淺談建筑電氣中接地系統(tǒng)的選擇

王玉科

摘要：為了保證電氣設(shè)備的安全和正常工作，電氣設(shè)備的某些導(dǎo)電部分應(yīng)與接地體用接地線進(jìn)行可靠的電氣連接，這就是接地。在建筑電氣中，接地型式和接地類型科學(xué)合理的選擇尤為重要，它不僅關(guān)系到供電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，還關(guān)系到電氣設(shè)備和操作人員的安全性。本文就建筑電氣的接地型式和接地類型的選擇進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：接地型式 接地類型 可靠性 安全性

在任何的建筑電氣設(shè)計中，接地系統(tǒng)都非常重要，因其不僅關(guān)系到供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，也關(guān)系到用電的安全性。一個完善、科學(xué)的接地系統(tǒng)是保證建筑物內(nèi)各類用電設(shè)備正常運(yùn)行及操作人員安全的必須條件。

一、接地型式的選擇

我國220v/380V低壓配電系統(tǒng)，廣泛采用中性點直接接地的運(yùn)行方式，而且引出有中性線和保護(hù)線，按接地型式分為TN系統(tǒng)、TT系統(tǒng)和IT系統(tǒng)。

1.TN系統(tǒng)。TN系統(tǒng)的中性點直接接地，所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均接公共的保護(hù)線或公共的保護(hù)中性線，通稱為“接零”。TN系統(tǒng)又分為TN-C系統(tǒng)、TN-S系統(tǒng)和TN-C-S系統(tǒng)，現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的是TN-S系統(tǒng)。TN-S系統(tǒng)的N線和PE線全部分開，設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均接PE線。由于PE線中無電流通過，因此設(shè)備之間不會產(chǎn)生電磁干擾。該系統(tǒng)廣泛用于對安全要求較高的場所及對抗電磁干擾要求高的數(shù)據(jù)處理和精密檢測的實驗場所，也越來越多地用于住宅供電系統(tǒng)。

2.TT系統(tǒng)。TT系統(tǒng)的中性點直接接地，而其中設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均各自經(jīng)PE線單獨接地。由于TT系統(tǒng)中各設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分的接地PE線是分開的，互無電氣聯(lián)系，因此相互之間不會發(fā)生電磁干擾問題。該系統(tǒng)如發(fā)生單相接地故障，則形成單相短路，線路的保護(hù)裝置動作于跳閘，切除故障線路。但是該系統(tǒng)在出現(xiàn)絕緣不良而引起漏電時，由于漏電電流較小可能不足以使線路的過電流保護(hù)動作，從而使漏電設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分長期帶電，增加了觸電的危險，因此該系統(tǒng)必須裝設(shè)靈敏度較高的漏電保護(hù)裝置，以確保人身安全。該系統(tǒng)適用于安全要求及對抗電磁干擾要求較高的場所。

3.IT系統(tǒng)。IT系統(tǒng)的中性點不接地，或經(jīng)高阻抗接地。該系統(tǒng)沒有N線，因此只能接額定電壓為系統(tǒng)線電壓的單相設(shè)備和三相設(shè)備。該系統(tǒng)中所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均經(jīng)各自的PE線分別接地。

由于IT系統(tǒng)中設(shè)備外露可導(dǎo)電部分的接地線也是彼此分開的，互無電氣聯(lián)系，因此互相之間也不會發(fā)生電磁干擾問題。由于IT系統(tǒng)中性點不接地或經(jīng)高阻抗接地，因此當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，三相設(shè)備及接線電壓的單相設(shè)備仍能照常運(yùn)行。但是在發(fā)生單相接地故障時，應(yīng)發(fā)出報警信號，以便供電值班人員及時處理，消除故障。IT系統(tǒng)主要用于對連續(xù)供電要求較高及有易燃易爆危險的場所。

二、接地類型的選擇

在一棟建筑物中，存在多種的接地類型，各自功用不一。對于普通的電氣設(shè)備，其所需的接地類型有工作接地、保護(hù)接地、重復(fù)接地；對于精密電子設(shè)備，還應(yīng)設(shè)置屏蔽接地和防靜電接地；對于整棟建筑物來說，還必須裝設(shè)防雷接地系統(tǒng)。

1.工作接地。工作接地是指由于運(yùn)行和安全需要，為保證電力網(wǎng)在正常情況或事故情況下能可靠地工作而將電氣回路中某一點實行的接地。主要是指變壓器中性點直接或經(jīng)消弧線圈接地及中性線接地。應(yīng)注意的是N線必須采用銅芯絕緣線并有足夠的截面積，接地電阻R≤4Ω并保持恒定；配電中的等電位接線端子不能外露；一般設(shè)在配電柜內(nèi)，且不能與其它接地系統(tǒng)混接。

2.保護(hù)接地。保護(hù)接地是指為了保障人身安全，避免發(fā)生觸電事故，將電氣設(shè)備在正常情況下不帶電的金屬部分與大地作電氣連接?，F(xiàn)代建筑物內(nèi)設(shè)備多種多樣，而且也存在一些非帶電導(dǎo)電設(shè)備與構(gòu)件，如果設(shè)備的絕緣破損，使設(shè)備外殼帶電，人體觸及外殼，相線電流就會流經(jīng)人體經(jīng)大地返回中性點，發(fā)生觸電事故。因此，容易漏電設(shè)備的外殼和一些外設(shè)導(dǎo)電構(gòu)件必須用PE線連接并接地，并嚴(yán)禁PE線與N線連接。保護(hù)接地的接地電阻R≤4Ω，其值越小，對人體的觸電保護(hù)功能越好。

3.重復(fù)接地。在TN系統(tǒng)中，如PE線出現(xiàn)斷線，保護(hù)接地功能損失，也會發(fā)生觸電事故。因此，對一些關(guān)鍵設(shè)備及關(guān)鍵部位進(jìn)行重復(fù)接地，以保證人身安全。當(dāng)工作接地電阻不大于4Ω時，每一重復(fù)接地裝置的重復(fù)接地電阻不應(yīng)大于10Ω；在工作接地電阻允許為10Ω的場合，每一重復(fù)接地的接地電阻不應(yīng)大于30Ω，但重復(fù)接地點不得少于三處。

4.屏蔽接地。在一個用電環(huán)境中，電磁干擾現(xiàn)象是不可忽視的。電磁噪聲對數(shù)字信號及模擬信號的傳輸有極大的干擾作用，會影響電子設(shè)備的正常工作，嚴(yán)重的會導(dǎo)致設(shè)備的損壞。因此，建筑物電氣系統(tǒng)中，電磁兼容設(shè)計是非常重要的，對建筑物內(nèi)的電子設(shè)備及信號傳輸線應(yīng)實行屏蔽接地的保護(hù)措施，以消除內(nèi)部自身傳導(dǎo)和外來的干擾。

5.防靜電接地。靜電不僅會導(dǎo)致計算機(jī)等精密電子設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)隨機(jī)故障，還會造成某些元器件損壞，并且其產(chǎn)生頻繁，很難消除。在建筑物內(nèi)，精密電子設(shè)備及其輔助設(shè)施如地板、工作臺等，甚至工作人員的穿著都要采取防靜電措施，最簡單的措施就是將這些物品進(jìn)行接地，使產(chǎn)生的靜電流入大地。特別在計算機(jī)房，由于設(shè)備密度大，使用時間長，人員多，極易產(chǎn)生靜電，必須采取防靜電措施。一般靜電接地電阻R≤100Ω。

6.防雷接地。把雷電電流迅速導(dǎo)入大地，以防止雷害為目的的接地稱為防雷接地。尤其是電子設(shè)備及布線系統(tǒng)耐壓等級低，防干擾要求高，最怕受到雷擊。不管是直擊、串擊或反擊都會使電子設(shè)備受到不同程度的損壞或嚴(yán)重干擾。因此對防雷接地設(shè)計必須嚴(yán)密、可靠，一般接地電阻R≤10Ω。

三、結(jié)束語

綜上所述，建筑物內(nèi)有各種不同的電氣設(shè)備，為保證各種設(shè)備運(yùn)行的可靠性、穩(wěn)定性及安全性，避免相互之間的干擾，應(yīng)科學(xué)合理地選擇接地型式和接地類型，接地電阻的數(shù)值也要符合設(shè)計要求。