王一賾

奧宗尼亞環(huán)保技術(shù)（天津）有限公司，中國(guó)·天津300000

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，在建筑領(lǐng)域當(dāng)中，建筑電氣低壓低配系統(tǒng)占據(jù)非常重要的地位，其可以很好地促進(jìn)建筑行業(yè)在持續(xù)以及穩(wěn)定的狀態(tài)下發(fā)展。論文主要對(duì)于建筑電氣低壓配電設(shè)計(jì)當(dāng)中存在的各種各樣的接地系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的分析以及探討，希望可以給大家?guī)ヒ恍﹩l(fā)，進(jìn)一步對(duì)中國(guó)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展起到促進(jìn)的作用。

建筑電氣；低壓配電設(shè)計(jì)；接地系統(tǒng)

1 引言

建筑行業(yè)的發(fā)展使各種建筑電氣設(shè)備也越來越多，配電系統(tǒng)的情況也愈發(fā)復(fù)雜。為了能夠更好的發(fā)揮配電系統(tǒng)的作用和價(jià)值，需要加強(qiáng)對(duì)建筑低壓配電系統(tǒng)保護(hù)和設(shè)計(jì)工作的重視，加強(qiáng)對(duì)各種接地系統(tǒng)的研究。低壓配電的接地系統(tǒng)直接關(guān)系著建筑電氣設(shè)備的使用安全性和可靠性。因此，需要加強(qiáng)對(duì)各種接地系統(tǒng)的研究，明確當(dāng)前接地系統(tǒng)應(yīng)用過程中存在的問題和不足，并采取針對(duì)性的措施進(jìn)行解決，保證建筑電氣低壓配電設(shè)計(jì)的科學(xué)性和有效性。

2 電氣低壓配電設(shè)計(jì)中各種接地系統(tǒng)的分類

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，各種各樣的電器設(shè)備在當(dāng)前建筑物運(yùn)行中所發(fā)揮的價(jià)值越來越高，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和新材料、新工藝的進(jìn)步，使人們使用的電器種類也不斷增多，對(duì)于電力的需求也不斷增大。因此，必須要加強(qiáng)對(duì)電氣低壓配電設(shè)計(jì)工作的重視以及研究，接地系統(tǒng)一般指的是將地面與電線連接起來，以保障使用設(shè)備的安全性。例如，家用電器的外殼和接地線都與插座相連接，能夠使家用電子的外殼與大地連接，避免家用電器漏電引發(fā)的人體觸電問題。接地系統(tǒng)比較常見的類型包括IT 系統(tǒng)TN 系統(tǒng)以及TT 系統(tǒng)[1]。

3 配電設(shè)計(jì)中幾種接地系統(tǒng)的特點(diǎn)

3.1 TN-C 系統(tǒng)

TN-C 系統(tǒng)主要是指：保護(hù)線PE 以及中性線N 兩者之間進(jìn)行合并，TN-C 系統(tǒng)會(huì)把設(shè)備上存在的金屬外殼，N 線以及相應(yīng)的PE 線在PEN 線上進(jìn)行連接，這樣就會(huì)起到接零保護(hù)的目的。PEN 線可以通過諧波電流和正常的負(fù)荷電流，同時(shí)也能夠產(chǎn)生電壓降表現(xiàn)在線路技術(shù)管線以及用電設(shè)備外殼中。在斜坡線路諧波電流以及三相負(fù)荷基本平行當(dāng)中會(huì)經(jīng)常的使用斜坡線路諧波電流，供電系統(tǒng)會(huì)比較的少，這樣以來在精密設(shè)備當(dāng)中，TN-C 系統(tǒng)并不是非常的適用。TN-C 系統(tǒng)具備非常多的特點(diǎn)：保護(hù)接地以及保護(hù)接零等，但是非常容易造成設(shè)備當(dāng)中性線的電位出現(xiàn)升高的情況，進(jìn)而會(huì)使設(shè)備外殼的電壓具備危險(xiǎn)性。所以，在應(yīng)用TN-C 系統(tǒng)進(jìn)行配電設(shè)計(jì)的過程中，需要加強(qiáng)對(duì)供電系統(tǒng)接地和接零的區(qū)分，嚴(yán)禁接地和接零混用[2]。

3.2 TN-S 系統(tǒng)

TN-S 系統(tǒng)與TN-C 系統(tǒng)之間主要的差異主要表現(xiàn)在保護(hù)線和中心線之間關(guān)系的區(qū)別，TN-S 系統(tǒng)的保護(hù)線和中性線是獨(dú)立存在的。相對(duì)于TN-C 系統(tǒng)來說，TN-S 系統(tǒng)的線路中并沒有過多的電流經(jīng)過，可以有效減輕線路的負(fù)擔(dān)，電氣設(shè)備的基本導(dǎo)線與保護(hù)線的金屬管線之間也不會(huì)產(chǎn)生電壓的載荷問題。TN-S 系統(tǒng)在人口相對(duì)比較密集的低壓配電系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)用十分廣泛，有著良好的安全性和穩(wěn)定性。雖然TN-S 系統(tǒng)保護(hù)線與中性線是獨(dú)立分開存在的，但是仍然需要加強(qiáng)對(duì)電流類型和特點(diǎn)的研究與分析，以盡可能的減少TN-S 系統(tǒng)接地過程中的危險(xiǎn)問題。首先，針對(duì)諧波電流進(jìn)行分析，諧波電流主要與直流電子設(shè)備與熒光燈使用有關(guān)諧波電流的產(chǎn)生會(huì)對(duì)電源造成污染，影響中性線功能的正常發(fā)揮。中性線中的諧波電流量比較大，處于電流不斷疊加的狀態(tài)，甚至有可能會(huì)超過相線的電流。其次，對(duì)于三相不平衡電流來說，主要是由單相復(fù)合供電系統(tǒng)引發(fā)的，在實(shí)際工作過程中表現(xiàn)出一定的復(fù)雜性。隨著基地設(shè)備的不斷完善以及時(shí)間的逐漸推移，三相不平衡電流現(xiàn)象不斷突出，TN-S 系統(tǒng)的應(yīng)用可以有效優(yōu)化三相不平衡電流問題，保證電流可以正常穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)[3]。

3.3 TN-C-S 系統(tǒng)

在TN-C-S 系統(tǒng)當(dāng)中，保護(hù)線PE 以及中性線N 當(dāng)中的一部分處于合并的狀態(tài)，另外一部分則處于一種分開的狀態(tài)。在民用建筑配電系統(tǒng)過程中，TN-C-S 屬于一種比較常用的接地系統(tǒng)，通常使用PEN 線進(jìn)入到建筑物的具體總進(jìn)線柜之后，再分為PE 線和N 線，這種接線方式安全性比較高，接線簡(jiǎn)單，在分散的民用建筑配電過程中有著十分重要的應(yīng)用價(jià)值。PEN 線上存在一定的電壓降，而且在設(shè)備外殼上面也存在，因此在單體進(jìn)線的位置處需要完成PEN 線的重復(fù)接地。接地電阻不可以超過10 歐姆，具體分為N 線以及PE 線。N線要與地絕緣[4]。

3.4 IT 接地系統(tǒng)

IT 接地系統(tǒng)內(nèi)部的電源與地面是不進(jìn)行連接的，但是電氣設(shè)備外部的可以導(dǎo)電的位置會(huì)直接連接到地面。IT 接地系統(tǒng)在建筑電氣低壓配電設(shè)計(jì)過程中有著十分重要的應(yīng)用價(jià)值，當(dāng)?shù)蛪号潆娤到y(tǒng)出現(xiàn)故障和問題時(shí)，電源端口會(huì)在比較高的電壓和電阻作用下產(chǎn)生很小的電流。此時(shí)，低壓配電系統(tǒng)的電源處于開啟的狀態(tài)，能夠保障供電的連續(xù)性穩(wěn)定性和安全性。其次，當(dāng)存在一相接地故障時(shí)，如果技術(shù)人員沒有及時(shí)排除該項(xiàng)故障問題，將會(huì)造成多重激勵(lì)故障而誘發(fā)比較大的安全事故。因此，相關(guān)技術(shù)人員還需要將專門的檢查系統(tǒng)設(shè)置到IT 接地系統(tǒng)當(dāng)中，便于故障的及時(shí)監(jiān)控，從而可以達(dá)到故障及時(shí)清除的效果，保障系統(tǒng)應(yīng)用的穩(wěn)定性[5]。再將檢察系統(tǒng)引入到IT 接地系統(tǒng)裝置之后，電氣設(shè)備本身的金屬外殼產(chǎn)生的電壓并不會(huì)使技術(shù)人員發(fā)生觸電，因此技術(shù)人員在進(jìn)行操作過程中并不需要切斷電源，在檢察系統(tǒng)安裝完成并工作之后可以對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的時(shí)實(shí)際故障問題進(jìn)行可靠判斷，并為維護(hù)人員及時(shí)拉響警報(bào)。維護(hù)人員在聽到系統(tǒng)的警報(bào)之后，可以全面系統(tǒng)的檢查發(fā)生故障的部位，并進(jìn)行及時(shí)檢修，減少由于低壓配電設(shè)備故障而帶來的經(jīng)濟(jì)損失，保障低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行的效率。IT 接地系統(tǒng)在實(shí)際低壓配電工作中，通常用于對(duì)接地故障電壓要求比較嚴(yán)格以及有較高供電要求的場(chǎng)所，如礦井中的電氣設(shè)備、應(yīng)急電源以及消防區(qū)域等環(huán)境中。IT 接地系統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展成為一種主流的低壓配電接地系統(tǒng)，對(duì)于中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著至關(guān)重要的作用，需要加強(qiáng)對(duì)IT 接地系統(tǒng)的研究與重視。

3.5 PE 線的作用和約束條件

在民用建筑當(dāng)中，低壓配電系統(tǒng)是比較常用的，其中接地方式包含三種，在實(shí)施配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中，需要把整個(gè)的電氣設(shè)備以及保護(hù)PE 線與可接觸到的相關(guān)金屬物體之間相互連接。這樣以來，就會(huì)對(duì)操作人員以及工作人員起到很好的保護(hù)意義。在實(shí)施PE 線的設(shè)置當(dāng)中，工作人員會(huì)最先的接觸到接地故障，在接地故障的發(fā)生過程中，PE 線需要承受單向的短路電流，因此產(chǎn)生的接觸電壓值不可以超過安全電壓。其次，PE 線在鋪設(shè)的過程中，一定要保障PE 線以及配電導(dǎo)線之間比較的靠近，并且要同路的進(jìn)行鋪設(shè)，這樣就會(huì)使接地故障保護(hù)電器的相關(guān)靈敏度得到提高，回路阻抗得到降低。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和電氣技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，各種各樣的新材料和新技術(shù)逐漸應(yīng)用于PE 線制造和生產(chǎn)工藝當(dāng)中，極大地提升了PE 線工作的穩(wěn)定性和安全性，但也有很多魚目混珠的問題。有的產(chǎn)品在設(shè)計(jì)的過程中只是為了更好的和TN-S 或者TN-C-S 系統(tǒng)要求相適應(yīng)，因此沒有鋪設(shè)相應(yīng)的回路PE 線。只是按照最大接地故障電流值來進(jìn)一步確定PE 線的具體選擇，這樣非常的不利于PC 功能的發(fā)揮，因此，需要結(jié)合工程項(xiàng)目的實(shí)際建設(shè)要求以及電力使用需求合理進(jìn)行PE 線的設(shè)置，明確PE 線的作用以及PE 線的約束條件，以充分發(fā)揮PE 線的作用和價(jià)值，保障電力系統(tǒng)可以持續(xù)穩(wěn)定安全的運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.6 TT 系統(tǒng)

由于各個(gè)電氣設(shè)備線之間不連接，因此可以杜絕PE 線從戶外竄入戶內(nèi)的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)。各電氣設(shè)備直接用自己的接地極接地能夠進(jìn)一步保障電氣設(shè)備應(yīng)用的安全性，當(dāng)前供電部門提供給公用低壓電網(wǎng)供電的用戶絕大多數(shù)是TT 接地系統(tǒng)，尤其在農(nóng)村應(yīng)用的十分廣泛。這主要是由于農(nóng)村用電負(fù)荷分散以及線路故障電流小，TT 系統(tǒng)的應(yīng)用可以就地打接地極，避免從電源引來PE 線的問題。TT 接地系統(tǒng)是建筑電氣工程低壓配電設(shè)計(jì)工作中一種十分典型的接地系統(tǒng)，TT 接地系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行的過程中所有電氣設(shè)備的外殼部位單獨(dú)通過一條接地線實(shí)現(xiàn)與地面的連接，不會(huì)與電源接地線產(chǎn)生任何聯(lián)系。所有的設(shè)備都是與大地單獨(dú)連接的，從而可以保障每個(gè)電氣設(shè)備攜帶的保護(hù)線之間不會(huì)相互干擾，防止保護(hù)線內(nèi)部電流的相互影響和相互作用。同時(shí)也能夠有效避免用電設(shè)備所攜帶的中性線和保護(hù)線在結(jié)合之后由于保護(hù)線運(yùn)行而對(duì)中性線正常功能所產(chǎn)生的負(fù)面影響。但是技術(shù)人員在使用TT 接地系統(tǒng)時(shí)，必須要確保所有的用電設(shè)備都可以單獨(dú)接地并保證所有的接地線之間不會(huì)發(fā)生任何的電器接觸，否則將會(huì)影響接地工作的安全性和可靠性。TT 接地系統(tǒng)對(duì)于技術(shù)人員的專業(yè)能力和綜合素養(yǎng)比較高的要求，工程項(xiàng)目比較復(fù)雜，接地系統(tǒng)施工成本也相對(duì)較多。所以，TT 接地系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于對(duì)電力接觸穩(wěn)定性有極高要求的場(chǎng)所，例如設(shè)計(jì)院和科學(xué)院等。TT 接地系統(tǒng)里面的中性線直接引入大地，在大量用電設(shè)備處于工作狀態(tài)時(shí)，也可能會(huì)用發(fā)安全生產(chǎn)事故。因此，在進(jìn)行TT 接地系統(tǒng)研究與安裝的過程中，技術(shù)人員需要加強(qiáng)對(duì)可能存在的風(fēng)險(xiǎn)問題的研究，并采取針對(duì)性的措施進(jìn)行防范保障，以充分發(fā)揮TT 接地系統(tǒng)的作用和價(jià)值。

4 結(jié)語

綜上所述，加強(qiáng)對(duì)建筑電氣低壓配電系統(tǒng)中各種接地系統(tǒng)的分析對(duì)于電器運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性和安全性有著十分重要的作用，通過分析各種接地系統(tǒng)的工作原理應(yīng)用方法以及應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，能夠幫助工作人員進(jìn)一步做好建筑電氣低壓配電設(shè)計(jì)工作，減少用電安全事故，提高用電的可靠性，促進(jìn)建筑行業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。