建筑電氣低壓配電設計中各種接地系統(tǒng)的分析

張智/廣西水利電業(yè)集團有限公司荔浦供電分公司

建筑電氣低壓配電設計中各種接地系統(tǒng)的分析

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科技的不斷進步，帶動了各行各業(yè)的發(fā)展，近些年來，建筑行業(yè)的飛速發(fā)展就是最好的例子。在建筑建設中，電氣低壓配電系統(tǒng)是其重要的組成部分，而各種接地系統(tǒng)又是電氣低壓配電系統(tǒng)中不可缺少的部分，因此對建筑電氣低壓配電設計中的各種接地系統(tǒng)的分析就顯得十分的重要。

建筑；電氣低壓配電設計；接地系統(tǒng)；分析

接地系統(tǒng)是建筑電氣低壓配電設計中非常重要的組成部分，在設計時也需要注意很多的問題。就目前來說，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又可以詳細的劃分三種系統(tǒng)依次為：TN－C、TN－S、TN－C－S。接下來，筆者就建筑電氣低壓配電設計中這幾種接地系統(tǒng)的相關問題做具體的分析。

一、TN－C系統(tǒng)

TN－C系統(tǒng)是TN系統(tǒng)中的一種，在了解TN－C系統(tǒng)之前，我們要簡單的了解一下這幾個字母表達的含義。T是電源直接接地的意思，N是中性線在電源處接地的意思，C是中性線和保護線變成一根的意思。根據(jù)這幾個字母含義，我們就可以總結出何為TN－C系統(tǒng)，即：中性線N和保護線PE變成整體，也就是將電氣低壓配電設備的外殼和保護線、中性線一起連接在PEN線上，把它當作保護接零。但是TN－C系統(tǒng)有一個特別需要注意的問題，那就是，在正常情況下，PEN有正常的電流流過之外，還有一定的諧波電流流過，這就非常容易導致事故的發(fā)生，因為諧波電流流過PEN線之后，電氣低壓配電設備和金屬管線上就會存在一定的電壓，如果發(fā)生短路，就會出現(xiàn)很高的對地電壓。

二、TN－S系統(tǒng)

TN－S系統(tǒng)中是TN系統(tǒng)中的另一種，它不同于TN－C系統(tǒng)。主要體現(xiàn)在，中性線和保護線不用同一根線，而是各自用一根，S就是表示這個含義。根據(jù)S的含義我們就能了解到，在TN－S系統(tǒng)中，N中性線和PE保護線并不是用一根線，而是分開用，這樣在保護線上，正常的負荷電流就可以不流過，保護線的金屬管線和電氣低壓配電設備的外殼上就不會有電壓存在，所以TN－C系統(tǒng)是最適合用于民用建筑等人口密集的建筑的電氣中。

這里需要說明的是，在TN－S系統(tǒng)中，中性線上的電流不止一種，主要有以下幾種：

首先，諧波電流。在現(xiàn)代社會中，之所以會產(chǎn)生諧波電流，最重要的是因為大量使用直流電子設備和夜晚的熒光燈。這些設備非常容易產(chǎn)生高次諧波，這些諧波不僅會給電源造成污染，還會給中性線帶來諧波電流。中性線上的諧波電流層層的疊加，電流是非常大的，有時甚至超過相線電流；其次，單相工作電流。中性線上的電流等于相線上的電流，但是隨著生活水平的提高，人們的照度要求不斷的提高，因此單相工作電流也就隨之增加，這點是不能忽略的；最后，三相不平衡電流。這種情況在單相負荷的供電系統(tǒng)中是經(jīng)常出現(xiàn)的，更是不能忽視的現(xiàn)象，伴隨著時間的推移，這種不平衡的情況會越來越復雜。TN－S系統(tǒng)就是針對這種現(xiàn)象制訂的。

三、TN－C－S系統(tǒng)

在介紹TN－C系統(tǒng)和TN－S系統(tǒng)時，都交代了這幾個字母表示的含義，那么，TN－C－S又表示什么含義呢？TN－C－S主要有兩部分，而一部分是N中性線和PE保護線是一根線，而另一部分這兩者則是分開的。在民用建筑配電中，TN－CS是常用的接地系統(tǒng)，通常電源線路中用PEN線進入建筑物總進線柜上后，再分為N線和PE線。這種方式接線簡單，具有一定的安全性，適用于分散的民用建筑物配電。由于電源線路中的PEN線上有一定的電壓降，此電位仍將呈現(xiàn)在設備的外殼上，因此在單體進線處將PEN線做重復接地，接地電阻≤10Ω后，分為PE線和N線，N線與地絕緣。

四、TT系統(tǒng)

該系統(tǒng)過去稱為接地制，用電設備外殼用單獨的接地極接地，與電源的接地在電氣上無聯(lián)系，各個建筑物的電氣設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線自戶外竄入戶內的危險。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。

五、IT系統(tǒng)

IT系統(tǒng)中性點不直接接地或經(jīng)高阻抗接地，也就是說電源帶電部分對地絕緣，用電設備的金屬外殼直接接地。該系統(tǒng)主要用于電機系統(tǒng)接地。IT系統(tǒng)不宜配出N線，如要配出N線時，需要在N線上裝設過電流保護，并用來包括N線在內的所有導線斷電。在有大量的單相用電設備時，需要配出N線?？稍谌嚯娫丛O置四極斷路器或隔離開關，在發(fā)生短路故障時同時切斷相線及N線。

六、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)設計中，需將所有電氣設備及可觸及到的金屬物體與保護PE線相連。在電氣設備與其相連的情況下，對電氣設備及操作人員起到保護作用。因此，在低壓配電系統(tǒng)保護中，PE線的設置是十分重要的一項技術措施。

PE線設置中要考慮以下問題：一方面，在TI－S、TN－S－N系統(tǒng)中，當出現(xiàn)接地故障時，由于PE線在接地故障持續(xù)時間內承受單相短路電流，因此在PE線上所產(chǎn)生的接觸電壓值需低于安全電壓50 V；另一方面，PE線敷設時盡量與配電導線靠近并同路敷設，盡可能降低相線－－中性線回路阻抗，提高接地故障保護電器的靈敏度，同時也降低PE線上的接觸電壓。同路敷設是指PE線與配電導線同管、同線槽或橋架敷設。

近些年，有些產(chǎn)品只是單純?yōu)榱藵M足TN－S名TN－C－S系統(tǒng)在制式上的要求，實際上這些系統(tǒng)只要求提供一條低阻抗的電流通道，并不要求每個出線回路PE線均需專設。各組PE線的選擇應按組內出線回路最大接地故障電流值來確定，或者按組內最大相截面積來確定。對于小容量支線回路，PE線允許專設。

七、結語

綜上所訴，在建筑電氣低壓配電設計中，對這5種的接地系統(tǒng)進行分析是十分必要的，設計人員在設計時，要考慮多方面的因素，確保這5種接地系統(tǒng)都能發(fā)揮它們應有的作用。本文是筆者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗總結出來的，希望能夠為今后的工作提供參考。

［1］許志華.談低壓配電系統(tǒng)的接地形式、特點和降低接地電阻的方法［J］.工程建設與設計.2005（02）.

［2］曹秀海，周傳運.高層民用建筑供電接地系統(tǒng)的選擇與等電位聯(lián)結［J］.工程建設與設計.2007（06）.