建筑電氣低壓配電設計中各種接地系統的分析

王巍

摘 要：在現代化科技發展的過程中，我國建筑行業也朝著智能化的方向不斷進步。從而讓建筑電氣低壓配電設計成為目前研究的重點課題，在建筑工程中低壓配電設計中的各種接地系統的設計就是其中一個重要的組成部分，低壓配電設計中的各種接地系統是當前建筑行業不可或缺的一項技術。本文主要針對相關方面的問題進行研究，探討建筑電氣低壓配電設計中各種接地系統在當前工作中的發展，希望能夠對今后的應用有所幫助，促進我國建筑電氣系統水平的進一步提升。

關鍵詞：建筑電氣 低壓配電 設計 接地系統 特點

一、前言

在當前的社會生活中可以發現我國建筑電氣設備原來越多，配電的情況越來越復雜，所以對于建筑低壓配電系統的保護就顯得尤為重要，各種接地系統也越來越受到關注。建筑電氣的接地系統對于建筑電氣設備的使用安全性以及穩定性具有重要作用，只有完善現有的技術，解決低壓配電設計中的各種接地系統存在的不足之處，才能更好的實現建筑水平的進一步發展，促進我國在建筑電氣低壓配電設計的整體水平進一步的提高。本文主要對建筑電氣低壓配電中各種接地系統做出簡要的論述，希望能夠對未來的應用起到促進性的作用，更好的實現相應技術的完善。

二、各種接地系統介紹與分析

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。

1、TN-C系統

從TN-C的歸屬上來看，主要是TN系統的重要分支，從這一系統的概念上就可以看出，T主要是指電源進行的直接接地，另外，N主要是指中性線在電源中進行接地處理，最后，中性線和相應的保護線之間形成了一根，這是C的主要含義。經過以上的分析可知，TN-C系統主要是在配電設備中，其外殼、保護線以及中性線等共同連接到PEN線上，并且把它當成是以一種保護線。但是這種系統在實際的運行中還會出現嚴重的危險性，那就是除了正常電流之外還會存在著諧波電流。這也是電氣設備事故發生的重要因素，主要是由于諧波電流在經過PEN導線的時候，會產生一定的電壓，甚至出現了嚴重的短路現象，對地電壓的形成也是安全隱患出現的重要條件。

2、TN-S系統

TN-S系統和TN-C系統之間存在著明顯的差別，主要是中性線和保護線之間的關系上有所不同。這一系統中，中性線和保護線是相互獨立的。這樣就可以減輕線路的負擔，沒有過多的電流經過，保護線的金屬管線和電氣設備的基本導線不會出現電壓的荷載現象，可見，這種系統在人口密集的低壓配電系統中應用較廣，其安全性達標。但是，即使這種系統的中性線和保護線并不相同，但是需要對電流的特點和類型進行掌握，具體來說主要表現在以下幾個方面：

第一，諧波電流。諧波電流的產生主要和直流電子設備和熒光燈的使用之間存在著密切的關系。諧波電流對電源產生的污染程度最高，同時，也會給中性線帶來嚴重的影響。中性線的諧波電流處于層層疊加的狀態，電流量比較大，嚴重的甚至會超過相線的電流。

第二，單相工作電流。從接地系統的運行中可以看出，一般來說中性線上的電流和相線上的電流相等。但是由于人們對于光照質量以及亮度的要求不斷提升，所以，單相線電流量也有所增加。久而久之就會出現電流量的不平衡。這一因素的重要性應該得到工作人員的重視。

第三，三相不平衡電流。這種情況在單相負荷供電系統中的常見度比較明顯，在實際的工作體現出一定的復雜性。而且隨著時間的推移以及接地設備的不斷完善，供電不平衡的現象突出。因此，采用TN-S系統就是在這一背景下研制而成的。

3、TN-C-S系統

從其概念上可以看出，這一系統的構成部分有兩種，首先是中性線和保護線是一根，另一部分是二者相互分開。一般來說，在民用建筑的配電工作中，TN-C-S系統的應用程度比較高，而且，這種接地系統是用PEN線來接通電源線，然后在應用到建筑物的線柜上面。這一系統的接線方式比較簡單，而且其安全性比較明顯，尤其是在分散程度比較高的民用建筑中應用的特別廣。其中，電源線路中存在著一定的降壓性，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，接地電阻城10SL后，分為PE線和N線，N線與地絕緣。

4、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。

5、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。

6、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祝下，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一S，TN一S一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50V；另一方面，PE線敷設時盡量與配電導線靠近并同路敷設，盡可能降低相線一中性線回路阻抗，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一S名TN一C一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。

三、結束語

接地系統是建筑電氣低壓配電中重要的保護裝置，其對提高電氣工程的效益有著重要的影響，而且可以增強建筑的功能，降低建筑內用電設備出現故障的概率。隨著建筑種類的增多，建筑結構以及供電要求越來越復雜，這對建筑電氣配電設計人員也提出了更高的要求，其必須提高對電氣工程的安裝以及接地系統的重視程度，要通過學習提高設計水平，選擇正確的接地系統，另外，還要提高對電線、電纜質量的監管力度，對不符合要求的材料要進行剔除，這樣才能保證建筑電氣工程的質量與安全性。

參考文獻：

[1]李曉琛，佟一飛.淺談建筑電氣低壓配電設計中導體的選擇[J].黑龍江科技信息，2010（22）.

[2]吳靜賢.建筑電氣低壓配電系統接地分析[J].城市建設理論研究（電子版），2012（5）.

[3]陳杰.對建筑電氣節能設計的論述[J].城市建設理論研究（電子版），2011（23）