淺析智能建筑中的供電接地系統(tǒng)

盧戈

【摘要】隨著社會(huì)的發(fā)展，科學(xué)成為了現(xiàn)代社會(huì)最主要的發(fā)展動(dòng)力，對(duì)于現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展有著不可忽視的影響和作用。對(duì)于如何完善對(duì)智能建筑中接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)，本文作者結(jié)合多年的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)該課題進(jìn)行了研究，具有重要的參考意義。在建筑物供配電設(shè)計(jì)中，接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)占有重要的地位，因?yàn)樗P(guān)系到供電系統(tǒng)的可靠性，安全性。不管哪類(lèi)建筑物，在供電設(shè)計(jì)中總包含有接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)。而且，隨著建筑物的要求不同，各類(lèi)設(shè)備的功能不同，接地系統(tǒng)也相應(yīng)不同。尤其進(jìn)入90年代后，大量的智能化樓宇的出現(xiàn)對(duì)接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出了許多新的內(nèi)容。在常用的幾種接地方式中，哪一種能夠適合智能化樓宇呢？我們不妨分析一下下面幾種接地系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】智能建筑；接地系統(tǒng)；負(fù)荷平衡

1.TN-C系統(tǒng)

TN-C系統(tǒng)被稱(chēng)之為三相四線系統(tǒng)，該系統(tǒng)中性線N與保護(hù)接地PE合二為一，通稱(chēng)PEN線。這種接地系統(tǒng)雖對(duì)接地故障靈敏度高，線路經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單，但它只適合用于三相負(fù)荷較平衡的場(chǎng)所。智能化大樓內(nèi)，單相負(fù)荷所占比重較大，難以實(shí)現(xiàn)三相負(fù)荷平衡，PEN線的不平衡電流加上線路中存在著的由于熒光燈、晶閘管（可控硅）等設(shè)備引起的高次諧波電流，在非故障情況下，會(huì)在中性線N上疊加，使中性線N電壓波動(dòng)，且電流時(shí)大時(shí)小極不穩(wěn)定，造成中性點(diǎn)接地電位不穩(wěn)定漂移。不但會(huì)使設(shè)備外殼（與PEN線連接）帶電，對(duì)人身造成不安全，而且也無(wú)法取到一個(gè)合適的電位基準(zhǔn)點(diǎn)，精密電子設(shè)備無(wú)法準(zhǔn)確可靠運(yùn)行。因此TN-C接地系統(tǒng)不能作為智能化建筑的接地系統(tǒng)。

2.TN-C-S系統(tǒng)

TN-C-S系統(tǒng)由兩個(gè)接地系統(tǒng)組成，第一部分是TN-C系統(tǒng)，第二部分是TN-S系統(tǒng)，分界面在N線與PE線的連接點(diǎn)。該系統(tǒng)一般用在建筑物的供電由區(qū)域變電所引來(lái)的場(chǎng)所，進(jìn)戶(hù)之前采用TN-C系統(tǒng)，進(jìn)戶(hù)處做重復(fù)接地，進(jìn)戶(hù)后變成TN-S系統(tǒng)。TN-C系統(tǒng)前面已做分析。TN-S系統(tǒng)的特點(diǎn)是：中性線N與保護(hù)接地線PE在進(jìn)戶(hù)時(shí)共同接地后，不能再有任何電氣連接。該系統(tǒng)中，中性線N常會(huì)帶電，保護(hù)接地線PE沒(méi)有電的來(lái)源。PE線連接的設(shè)備外殼及金屬構(gòu)件在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，始終不會(huì)帶電.因此TN-S接地系統(tǒng)明顯提高了人及物的安全性.同時(shí)只要我們采取接地引線，各自都從接地體一點(diǎn)引出，及選擇正確的接地電阻值使電子設(shè)備共同獲得一個(gè)等電位基準(zhǔn)點(diǎn)等措施，那么TN-C-S系統(tǒng)可以作為智能型建筑物的一種接地系統(tǒng)。

3.TN-S系統(tǒng)

TN-S是一個(gè)三相四線加PE線的接地系統(tǒng)。通常建筑物內(nèi)設(shè)有獨(dú)立變配電所時(shí)進(jìn)線采用該系統(tǒng)。TN-S系統(tǒng)的特點(diǎn)是，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，兩線不再有任何的電氣連接。中性線N是帶電的，而PE線不帶電。該接地系統(tǒng)完全具備安全和可靠的基準(zhǔn)電位。只要象TN-C-S接地系統(tǒng)，采取同樣的技術(shù)措施，TN-S系統(tǒng)可以用作智能建筑物的接地系統(tǒng)。如果計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備沒(méi)有特殊的要求時(shí)，一般都采用這種接地系統(tǒng)。

4.TT系統(tǒng)

通常稱(chēng)TT系統(tǒng)為三相四線接地系統(tǒng)。該系統(tǒng)常用于建筑物供電來(lái)自公共電網(wǎng)的地方。TT系統(tǒng)的特點(diǎn)是中性線N與保護(hù)接地線PE無(wú)一點(diǎn)電氣連接，即中性點(diǎn)接地與PE線接地是分開(kāi)的。該系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，不管三相負(fù)荷平衡不平衡，在中性線N帶電情況下，PE線不會(huì)帶電。只有單相接地故障時(shí)，由于保護(hù)接地靈敏度低，故障不能及時(shí)切斷，設(shè)備外殼才可能帶電。正常運(yùn)行時(shí)的TT系統(tǒng)類(lèi)似于TN-S系統(tǒng)，也能獲得人與物的安全性和取得合格的基準(zhǔn)接地電位。隨著大容量的漏電保護(hù)器的出現(xiàn)，該系統(tǒng)也會(huì)越來(lái)越作為智能型建筑物的接地系統(tǒng)。從目前的情況來(lái)看，由于公共電網(wǎng)的電源質(zhì)量不高，難以滿(mǎn)足智能化設(shè)備的要求，所以TT系統(tǒng)很少被智能化大樓采用。

5.IT系統(tǒng)

IT系統(tǒng)是三相三線式接地系統(tǒng)，該系統(tǒng)變壓器中性點(diǎn)不接地或經(jīng)阻抗接地，無(wú)中性線N，只有線電壓（380V），無(wú)相壓壓（220V），保護(hù)接地線PE各自獨(dú)立接地。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)一相接地時(shí)，不會(huì)使外殼帶有較大的故障電流，系統(tǒng)可以照常運(yùn)行。缺點(diǎn)是不能配出中性線N。因此它是不適用于擁有大量單相設(shè)備的智能化大樓的。

在智能化樓宇內(nèi)，要求保護(hù)接地的設(shè)備非常多，有強(qiáng)電設(shè)備，弱電設(shè)備，以及一些正常情況下不帶電的導(dǎo)電設(shè)備與構(gòu)件，均必須采用有效的保護(hù)接地。如果采用TN-C系統(tǒng)，將TN-C系統(tǒng)中的N線同時(shí)用做接地線；或者在TN-S系統(tǒng)中將N線與PE線接在一起，再連接到底板上去；或者不設(shè)置電子設(shè)備的直流接地引線，而將直流接地直接接到PE線上；或者把N線、PE線、直流接地線混接在一起。以上這些做法都是不符合接地要求的。前面已經(jīng)分析過(guò)，在智能化大樓內(nèi)，單相用電設(shè)備較多，單相負(fù)荷比重較大，三相負(fù)荷通常是不平衡的，因此在中性線N中帶有隨機(jī)電流。另外，由于大量采用熒光燈照明，其所產(chǎn)生的諧波疊加在N線上，加大了N線上的電流量，如果將N線接到設(shè)備外殼上，會(huì)造成一些事故；如果在TN-S系統(tǒng)中將N線與PE線連在一起再接到設(shè)備外殼上，那么危險(xiǎn)更大，凡是接到PE線上的設(shè)備，外殼均帶電；會(huì)擴(kuò)大電擊事故的范圍；如果將N線、PE線、直流接地線均接在一起除會(huì)發(fā)生上述的危險(xiǎn)外，電子設(shè)備將會(huì)受到干擾而無(wú)法工作。因此智能建筑應(yīng)設(shè)置電子設(shè)備的直流接地，交流工作接地，安全保護(hù)接地，及普通建筑也應(yīng)具備的防雷保護(hù)接地。此外，由于智能建筑內(nèi)多設(shè)有具有防靜電要求的程控交換機(jī)房，計(jì)算機(jī)房，消防及火災(zāi)報(bào)警監(jiān)控室，以及大量易受電磁波干擾的精密電子儀器設(shè)備，所以在智能化樓宇的設(shè)計(jì)和施工中，還應(yīng)考慮防靜電接地和屏蔽接地的要求。

智能化樓宇的供電接地系統(tǒng)宜采用TN-S系統(tǒng)，按規(guī)范宜采用一個(gè)總的共同接地裝置，即統(tǒng)一接地體。統(tǒng)一接地體為接地電位基準(zhǔn)點(diǎn)，由此分別引出各種功能接地引線，利用總等電位和輔助等電位的方式組成一個(gè)完整的統(tǒng)一接地系統(tǒng)。通常情況下，統(tǒng)一接地系統(tǒng)可利用大樓的樁基鋼筋，并用40×4（mm）鍍鋅扁鋼將其連成一體，作為自然接地體。根據(jù)規(guī)范，該系統(tǒng)與防雷接地系統(tǒng)共用，其接地電阻應(yīng)≤1Ω。若達(dá)不到要求，必須增加人工接地體或采用化學(xué)降阻法，使接地電阻≤1Ω。在變配電所內(nèi)設(shè)置總等電位銅排，該銅排一端通過(guò)構(gòu)造柱或底板上的鋼筋與統(tǒng)一接地體連接，另一端通過(guò)不同的連接端子分別與交流工作接地系統(tǒng)中的中性線連接，與需要做安全保護(hù)接地的各設(shè)備連接，與防雷系統(tǒng)連接，與需做直流接地的電子設(shè)備的絕緣銅芯接地線連接。

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