【摘要】在工業水平不斷發展的同時,如何有效的控制避免工業廠房內用電系統的安全成為了急需解決的科學問題,這也是制約工業產業發展的關鍵問題之一。在工業廠房內導致安全事故的最主要原因主要是電氣接地系統安裝不科學,所以,科學地解決制約工業廠房發展的電氣接地系統的設計與安裝成為了當務之急。本文從多角度多層次分析了工業廠房內電氣接地系統的原理、系統組成及如何科學安裝進行了深入的分析探討,以期為現代工業廠房園區內電氣接地系統的安裝提供一定的參考依據。
【關鍵詞】工業廠房;電氣接地系統;安裝;措施
工業的發展離不開對電力的需求,一般而言,現代的工業園區電力需求量大,工業廠房內的用電系統也處于不斷增加的趨勢。為保障工業企業的生產過程中安全生產,對所有的建筑供給電氣必須安裝接地系統,接地系統的安裝在最大限度上保障了在用電過程中的可靠性和安全性。然而針對不同的建筑物或不同功能性的建筑物,安裝的接地系統也是不同的。因此,本文從工業廠房的具體需求出發,綜述分析了工業廠房內電氣接地系統的原理、系統組成及如何科學安裝。以期為現代工業廠房園區內電氣接地系統的安裝提供一定的參考依據。
1.現代工業廠房電氣接地系統類型分析
眾所周知,電氣接地系統關系到整個工業產業線的安全生產,因此,電氣接地系統在工業廠房內發揮著重大作用。在我們生活中,小到我們家用電器,大到住在小區的供電系統都配備了電器的接地系統。從物理學上分析,大地是一個導體,在其任何部位的電位都趨于零,這是現代電氣系統接地的原理基礎。
接地是指在電氣系統運行過程中,為保障電器設備和電工人員的安全而實行的一種用電安全措施保障系統,其主要是通過將金屬導線與大地裝置連通。從上述的分析中我們可知,接地的目的一方面是保護人身安全,另一方面是保障電力系統正常穩定運行。
一般而言,我們把接地分為工作系統、保護系統、接地系統等。接地系統在國際上通用的分類為TN系統,TT系統和IT系統。由于不同的電器設備以及在不同的電力負荷下,不同的接地系統做起到的作用是不同的。因此,本文主要探討了工業廠房內的電氣接地系統的安裝。
1.1 TN系統
TN系統又稱為作保護接零。其定義是指用電設備金屬外殼帶電時,此時系統會出現相線和零線短路,從而導致回路電阻小,電流大。這樣就可以讓保險絲在短時間內迅速熔斷而把電路切斷,最大限度上保證了用電的安全。根據在TN系統中N線和PE線的不同組合安裝形式,其又可以分為TN-C系統、 TN-S系統和TN- C-S系統。
(1) TN-C系統
TN-C系統在傳統上又叫三相四線制系統,在操作定義上是指中性線N線與保護接地線PE線合并為一線。本種方式的接地系統主要的優勢在于當用電設別發生用電接地故障時候,合二為一的PEN線阻抗小,系統的靈敏度高,能在最短時間內切斷電源,保障安全。另一方面,由于PE線和N線合二為一,在安裝時,可以節約一根電線,這樣比較節約成本。但是,TN-C系統也存在著較多問題,目前的許多工業廠房企業往往不采用這種接地系統方式。
(2) TN-S系統
TN-S系統又叫做三相五線制系統。在操作定義上是指工作零線和保護線同時在中性點線處接地,然后N線與PE線之間完全分開,兩線之間沒有任何的接點。本中接地系統方式,PE線對地是完全沒有電壓的,工作零線與與保護線之間不會形成回路,安全可靠,有效地防治了用電事故的發生。從綜合效果分析上看,TN-S系統在供電保護性能以及經濟性能上均有優勢,在工現代工業廠房接地系統中優先選擇此種方式。
(3) TN- C-S系統
TN- C-S系統是指在接地系統上同時有兩個接地系統,分別是TN-C系統和TN-S系統。本種接地系統的好處在于兼具了上述兩種接地方式的優勢,在TN-C系統出現故障時,TN-S系統能夠正常工作,這樣保證了用電的安全性能。同時也保護了用電設備。
1.2 TT系統
TT系統是指將工業廠房內的電氣設備金屬外殼直接,不通過第三方與地面連接的方式。這種接地系統方式在公共電網處比較常見。TT系統比TN-C系統、 TN-S系統、TN- C-S系統在抗電磁和運用保護電器等方面具有優勢。本中接地系統方式在現代工業廠房電氣接地系統中比較受到青睞,但是在安裝過程中必須安裝配備合格的漏電保護器,這樣才能充分發揮本中接地系統 的優勢。
1.3 IT系統
IT系統是一種三聯三線式的系統,該種接地系統方式多用于在接地出現問題時,通過系統本身的優勢不會導致電氣設備外表帶有很多的電流,這樣反過來保障了系統的正常安全運行。然而,該種接地系統方式,在控制照明等方面不如上述方式靈活便利。同時,當220V的電源出現運行事故時,維護修理方面是比較耗時的。
2.現代工業廠房電氣接地系統的接地措施
接地的目的是在最大限度上保護用電設備的安全以及用電人員的人身安全,是一種保護措施。目前,常用的接地措施有安全保護接地、交流工作接地、防雷接地、防靜電接地等幾種接地措施。
(1) 安全保護接地
安全保護接地措施是指讓電器設備的外金屬部分與大地之間的金屬導體部分通過PE線連接起來,這樣起到保護區域工作內用電安全的一種措施。本種接地方式在要求上必須將PE線與N線分開連接,即它們不能在廠房區內連接,這樣的做法是保障接地設施的安全性。由于在接地過程中涉及到強電設備,弱電設備以及一些常用的導電設備構件,這些設備均采取了安全保護接地措施,在工作人員在非正常情況下接觸到帶電的電器設備外殼時,上述的接地系統就會自動斷電,這樣能夠保護廠房內的用電設施安全,也不會對廠房內的工作人員造成安全事故。
(2) 交流工作接地
交流工作接地措施是一種將電力系統中的某一點,通過間接的方式或者間接的方式與大地系統相互連接。交流工作接地主要是將變壓器的N線連接,通過N線的作用不讓等電位接線端子曝露在外界中,同時N線也不與其他任何的線路之間連接(包括PE線)。這種接地措施能夠保持三相電壓均衡,這在低壓系統供電中具有重要作用。
(3) 防雷接地
防雷接地措施是指在外界天氣變化時尤其是雷雨天氣時,為了防止雷電對電氣設備的工作運行造成一定的影響,常常安裝防雷接地設備,這樣可以有效的避免雷電對用電設備的損壞。目前用來防雷接地的裝置主要有避雷針接地法和法拉第籠式接地法。雖然它們都是防雷接地措施,但是在工作基礎以及適用范圍上都存在著巨大的差異。避雷針接地法是指在用電設備的高空安裝避雷針,這樣雷電通過避雷針傳遞到大地,而不會影響用電設備以及建筑物等。這種措施的缺點主要是其攔截空中放電的區域較小,適宜于小區域的防電安裝。法拉第籠式接地法的最大優點就是防止范圍廣泛,安全性能較高。因此,現代工業廠房大多采用此種接地方式。
(4) 防靜電接地
防靜電接地是指為了防止電器設備在工作過程中產生靜電,防止其對易燃油品、天然氣儲蓄罐設備和天然氣管道、電子工廠等產生危害而采取的一種接地系統措施。
3.結束語
電氣設備在我們日常生活中扮演著越來越重要的角色,不管是私人用戶,還是現代工業廠房,電器設備電子設備都在急劇增加增多,用電負荷也在不斷的增加。因此,如何保障用電安全成為了一項重要的任務。
本文綜述了不同的現代工業廠房區不同的電氣接地系統,從不同角度和層面分析了其運行優勢與劣勢。應該說,接地系統的設計和安裝直接關系到現代工業廠房的安全生產,在目前的新趨勢下,工業廠房越來越多,如何高效保障安全運行及做好相應的接地配套裝置,杜絕安全隱患成為了一項科學議題。在保障工業廠房電氣接地系統安全運行同時,排除各種安全隱患,提高企業的生產效率是我們首要的目標。
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