建筑電氣低壓配電設計中各種接地系統的思考

孫承坤

摘 要：在我國現代建筑領域中，低壓配電一直是建筑安全的重要內容。接地系統的設計在安裝設計低壓配電系統時成為一個關鍵性的內容，對建筑電氣低壓配電設計中各種接地系統的探討具有鮮明的現實意義。本文通過對低壓配電設計中TN/TT/IT三種接地系統的思考與分析，闡釋PE線在接地系統中起到的重要作用，并且根據實際應用時的情況給出相應建議。

關鍵詞：建筑電氣；低壓配電；接地系統；PE線

一、建筑電氣低壓配電系統中接地系統的分類概述

由中性線與保護線的結合情況，我們可以將TN系統分為三種類型：TN-C系統、TN-S系統、TN-C-S系統。

（一）TN系統

TN-C系統中，中性線和保護線是完全一體的。這種系統在諧波電流相對較少并且三相負荷能夠保持相對平衡的供電系統中得以應用。這種系統的工作原理是利用供電設備的外殼把N線、PE線相互連接起來形成一個整體，即組成PEN線。在供電設備系統運行時，PEN線中會有一些諧波電流與正常電流同時通過，然而諧波電流不會對整體運行產生相對大的影響，所以PEN的安全運行得到保障。PEN線發生斷線的問題或者是短路的問題在運行過程中都會對線路電壓產生影響，對應的對地電壓也增高。因此，在供電系統運行環境易爆或是供電系統中有精密儀器時一般不采用TN-C接地系統，以免電壓過大引發安全事故。

TN-S系統中，中性線與保護線完全分離。相對來說，此種系統中PE線本身沒有正常電流的通過，外殼也不會帶電，因此較為安全。所以在供電設備中有精密設備或是需要更多安全保障的居民區中得以應用。可在這種系統中，我們更應注意，當運行供電系統過程中出現短路時，或是故障電壓不斷蔓延時，此種系統不能及時的自我處理這些故障。此外，諧波電流也會在N線路中與正常電流一同通過，其中正常電流由單項工作電流和三相平衡電流組成。其所產生的絕對值因為電流較大也會隨之增大，再加上考慮到線路中的阻抗問題，就會使此系統出現一定的地面電壓降，因此會出現電擊的危險。

TN-C-S系統中，中性線和保護線其中一部分合并，另一部分分離，此系統多應用于我國居民建筑的低壓配電接地系統中。這種系統的工作過程是，先使用合并的線路將電力從變壓器處接到居民樓之后，再利用分離的線路對各家各戶進行供電。此種系統結合了TN-C和TN-S系統，不僅高效安全，而且避免了其各自的弊端，基本上可以滿足居民建筑的安全穩定的供電需求。

（二） TT系統

TT系統通過用電設備的外殼同接地極進行接地處理，使其與電源的接地處在電氣設備上脫離關系。與此同時，其每個建筑之間的電氣設備都靠自身的接地極進行接地，與其PE線無連接。因此保證了故障電壓不會順著PE線進入居民樓內，從而避免了事故的發生。由于這種特性，所以TT系統往往被應用于大部分的公共低壓電網供電工作中。與此同時，因為我國農村居民有分散居住的居住習慣，使得其用電負荷不集中，出現線路故障時電流也相對較小，因此TT系統在我國農村應用最為廣泛，其也避免了從電源進入PE的繁瑣過程。

（三） IT系統

IT系統的中性點不會直接同地面接觸，因此其電源帶點部分與地面絕緣。這種用電系統往往應用于我國的電機系統中。然而，其并不是可以完全與N線適配，如果實際要求必須配N線，應在N線上設置好電流保護措施的前提下，再進行適配，以此保證電路的安全。

二、接地保護設計的分析及實際用電時的建議

（一）PE線的重要性

PE線就是我們常常提到的地線，其不會直接與火線或零線連接進電力線路中，而是將電氣設備外殼或其外表面導電體連接于地下，避免導電與漏電事故的發生。在電氣低壓配電設計中，需要將其電氣設備與可接觸到的金屬外殼與PE線進行連接。這種與PE線進行連接的方式，使其保證了系統中電氣設備的正常運行以及電氣工作人員的安全。因此，在對低壓配電系統進行保護工作的同時，必須要把PE線的設置放于重要位置。

PE線在低壓配電系統出現電路故障時會將故障電流傳送入地下，作為關鍵的保護措施，PE線應滿足必要性的要求：首先，PE線的載流能力應滿足其所進行保護設置的需求。再者，PE線在載流過程中的載流溫度與感應強度應保持在一定的數值范圍之內，以此避免建筑內火災，爆炸等危險事故的發生。與此同時，在進行PE線設置時，如果在應用TN-S系統時出現接地故障，PE線就會在故障時間內承受相應的單項短路電流，因此應保發生在PE線上的電壓低于建筑安全電壓50V以上。此外，敷設PE線時，應盡力使其與配電導線的距離更加接近，并以同路的形式即同管、同槽的形式進行敷設。對中性線與地相線間的回路阻抗進行最大程度的降低，從而保護了應對故障時電氣的靈敏識別度。

（二）實際用電時的接地系統應用建議

在國進行配電系統初期，常常選擇TN-C系統進行接地，改革開放以來，我國采用了國際IEC標準，漸漸改用TN-S的接地系統。TN-S作為低壓配電接地的標準形式通常應用于我國的建筑工程中。TN-C系統通常應用于我國各種低壓配電所中，從而使我國的民用建筑中出現室內為TN-S，室外為NT-C的特點。在TN-S系統中，因為此系統N線與地面絕緣和其N線與PE線絕緣的特點，在低壓網路范圍較大時，其N線的路徑就會相對變得很長，從而導致N線的阻抗也相對增大。正因為這種特點的存在使得當三相不平衡時，電路中偏離的電位過多而導致用電設備的安全性受到影響。而此時就應使用TN-C系統或者TN-C-S系統，來保證用電人員的安全。

三、總結

綜上所述，接地系統在建筑電氣低壓配電系統的運行過程中極其重要，進行相應的接地系統設計和安裝是必要的，因此建筑電氣系統的安全運行才能得到保障。我們應結合實際環境，在接地系統設計中采取相對更安全更高效的接地系統方式，使現代建筑電氣系統得以安全運行，用電人員的安全得以保障。

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