建筑電氣低壓配電設計中各種接地系統的分析

張智/廣西水利電業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的分析

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科技的不斷進步，帶動了各行各業的發展，近些年來，建筑行業的飛速發展就是最好的例子。在建筑建設中，電氣低壓配電系統是其重要的組成部分，而各種接地系統又是電氣低壓配電系統中不可缺少的部分，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；分析

接地系統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，接地系統主要有三種，依次為：TN、TT、IT。這三種接地系統TN又可以詳細的劃分三種系統依次為：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的相關問題做具體的分析。

一、TN－C系統

TN－C系統是TN系統中的一種，在了解TN－C系統之前，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。根據這幾個字母含義，我們就可以總結出何為TN－C系統，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，如果發生短路，就會出現很高的對地電壓。

二、TN－S系統

TN－S系統中是TN系統中的另一種，它不同于TN－C系統。主要體現在，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S的含義我們就能了解到，在TN－S系統中，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。在現代社會中，之所以會產生諧波電流，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中是經常出現的，更是不能忽視的現象，伴隨著時間的推移，這種不平衡的情況會越來越復雜。TN－S系統就是針對這種現象制訂的。

三、TN－C－S系統

在介紹TN－C系統和TN－S系統時，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，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

該系統過去稱為接地制，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供電的用戶大多是用TT接地系統，在農村用得較廣。

五、IT系統

IT系統中性點不直接接地或經高阻抗接地，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。該系統主要用于電機系統接地。IT系統不宜配出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。可在三相電源設置四極斷路器或隔離開關，在發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的接地形式有3種。在這些低壓配電系統設計中，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系統中，當出現接地故障時，由于PE線在接地故障持續時間內承受單相短路電流，因此在PE線上所產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，有些產品只是單純為了滿足TN－S名TN－C－S系統在制式上的要求，實際上這些系統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種接地系統都能發揮它們應有的作用。本文是筆者根據多年的工作經驗總結出來的，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的選擇與等電位聯結［J］.工程建設與設計.2007（06）.