建筑電氣低壓配電設計中各種接地系統探討

潘祖帥

摘要：科技水平的不斷提升，信息技術的進一步發展，使得我國也開始步入到信息化時代。在建筑領域也不例外，建筑日漸朝向智能化和規模化的方向發展。在建筑領域，建筑電氣是十分重要的內容之一，其設計質量直接關系到建筑電氣的安全可靠運行，同時也直接關系到用戶的居住品質。因此需要優化設計建筑電氣低壓配電系統，特別是低壓配電系統中的各種接地系統。本文主要分析探討了建筑電氣低壓配電設計中各種接地系統，以供參閱。

關鍵詞：建筑電氣；低壓配電；設計；接地系統

1低壓配電接地系統的涵義及其分類

在建筑電氣設計中，基于大地的電阻非常低、電容量無限大及具有無限吸收電荷的能力，而將低壓配電系統中的電氣與實際大地連接，以保持電位不變、實現電氣的正常和安全運轉。在建筑電氣低壓配電系統設計中，常見的接地保護系統有：TT系統、IT系統以及TN-C系統、TN-S系統與TNC-S系統等等。T是指電器的電源端直接接地，I是指對地絕緣或者抗阻測試后接地，N是指電源端接地系統中的中性線，C是指將接地系統中的中性線和保護線合并為一體的特殊形式，是指中性線與保護線分開單獨使用來實現接地任務的接地形式。以上各種階梯保護系統大致可分為兩類，一類是系統接地，即系統內電源端的變壓器與發電機等帶電導體中心點的直接接地，一類是保護接地，即負荷端電氣裝置的金屬外殼和布線金屬橋架等外露導電部分的接地。

2建筑電氣低壓配電設計中各種接地系統的分析

2.1 IT接地系統

IT系統中電源端與大地處于絕緣或有阻狀態，而電氣設備的外殼則與大地有著直接的接觸。在系統發生問題時，這種裝置的好處才能得到最大的凸顯，電源端并不會因此受到很大的損害，也不會因故障關閉，及時有效的保障了用戶用電的照常進行。任何故障都要及時排除，如果稍有延緩，不甚關注，則可能會引發更大的事故，到那時再行解決為時已晚，而這種情況同樣適用于IT系統。所以，設計者在設計IT系統時，應充分考慮此情況，并設置專門的故障排查系統，減少因故障排除不及時而發生的安全事故。也正因為IT系統的這種供電穩定性，使得此系統能夠被一些用電需求大、要求高的企業廣泛接受，例如：醫院、礦井等。

2.2 TT接地系統

TT系統電源端有一點直接接地，負荷側外露可導電部分直接接地（此接地點獨立于電源端的接地點），每一個運行的金屬外殼都是一個單獨的接地，使得電源的接地線和負荷側電氣上是沒有關系的，而且各個用電設備和大地相連的保護線都是單一的，避免了故障電流順著PE線流入其他用電設備中，從而造成了事故的發生。這樣能夠確保用電設備的保護線相互干擾的問題出現，而且還使得用電設備自己的保護線和中性線合一的設備對中性線沒有影響，能夠有效的保障電氣設備的正常運行。TT系統多適用于不附設變電所的公共建筑、醫院、單相負荷比較集中的場所，有爆炸和火災危險的場所等建筑中。我國農村用電負荷比較分散，發生故障的電流比較小，因此該系統在農村用戶中使用比較廣泛。

2.3 TN-C-S接地系統

接地系統將配電線路中的N線以及部分PE線進行連接，組合形成接地系統。在系統之中，將PEN線進行分離，規避中性導體接地的情況。此接地系統在居民建筑中得到廣泛應用，其原理也比較簡單，具有狠強的安全性。此接地系統結合了TN-C與TN-S的優點，既安全又穩定。此系統需要以重復接地的方式，若接地線長度不足，則可以將系統轉變為TT系統，能夠實現對對低電壓的科學控制。

2.4 TN-S接地系統

在接地系統中，具體的接地系統就是對其中不同性質的線的組成等進行不同連接從而起到不同的作用。TN-S系統的區別就在于，其中的中性線和保護線并沒有直接的聯系，分別從電氣系統中按照固定的要求接入大地。因為這種類型連接起到的接入大地的導線是沒有金屬外殼的，所以在正常狀態下，中性線沒有必要受到保護線的電流干預，這種供電系統在精密度較高額設備中也較為實用，所以整體上的實用度較高。在對部分民用住宅的市場進行考察的過程中，發現部分設備的供電穩定性要求較高，所以需要就其更高的穩定性的要求進行進一步優化。提高電氣系統運行的穩定性的過程中，對電氣的安全性維護的水平要求較高，在對部分的設備穩定性要求的上升，是適應精密度較高的重要的做法。

2.5保護線PE的作用及約束

對于我國的民用建筑來說，常常使用的低壓配電接地系統為TN系統、TT系統以及IT系統。而以上三種系統在實際的運用階段，需要涉及到的用電設備及其金屬外殼與PE線之間建立聯系。而正是用電設備與PE線進行連接，才能確保接地系統中的用電設備以及相關人員的安全性。因此，在進行建筑電氣低壓配電系統中接地系統的分析研究中，應當重視PE線在接地系統中所起到的作用。就PE線在接地系統中的具體應用來說，當低壓配電系統在運行中產生故障問題，則可以利用PE線將產生的故障電流進行傳導，從而對用電設備形成用電保護措施。PE線在實際保護的過程中，應當滿足一定的條件：第一，由于PE線設置的最紅目的是為了保護用電設備，因此，PE線的載流能力應當與用電設備的基本用電之間保持一致；第二，當PE線處于載流的狀態時，其自身會產生一定的熱量以及感應強度。所以，為了保證PE線在載流過程中能夠確保建筑內不發生火災、爆炸等安全事故，需要將PE線的載流熱度與感應強度設置在較高的范圍內。在PE線設置的過程中，假設PE線是運用在TN-S系統當中，如果該系統出現接地問題，則PE線會在TN-S系統故障的過程中承受單項短路電流。因此，為了保證PE線能夠在系統出現問題時正常使用，需要將PE線的電壓設置在建筑安全電壓五十伏以下.

3結束語

綜上所述，在建筑行業中的低壓配電設計中，接地環節成為十分重要的一個部分，電氣低壓配電的正常運行也直接關系到了用戶的安全問題。所以在建筑電氣低壓配電系統的設計時，一定要嚴格的遵照實際的情況，進行嚴格的分析研究，并進行現場勘察，以保證電氣低壓配電的各個接地系統能夠安全平穩的運行，有效的提高整個建筑工程的穩定性和安全性。

參考文獻：

[1]黃岐山.建筑電氣低壓配電設計中各種接地系統的分析[J].工程技術研究.2018（05）.

（作者單位：牡丹江市衛星消防設施安裝有限公司）