摘 要 隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，以及現(xiàn)代建筑領(lǐng)域技術(shù)的水平的不斷提升，在建筑領(lǐng)域低壓配電已經(jīng)成為建筑安全的一個重要內(nèi)容，其中的接地系統(tǒng)更是提高建筑安全水平的一個重要方法和考察建筑安全水平的一個重要指標。本文將從接地系統(tǒng)安全的角度出發(fā)，結(jié)合建筑電氣低壓配電設(shè)計中各種接地系統(tǒng)的實際，對建筑電氣低壓配電設(shè)計中各種接地系統(tǒng)進行深入的研究和探討。

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

在建筑工程中電氣設(shè)備是最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，建筑電氣低壓配電接地系統(tǒng)的安全運行直接關(guān)系到用戶的生命財產(chǎn)安全，所以接地系統(tǒng)的接地質(zhì)量一直是社會各界高度關(guān)注的領(lǐng)域，同時隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，人民群眾在生活中對電力的需求也在大幅度上升，對建筑電氣低壓配電設(shè)計中各種接地系統(tǒng)的研究具有鮮明的現(xiàn)實意義。

1 建筑電氣低壓配電設(shè)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(lǐng)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，I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(yīng)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(wù)的接地形式。

在建筑電氣低壓配電設(shè)計中各種接地系統(tǒng)中，工作人員主要會面臨來自兩個方面的問題，一方面是供配電系統(tǒng)中電源端帶有電導體的接地問題；另一方面是供配電系統(tǒng)中負荷端電氣裝置外露點部分的接地問題。

2 建筑電氣低壓配電設(shè)計過程中接地系統(tǒng)的特點

2.1 TN-C系統(tǒng)

接地系統(tǒng)的TN-C系統(tǒng)就是在接地線路設(shè)計活動中將中性線N與保護線PE結(jié)合在一起，以一條線承載中性線和保護線兩種保護功能接入大地，在具體的接地活動中主要就是將電氣設(shè)備的金屬外殼與PE線、N線連接在PEN線上，這樣結(jié)合在一起的主線既可以作為中性線使用又可以作為保護線使用，降低了接地系統(tǒng)的施工負擔，提高了接地系統(tǒng)設(shè)計的效率。在具體的TN-C系統(tǒng)運行過程中，PNE線既能夠承載復雜的電流運行，還能夠承載諧波電流。同時其在運行過程中因為大地的自身的電阻較低、電容較大會在高電流經(jīng)過時保持較低的電位水平，能夠起到一定的降低電氣設(shè)備過高電壓的作用，結(jié)合TN-C電氣接地系統(tǒng)的這些特點，可以綜合分析出TN-C接地系統(tǒng)，更加適合在三相負荷較為均衡的供電系統(tǒng)中應(yīng)用，能夠有效的提升電氣系統(tǒng)的安全性。但是其自身的缺點也是相對明顯的，因為中性線與保護線的結(jié)合使用，導致保護線中電流對中性線的穩(wěn)定性影響很大，在較為精密的系統(tǒng)中使用中性線的不穩(wěn)定會影響系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性。所以在對供電系統(tǒng)進行接地設(shè)計的過程中，接地線應(yīng)該盡量避免與中性線混用，以保證建筑電氣低壓配電設(shè)計中各種接地系統(tǒng)的安全。

2.2 TN-S系統(tǒng)

TN-S接地系統(tǒng)是指在接地系統(tǒng)中中性線N與保護線PE之間并沒有直接的聯(lián)系，而是分別從電氣系統(tǒng)中接出并按照固定的要求接入大地，所以安全線PE在正常狀態(tài)下都是不帶電的，與之相連接的建筑電氣外殼也是不帶電的。同時中性線因為沒有了保護線中電流的干擾，在電氣系統(tǒng)運行過程中的穩(wěn)定性也有了明顯的提升，這種對建筑電氣安全性有較高維護水平的接地系統(tǒng)，其自身對建筑電氣的安全維護性水平較高，在民用住宅中有較大的應(yīng)用市場，在一些對設(shè)備供電穩(wěn)定性要求較高的精密電子設(shè)備中這種接地系統(tǒng)也較為實用。具體連接方式如圖1所示。

2.3 TN-C-S系統(tǒng)

TN-C-S接地系統(tǒng)是一種將中性線與保護線整體結(jié)合又部分分開的接地系統(tǒng)，TN-C-S是民用建筑配電活動中常用的一種接地系統(tǒng)，通常集中應(yīng)用在較為分散的民用建筑配電活動中。其在民間應(yīng)用廣泛的原因是其自身的接地原理比較明確，而且具體的接線方式也比較簡單，在建筑電氣安全防護上也有較高的安全性，在具體的應(yīng)用實踐中因為中性線N與保護線PE本身還是有部分相連的，所以PEN線還是具備一定的降壓能力，同時這種將電壓也作用在建筑電氣的外殼上，會對建筑電氣自身的電氣性能產(chǎn)生一定的影響。所以嚴格意義上來講PEN線必須重復接地，而且PE線與中性線之間必須要有嚴格的絕緣，中性線與大地之間的絕緣效果也必須提高到一定程度才能保證整個接地系統(tǒng)的安全性能。具體接線方式如圖2所示。

2.4 TT系統(tǒng)

TT接地系統(tǒng)是一種建筑電氣單獨接地的接地系統(tǒng)，其在運行過程中每一個用電設(shè)備的外殼都單獨使用一條接地線進行接地，并且保證與電源的接地線沒有電氣上的關(guān)聯(lián)，在TT系統(tǒng)中每一個用電設(shè)備都單獨與大地相連各個電氣設(shè)備的保護線都單獨接地互不所屬。從根本上杜絕了用電設(shè)備保護線電流的相互影響。也杜絕了用電設(shè)備自身的保護線與中性線結(jié)合在一起導致的設(shè)備自身保護線對中性線的影響。防止電壓沿著用電設(shè)備的保護線進入用電設(shè)備的內(nèi)部影響用電設(shè)備的安全和運行質(zhì)量。但是這種接地系統(tǒng)因為要將每一個用電設(shè)備都單獨接地，而且接地線之間還不能存在電氣意義上的接觸，這就為具體的接地工作提出了較高的要求，接地系統(tǒng)的施工難度會加大，同時接地系統(tǒng)建設(shè)的成本也會提高。一般只有對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性要求極高的科研院所才會采用這種基地系統(tǒng)。

TT系統(tǒng)中的所有中性線都是直接引至大地的，而大地的電位是零所以在用電設(shè)備集中工作的時候，容易發(fā)生對地絕緣擊穿事故，在TT接地系統(tǒng)的設(shè)計和建設(shè)活動中應(yīng)該注意對這一風險的防范。

2.5 IT系統(tǒng)

在通常情況下，建筑電氣低壓配電系統(tǒng)的IT接地系統(tǒng)電源端口都是不接地的，一般采用設(shè)置高電阻和高電抗的方式來進行接地保護，而建筑電氣設(shè)備的外殼是直接接地的，這種特殊設(shè)置導致該系統(tǒng)中出現(xiàn)第一次故障時，電源端口的高電阻和高電抗設(shè)置會讓故障電流變得極小，電氣設(shè)備金屬外殼不會產(chǎn)生導致工作人員觸電的電壓，所以并不需要切斷電源。系統(tǒng)會根據(jù)故障信息向維護人員發(fā)出警示，依靠維護人員的檢查維修排除故障。這樣的設(shè)置讓IT接地系統(tǒng)在運行過程中能夠維持整個電氣設(shè)備的供電穩(wěn)定性。在一些對電力供應(yīng)穩(wěn)定性要求較高的企業(yè)中IT接地系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用，根據(jù)自身的特點可以對線路中的故障信息進行早期預警，遭遇故障不停電以防止供電電壓不穩(wěn)對機械設(shè)備造成的損害?？梢詫崿F(xiàn)對電力系統(tǒng)中故障的不停電或者局部停電維護，從本質(zhì)上來說可以認為是簡直電氣低壓配電系統(tǒng)中的一種智能接地系統(tǒng)，因為其自身在電力系統(tǒng)中安全維護的職能化作用，其在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)漸漸成為一種主流。

3 建筑低壓配電系統(tǒng)中的接地保護設(shè)計

建筑電氣低壓配電系統(tǒng)運行的安全性對確保電氣設(shè)備使用者的用電安全至關(guān)重要，因此在建筑低壓配電系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)該采取必要的接地保護措施。接地保護措施是在建筑低壓配電系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)漏電的情況下，自動切斷漏電線路以保證整個線路的安全性，保證整個供電系統(tǒng)中機械設(shè)備和操作人員安全的設(shè)備。在建筑電氣低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計過程中，如何合理的設(shè)置接地保護裝置提高整個建筑供電系統(tǒng)的安全是其設(shè)計過程中的關(guān)鍵問題，所以在建筑電氣低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計活動中，應(yīng)該根據(jù)建筑電氣設(shè)備的具體情況以及回路線路的橫截面積大小合理的設(shè)置接地保護裝置。在建筑電氣低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計過程中無論選擇什么樣的接地系統(tǒng)，采取什么樣的接地形式，都要注意整個低電壓供電系統(tǒng)應(yīng)該處在同一個電位上，供電系統(tǒng)中的接地系統(tǒng)與電氣設(shè)備應(yīng)該進行等電位連接，以保證整個低電壓供電系統(tǒng)內(nèi)部的穩(wěn)定性，以防止供電系統(tǒng)因為外部電壓的影響而無法正常運行。供電外網(wǎng)的電壓變化也是建筑低壓配電系統(tǒng)中接地保護系統(tǒng)要面對的主要問題，只有在設(shè)計過程中就考慮到外部電壓的不穩(wěn)定性，才能保證配電系統(tǒng)內(nèi)部的相對穩(wěn)定。

如前文所述在建筑電氣低壓配電系統(tǒng)中，接地保護主要有三種模式，即IT、TN、TT。其中TT系統(tǒng)是針對接地建筑電氣低壓供電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備保護問題的，通過電氣設(shè)備的單獨接地來實現(xiàn)電路中電氣設(shè)備的保護，主要功能作用是將故障回路內(nèi)的電流自動切斷，保護電氣設(shè)備不受破壞；IT系統(tǒng)作為一種功能性較強的建筑電氣低壓配電系統(tǒng)中的接地安全系統(tǒng)，一般設(shè)置在電網(wǎng)的外漏導電部分，如果電網(wǎng)外漏導電部分出現(xiàn)故障，IT系統(tǒng)的接地保護不會切斷整個系統(tǒng)的電源，而是通過自身的高電阻和高電抗阻塞故障電流的自主流動并向線路的維護人員告警，由電力系統(tǒng)的維護人員根據(jù)故障的實際信息對故障采取分段線路斷電處理，這種保護機制不僅保護了線路中機械設(shè)備和操作人員的安全，同時也最大限度的降低了電力故障對電力系統(tǒng)運行的影響。TN系統(tǒng)接地主要是通過電流保護器對電路負荷與電流短路的保護裝置，也可以對建筑電氣低壓配電系統(tǒng)因接地故障起到保護作用。

4 結(jié)論

在建筑領(lǐng)域電氣低壓配電設(shè)計活動中，安全是主要的影響因素所以建筑電氣低壓配電設(shè)計中的接地系統(tǒng)選擇和應(yīng)用成為一個關(guān)鍵性的內(nèi)容，對建筑電氣低壓配電設(shè)計中各種接地系統(tǒng)的探討具有鮮明的現(xiàn)實意義，本文從建筑電氣低壓配電設(shè)計過程中各個接地系統(tǒng)的概述、建筑電氣低壓配電設(shè)計過程中接地系統(tǒng)的特點、建筑低壓配電系統(tǒng)中的接地保護設(shè)計三個角度對這一問題進行了深入的研究，以期為建筑電氣低壓配電設(shè)計中各種接地系統(tǒng)應(yīng)用水平的提升提供支持和借鑒。

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作者簡介

楊云娜（1980-），女，四川省成都市人。 大學本科學歷?，F(xiàn)供職于四川省醫(yī)藥設(shè)計院有限公司。研究方向為工業(yè)與民用供配電設(shè)計。

作者單位

四川省醫(yī)藥設(shè)計院有限公司 四川省成都市 610000