duì)電氣工程的安裝以及接地系統(tǒng)的重視程度，要通過(guò)學(xué)習(xí)提高設(shè)計(jì)水平，選擇正確的接地系統(tǒng)，另外，還要提高對(duì)電線、電纜質(zhì)量的監(jiān)管力度，對(duì)不符合要求的材料要進(jìn)行剔除，這樣才能保證建筑電氣工程的質(zhì)量與安全性。

參考文獻(xiàn)：

[1]李曉琛，佟一飛.淺談建筑電氣低壓配電設(shè)計(jì)中導(dǎo)體的選擇[J].黑龍江科技信息，2010（22）.

[2]吳靜賢.建筑電氣低壓配電系統(tǒng)接地分析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012（5）.

[3]陳杰.對(duì)建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)的論述[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2011（23）