建筑電氣低壓配電設計中各種接地系統的分析

國亮

【摘 要】隨著社會經濟的飛速發展，建筑電氣低壓配電已經成為了建筑領域中的重要組成部分，而在建筑電氣低壓配電設計中，各種接地系統的應用是非常關鍵的。基于此，本文先對建筑電氣低壓配電設計中接地系統的基本概念進行了簡單的闡述，然后對建筑電氣低壓配電設計中的各種接地系統展開了詳細的分析，希望能為建筑電氣低壓配電設計人員對各種接地系統的研究工作提供一定的理論參考。

【關鍵詞】建筑電氣；低壓配電設計；接地系統

0 引言

在眾多的建筑工程當中，接地系統是一種非常重要的基礎設施，各種各樣的接地系統共同組成了一個完整的建筑電氣低壓配電設計。各個接地系統能否實現在安全的狀態下運行，將會直接對用戶的人身安全以及財產安全產生影響，其接地質量的重要性不言而喻，也一直被社會各界的專業人士重點關注。因此，對建筑電氣低壓配電設計中各種接地系統加以分析，有著非常重要的意義。

1 建筑電氣低壓配電設計中接地系統的基本概念

在建筑電氣的低壓配電工作中，接地指的是將電氣連接到大地的過程，由于大地有著電阻較小、電容較大的特點，所以技術人員在進行低壓配電工作時，必須要將電氣連接到大地上，這樣才能使人們的用電安全得到保障。在實際的低壓配電工作中，按照不同的接地原理，可以將接地系統分成各種各樣的類型，比較有代表性的接地系統包括TT接地系統、IT接地系統、TN-C接地系統以及TN-S接地系統。其中，T表示電源中直接和大地相連接的接地線，I表示含有一定阻抗的接地，N表示位于接地系統內部的中性線，C表示將保護線和中性線合二為一之后所得到的特殊形式，S表示中性線以及保護線在分開的情況下單獨進行接地的形式。

2 建筑電氣低壓配電設計中各種接地系統的分析

2.1 TN-C接地系統

在TN-C接地系統當中，接地線路的中性線N是同保護線PE緊密結合的，并通過一條線來對這兩種線的保護功能加以承載并連接到大地一端。在實際的接地操作中，TN-C接地系統能夠將電氣設備本身的金屬外殼、PE線以及N線共同和PEN線相連接，這種連接方式所產生的主線既能當作中性線，又能當作保護線。這在減輕了接地系統所承受的施工負擔的同時，還有效地提高了接地系統的總體設計效率。在TN-C接地系統的運行過程中，PNE線可以承載較為復雜的電流和諧波電流，而大地本身的電阻相對較低、電容相對較大，這樣當大地中有高電流經過時，仍然能夠使低壓配電的電位保持在一個相對較低的水平，從而降低電氣設備在較高電壓下所承受的作用力[1]。

根據TN-C接地系統所存在的特點，可以判斷TN-C接地系統可以應用在負荷狀況相對均衡的低壓配電系統當中，使低壓配電系統的安全性得到充分的保障。但與之相對的，TN-C接地系統的缺點也非常明顯，由于TN-C接地系統里面的中性線和保護線是結合在一起而使用的，所以保護線內部的電流會很大程度地影響到中性線本身的穩定性，這對于一些比較精密的建筑電氣系統而言，中性線所具有的不穩定特點會對其系統自身的穩定性造成很大的負面影響。因此，技術人員在使用TN-C接地系統來進行低壓配電的接地設計時，應當盡量避免將接地線和中性線混合在一起使用，這樣才能建筑電氣系統中低壓配電的安全性得到保障。

2.2 TN-S接地系統

在TN-S接地系統當中，中性線N并不會直接同保護線PE產生任何的聯系，這兩種線都是分別在電氣系統的內部完成接出，并根據實際的配電要求來和大地相連接的，這就表明，所有處在正常運行狀態當中的安全線PE都不帶電，而與之連接的建筑電氣所含有的外殼部位也不帶電。由于中性線在工作時，不會被保護線內部的電流所干擾，所以電氣系統能夠處在更加穩定的狀態下運行。由此可見，TN-S接地系統能夠將建筑電氣的安全性維護在一個較高的程度上，所以TN-S接地系統被廣泛地應用在了民用住宅當中。另外，一些需要較高供電穩定性的精密電子設備也經常會使用到TN-S接地系統。

2.3 IT接地系統

在IT接地系統當中，其內部的電源是不與地面進行連接的，但是電氣設備外部的能導電部位則會直接連接到地面上。在這樣的裝置特點下，當低壓配電系統中有故障產生時，低壓配電系統的電源端口則會在較高的電阻及電壓下產生很小的電流，而低壓配電系統的電源則處在開啟的狀態，這就能夠使供電的穩定性和連續性得到保障。另外，當發生一相接地故障時，技術人員如果沒能及時將故障消除掉，就會使故障發展成多重接地故障，從而引發較大的安全事故。所以，技術人員必須要在IT接地系統中配置專門的檢查系統來檢查故障，從而起到及時清除故障的效果。

IT接地系統在安裝了檢查系統之后，電氣設備本身的金屬外殼中并不會出現能夠使技術人員發生觸電的電壓，所以技術人員在操作的過程中不需要將電源切斷。當檢查系統工作之后，檢查系統會對實際產生的故障信息進行判斷，并持續地為維護人員拉響警報，等維護人員聽到警報聲之后，就可以對產生故障的部位進行全面地檢查，并對故障部位進行維修。在實際的低壓配電工作中，IT接地系統通常被應用在有著較高的供電要求或對接地故障的電壓要求較為嚴格的場所，例如應急電源、礦井中的電氣裝置、消防區域等場所。而在工業領域，IT接地系統已經發展成了一種主流的低壓配電接地系統[2]。

2.4 TT接地系統

在建筑電氣工程的低壓配電設計工作中，TT接地系統也是一種非常典型的接地系統。與其它幾種接地系統不同的是，TT接地系統在接地方式上采用的是建筑電氣的單獨接地方式。TT接地系統在實際的運行過程中，所有用電設備的外殼部位都單獨通過一條接地線來實現和地面的連接，并且這些接地線并不會和系統的電源接地線產生任何與電氣有關的聯系。在TT接地系統當中，所有用電設備都是與大地單獨連接的，而且每個電氣設備所攜帶的保護線都互不干擾，這直接杜絕了這些保護線內部電流可能會產生的相互作用和影響，也避免了用電設備所攜帶的保護線和中性線在發生結合之后由保護線運行而引發對中性線正常運行的負面影響。

然而在使用TT接地系統時，由于技術人員需要確保所有用電設備都能夠實現單獨接地，并確保這些接地線之間不會發生任何的電氣接觸，這必然會給接地工作帶來極大的難度，也對技術人員的專業能力提出了極高的要求，接地系統在施工時所消耗的成本也會增加很多。因此，只有少數對電力穩定性有著極高要求的場所才會選擇TT接地系統，如科研院、設計院等。由于TT系統里面的中性線都會直接引向大地，當大量的用電設備處在工作狀態時，很容易產生用電安全事故，所以技術人員在設計TT接地系統時，一定要對這一風險嚴加防范。

3 總結

由此可見，接地環節在建筑電氣的低壓配電設計中，發揮著不可替代的作用，而接地系統無疑是確保低壓配電能夠正常運行的關鍵，這與用戶的用電安全密切相關。因此，技術人員一定要嚴格地遵照規定的低壓配電設計原則來進行低壓配電的設計工作，并結合施工現場的實際情況來進行分析，確保各種接地系統都能夠安全、穩定地運行，這樣才能使建筑電氣工程的施工質量得到充分的保障。

【參考文獻】

[1]馬超.建筑電氣中的低壓配電設計方案之研究[J].科技創新與應用，2016，（36）：275.

[2]劉祖斌.高層建筑電氣中的低壓配電設計分析[J].江西建材，2015，（18）：204+208.endprint