電氣接地系統應用

李春梅

摘 要：接地技術是一門多學科的綜合技術，要在實踐中不斷探索，以使其更加趨于完善。根據用電設備的整體性、結構性、層次性、目的性，及整個供電網的周圍環境、地理位置、土質條件以及設備性能和用途，采取相應防護措施，保證設備的安全穩定運行。

關鍵詞：電氣接地；TN系統；注意問題

1 前言

接地是廣泛應用的安全技術措施之一。接地系統是指在故障情況下可能出現危險的對地電壓和導電部分同大地緊密地連接起來的系統整體結構。這是一種防止間接電擊的保護性措施，必要時應輔以總等電位聯結。本文對電氣接地系統的一些保護原理和我們國家常用的電氣接地系統進行簡單闡述。

2 電氣接地的保護

2.1 接地保護的原理

接地是為了防止觸電或保護設備的安全，把電力電訊等設備的金屬底盤或外殼接上地線；利用大地作電流回路接地線。在電力系統中，將設備和用電裝置的中性點、外殼或支架與接地裝置用導體作良好的電氣連接叫做接地。接地的功能除了將一些無用的電流或是噪聲干擾導入大地外，最大功用為保護使用者不被電擊電氣設備的某個部分與大地之間作良好的電氣聯接稱為接地。與大地土壤直接接觸的金屬導體或金屬導體組稱為接地體，聯接電氣設備應接地部分與接地體的金屬導體稱為接地線；接地體和接地線統稱為接地裝置。

2.2 接地保護的分類

常用的有保護接地、工作接地、防雷接地、屏蔽接地、防靜電接地等。保護接地就是將電氣設備不帶電的金屬部分與接地體之間作良好的金屬連接。即將大樓內的電氣設備以及設備附近的金屬構件、金屬管等用PE（保護性接地裝置與其相連接的保護線（保護導體），按現行標準以文字符號“PE”表示。）線連接起來，但嚴禁將PE線與N線連接。這些措施不僅是保障智能建筑電氣系統安全、有效運行的措施，也是保障非智能建筑內設備及人身安全的必要手段。保護性的接地類型很多，主要有防止人身間接電擊以及電氣火災、線路損壞的故障接地、重復接地、防止過電壓的接地、等電位接地、防靜電接地、電磁屏蔽接地、檢修接地以及維持系統安全運行的工作接地等。低壓配電電網接地系統安全設計、施工、運行、檢測等與用電安全有密切的關系。

工作接地將變壓器中性點直接與大地作金屬連接，稱為工作接地。接地的中性線（N線）必須用銅芯絕緣線，不能與其它接地線混接，也不能與PE線連接。

防雷接地，為把雷電流迅速導入大地，以防止雷害為目的的接地叫作防雷接地。智能化樓宇內有建筑電氣設備和大量的電子設備與布線系統，如通信自動化系統、辦公自動化系統、火災報警及消防聯動控制系統、樓宇自動化系統、安全防范系統、綜合布線系統、閉路電視系統、車庫管理系統等。從已建成的大樓看，大樓的各層頂板，底板，側墻，吊頂內幾乎被各種布線布滿。其中電子設備及布線系統一般均屬于耐壓等級低，防干擾要求高，最怕受到雷擊的部分。不管是直擊、串擊、反擊雷、雷電感應及雷電波侵入都會使電子設備受到不同程度的損壞或嚴重干擾。

3 接地保護系統

在接地保護系統中根據國家的《電氣設計規范》的要求，以及我國項目施工設計中常采用的TN系統。

3.1 TN系統

TN系統中的字母T，表示電源中性點是直接接地的。N表示電氣設備在正常情況下不帶電的金屬部分與配電網中性點之間金屬體的連接，即與配電網保護零線（保護導體）的緊密連接。這種做法就是保護接零。或者說，TN系統就是配電網低壓，保護接零的安全原理是當某相帶電部分碰連設備外殼時，形成該相對零線的單相短路；短路電流促使線路上的短路保護元件迅速動作，從而把故障設備電源斷開，消除電擊危險。雖然保護接零也能降低漏電設備上的故障電壓，但一般不能降低到安全范圍以內。其第一位的安全作用是迅速切斷電源。

3.2 TN系統組合形式

TN系統電力系統有一點直接接地，按照中性線與保護線組合情況又可分為三種形式：TN-C，TN-S，TN-C-S。

（1）TN—C。TN-C系統曾被廣泛的應用，它是整個系統的中性線與保護線是合一的。這種系統的優點是線路連接簡單，在三相負荷較平衡的環境中有著較為廣泛的運用。但是現代的建筑用電環境中三項負荷平衡的環境很少出現，由于各種用電設備的不斷變化容易產生多次諧波，使得用電流電壓波動都較為頻繁，所以這種系統在實際應用當中已被逐漸淘汰。

（2）TN—S系統，也稱三相五線制系統。該系統是三相四線加PE線的接地系統。整個系統的中性線（N）與保護線（PE）是分開的用電設備外露可導電部分接在PE線上。一般當住宅樓內有獨立變壓器時便采用TN-S系統。由于TN-S系統中性線N與保護接地線PE除在變壓器中性點共同接地外，兩線從變壓器低壓母線處便分開了，所以與TT系統一樣，不管中性點N是否帶電，PE線均不帶電，與PE線連接的設備外殼同樣均不會帶電。而且在TN—S系統中，發生電氣故障時，通過PE線接地電流較大，一般熔斷器、斷路器都能動作切斷電源（靈敏度高）。因此TN-s接地系統明顯提高了使用安全性。在用戶配電箱內，PE線與接地線排的總接地端子板連接。

（3）TN—C—S系統。該系統有一點直接接地，用電設備的外露可導電部分通過保護線與接地點連接，系統中前一部分線路的中性線N與保護線是合一的，第二部分是TN-S系統，即N與PE線是分開的。采用TN—C-S系統時，當中性線與保護線分開后（通常在住宅進戶處）就不能再合并（中性線的絕緣水平應與相線相同）。因此在住宅中采用TN-C-S系統，實際上就成了TN-S系統。也即PEN線在進人用戶配電箱后，配電箱內分開設置了N端子板和PE端子板，N與PE線進人住宅便互相分開不再有任何電氣連接了。

4 接地保護需注意的問題

在同一接零系統中，一般不允許部分或個別設備只接地、不接零的做法；否則，當接地的設備漏電時，該接地設備及其他接零設備都可能帶有危險的對地電壓。如確有困難，個別設備無法接零而只能接地時，則該設備必須安裝漏電保護裝置。

重復接地合格。重復接地指零線上除工作接地以外的其他點的再次接地。重復接地的安全作用是減輕PE線和PEN線斷開或接觸不良的危險性，進一步降低漏電設備對地電壓，改善架空線路的防雷性能和縮短禍電故障持續時間。電纜或架空線路引入車間或大型建筑物處，配電線路的最遠端及每1km處，高低壓線路同桿架設時共同敷設的兩端應作重復接地。每一重復接地的接地電阻不得超過10Ω；在低壓工作接地的接地電阻允許不超過10Ω的場合，每一重復接地的接地電阻允許不超過30Ω，但不得少于3處。

發生對PE線的單相短路時能迅速切斷電源。對于相線對地電壓220v的TN系統，手持式電氣設備和移動式電氣設備末端線路或插座回路的短路保護元件應保證故障持續時間不超過0.4s；配電線路或固定式電氣設備的末端線路應保證故障持續時間不超過5s。

參考文獻：

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