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    淺析智能建筑中的供電接地系統(tǒng)

    2015-10-21 17:19:03盧戈
    關(guān)鍵詞:接地系統(tǒng)智能建筑

    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。

    參考文獻(xiàn):

    [1]陳德鑫.論智能建筑的電氣保護(hù)與接地[J]中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品.2010(5)

    [2] 鄧震宇. DCS接地系統(tǒng)應(yīng)用[J]. 自動(dòng)化與儀器儀表. 2011(01)

    [3] 楊征.淺談低壓配電系統(tǒng)接地形式的選用[J]. 建設(shè)科技. 2013(Z1)

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