電氣接地系統(tǒng)應(yīng)用

李春梅

摘 要：接地技術(shù)是一門多學(xué)科的綜合技術(shù)，要在實(shí)踐中不斷探索，以使其更加趨于完善。根據(jù)用電設(shè)備的整體性、結(jié)構(gòu)性、層次性、目的性，及整個供電網(wǎng)的周圍環(huán)境、地理位置、土質(zhì)條件以及設(shè)備性能和用途，采取相應(yīng)防護(hù)措施，保證設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：電氣接地；TN系統(tǒng)；注意問題

1 前言

接地是廣泛應(yīng)用的安全技術(shù)措施之一。接地系統(tǒng)是指在故障情況下可能出現(xiàn)危險的對地電壓和導(dǎo)電部分同大地緊密地連接起來的系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)。這是一種防止間接電擊的保護(hù)性措施，必要時應(yīng)輔以總等電位聯(lián)結(jié)。本文對電氣接地系統(tǒng)的一些保護(hù)原理和我們國家常用的電氣接地系統(tǒng)進(jìn)行簡單闡述。

2 電氣接地的保護(hù)

2.1 接地保護(hù)的原理

接地是為了防止觸電或保護(hù)設(shè)備的安全，把電力電訊等設(shè)備的金屬底盤或外殼接上地線；利用大地作電流回路接地線。在電力系統(tǒng)中，將設(shè)備和用電裝置的中性點(diǎn)、外殼或支架與接地裝置用導(dǎo)體作良好的電氣連接叫做接地。接地的功能除了將一些無用的電流或是噪聲干擾導(dǎo)入大地外，最大功用為保護(hù)使用者不被電擊電氣設(shè)備的某個部分與大地之間作良好的電氣聯(lián)接稱為接地。與大地土壤直接接觸的金屬導(dǎo)體或金屬導(dǎo)體組稱為接地體，聯(lián)接電氣設(shè)備應(yīng)接地部分與接地體的金屬導(dǎo)體稱為接地線；接地體和接地線統(tǒng)稱為接地裝置。

2.2 接地保護(hù)的分類

常用的有保護(hù)接地、工作接地、防雷接地、屏蔽接地、防靜電接地等。保護(hù)接地就是將電氣設(shè)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(nèi)的電氣設(shè)備以及設(shè)備附近的金屬構(gòu)件、金屬管等用PE（保護(hù)性接地裝置與其相連接的保護(hù)線（保護(hù)導(dǎo)體），按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)以文字符號“PE”表示。）線連接起來，但嚴(yán)禁將PE線與N線連接。這些措施不僅是保障智能建筑電氣系統(tǒng)安全、有效運(yùn)行的措施，也是保障非智能建筑內(nèi)設(shè)備及人身安全的必要手段。保護(hù)性的接地類型很多，主要有防止人身間接電擊以及電氣火災(zāi)、線路損壞的故障接地、重復(fù)接地、防止過電壓的接地、等電位接地、防靜電接地、電磁屏蔽接地、檢修接地以及維持系統(tǒng)安全運(yùn)行的工作接地等。低壓配電電網(wǎng)接地系統(tǒng)安全設(shè)計、施工、運(yùn)行、檢測等與用電安全有密切的關(guān)系。

工作接地將變壓器中性點(diǎn)直接與大地作金屬連接，稱為工作接地。接地的中性線（N線）必須用銅芯絕緣線，不能與其它接地線混接，也不能與PE線連接。

防雷接地，為把雷電流迅速導(dǎo)入大地，以防止雷害為目的的接地叫作防雷接地。智能化樓宇內(nèi)有建筑電氣設(shè)備和大量的電子設(shè)備與布線系統(tǒng)，如通信自動化系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)、火災(zāi)報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)、樓宇自動化系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)、閉路電視系統(tǒng)、車庫管理系統(tǒng)等。從已建成的大樓看，大樓的各層頂板，底板，側(cè)墻，吊頂內(nèi)幾乎被各種布線布滿。其中電子設(shè)備及布線系統(tǒng)一般均屬于耐壓等級低，防干擾要求高，最怕受到雷擊的部分。不管是直擊、串擊、反擊雷、雷電感應(yīng)及雷電波侵入都會使電子設(shè)備受到不同程度的損壞或嚴(yán)重干擾。

3 接地保護(hù)系統(tǒng)

在接地保護(hù)系統(tǒng)中根據(jù)國家的《電氣設(shè)計規(guī)范》的要求，以及我國項(xiàng)目施工設(shè)計中常采用的TN系統(tǒng)。

3.1 TN系統(tǒng)

TN系統(tǒng)中的字母T，表示電源中性點(diǎn)是直接接地的。N表示電氣設(shè)備在正常情況下不帶電的金屬部分與配電網(wǎng)中性點(diǎn)之間金屬體的連接，即與配電網(wǎng)保護(hù)零線（保護(hù)導(dǎo)體）的緊密連接。這種做法就是保護(hù)接零?；蛘哒f，TN系統(tǒng)就是配電網(wǎng)低壓，保護(hù)接零的安全原理是當(dāng)某相帶電部分碰連設(shè)備外殼時，形成該相對零線的單相短路；短路電流促使線路上的短路保護(hù)元件迅速動作，從而把故障設(shè)備電源斷開，消除電擊危險。雖然保護(hù)接零也能降低漏電設(shè)備上的故障電壓，但一般不能降低到安全范圍以內(nèi)。其第一位的安全作用是迅速切斷電源。

3.2 TN系統(tǒng)組合形式

TN系統(tǒng)電力系統(tǒng)有一點(diǎn)直接接地，按照中性線與保護(hù)線組合情況又可分為三種形式：TN-C，TN-S，TN-C-S。

（1）TN—C。TN-C系統(tǒng)曾被廣泛的應(yīng)用，它是整個系統(tǒng)的中性線與保護(hù)線是合一的。這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是線路連接簡單，在三相負(fù)荷較平衡的環(huán)境中有著較為廣泛的運(yùn)用。但是現(xiàn)代的建筑用電環(huán)境中三項(xiàng)負(fù)荷平衡的環(huán)境很少出現(xiàn)，由于各種用電設(shè)備的不斷變化容易產(chǎn)生多次諧波，使得用電流電壓波動都較為頻繁，所以這種系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中已被逐漸淘汰。

（2）TN—S系統(tǒng)，也稱三相五線制系統(tǒng)。該系統(tǒng)是三相四線加PE線的接地系統(tǒng)。整個系統(tǒng)的中性線（N）與保護(hù)線（PE）是分開的用電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分接在PE線上。一般當(dāng)住宅樓內(nèi)有獨(dú)立變壓器時便采用TN-S系統(tǒng)。由于TN-S系統(tǒng)中性線N與保護(hù)接地線PE除在變壓器中性點(diǎn)共同接地外，兩線從變壓器低壓母線處便分開了，所以與TT系統(tǒng)一樣，不管中性點(diǎn)N是否帶電，PE線均不帶電，與PE線連接的設(shè)備外殼同樣均不會帶電。而且在TN—S系統(tǒng)中，發(fā)生電氣故障時，通過PE線接地電流較大，一般熔斷器、斷路器都能動作切斷電源（靈敏度高）。因此TN-s接地系統(tǒng)明顯提高了使用安全性。在用戶配電箱內(nèi)，PE線與接地線排的總接地端子板連接。

（3）TN—C—S系統(tǒng)。該系統(tǒng)有一點(diǎn)直接接地，用電設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分通過保護(hù)線與接地點(diǎn)連接，系統(tǒng)中前一部分線路的中性線N與保護(hù)線是合一的，第二部分是TN-S系統(tǒng)，即N與PE線是分開的。采用TN—C-S系統(tǒng)時，當(dāng)中性線與保護(hù)線分開后（通常在住宅進(jìn)戶處）就不能再合并（中性線的絕緣水平應(yīng)與相線相同）。因此在住宅中采用TN-C-S系統(tǒng)，實(shí)際上就成了TN-S系統(tǒng)。也即PEN線在進(jìn)人用戶配電箱后，配電箱內(nèi)分開設(shè)置了N端子板和PE端子板，N與PE線進(jìn)人住宅便互相分開不再有任何電氣連接了。

4 接地保護(hù)需注意的問題

在同一接零系統(tǒng)中，一般不允許部分或個別設(shè)備只接地、不接零的做法；否則，當(dāng)接地的設(shè)備漏電時，該接地設(shè)備及其他接零設(shè)備都可能帶有危險的對地電壓。如確有困難，個別設(shè)備無法接零而只能接地時，則該設(shè)備必須安裝漏電保護(hù)裝置。

重復(fù)接地合格。重復(fù)接地指零線上除工作接地以外的其他點(diǎn)的再次接地。重復(fù)接地的安全作用是減輕PE線和PEN線斷開或接觸不良的危險性，進(jìn)一步降低漏電設(shè)備對地電壓，改善架空線路的防雷性能和縮短禍電故障持續(xù)時間。電纜或架空線路引入車間或大型建筑物處，配電線路的最遠(yuǎn)端及每1km處，高低壓線路同桿架設(shè)時共同敷設(shè)的兩端應(yīng)作重復(fù)接地。每一重復(fù)接地的接地電阻不得超過10Ω；在低壓工作接地的接地電阻允許不超過10Ω的場合，每一重復(fù)接地的接地電阻允許不超過30Ω，但不得少于3處。

發(fā)生對PE線的單相短路時能迅速切斷電源。對于相線對地電壓220v的TN系統(tǒng)，手持式電氣設(shè)備和移動式電氣設(shè)備末端線路或插座回路的短路保護(hù)元件應(yīng)保證故障持續(xù)時間不超過0.4s；配電線路或固定式電氣設(shè)備的末端線路應(yīng)保證故障持續(xù)時間不超過5s。

參考文獻(xiàn)：

[1] 梁栩菁.建筑電氣工程的等電位聯(lián)結(jié)及其施工質(zhì)量[J].科學(xué)之友，2011（12）.

[2] 由海濤.淺談建筑工程中的等電位聯(lián)結(jié)[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2011（6）.

[3] 潘健敏.淺談建筑電氣接地問題[J].才智，2011（23）.