建筑电气低压配电接地系统探析

建筑电气低压配电接地系统探析

程佳奇

中国核电工程有限公司上海分公司 上海市  浦东新区 200120

摘要：近年来，人们安全意识不断提高，对电气设备的安全稳定性提出了更高要求，在各种建筑电气低压配电设计中，接地系统已成为保证建筑内所有电气设备正常安全运行不可或缺的一部分。

关键词：建筑电气；低压配电系统；接地系统

一、建筑电气低压配电接地系统类型

接地技术在建筑电气低压配电系统中的主要应用目标是将大地与整个电力系统连接起来，从而确保整个系统运行安全，大地电阻较低，能有效提高系统的用电安全，在低压系统接电过程中，根据不同节电原理，可分为不同类型，如TN-C系统、IT系统、TT系统。其中，TN系统是目前典型的低压配电系统之一，主要涉及TN-C、TN-S和TN-C-S分级类型。T主要代表电源的接地地线，I代表接地系统在运行前已进行绝缘、抗阻测试。N表示整体接地系统中的中性线，C表示保护线及中性线在使用中合并为一个一体的串联形式，S表示保护线与中性线分开的接地方式。在接地系统的实际运行和安装中，先要解决的问题是分析供配电系统的电源端是否存在电导体接地情况，以及供配电系统负载端电气装置外露点部分的接地问题。

二、接地系统不同类型的实际运行特点

1、TN-C接地系统。它是指在接地线路设计中科学合理地连接保护线和中性线，然后将它们接入大地，从而起到接地保护作用。在接地系统建设中，这一条具有保护线及中性线功能的线能承担更艰巨的施工任务；一般来说，将TN-C系统应用于接地系统的设计，能提高接地系统设计效率；对于系统的具体使用，在具体运行中，由于大地本身具有电阻性质，系统可在一定程度上降低电气设备电压过高情况；同时，当中性线与保护线连接时，接地系统的稳定性常受到影响。因此，接地线不应与中性线混用，以有效保证接地系统的安全。

2、TN-S系统。在接地系统中，不同性质的线以不同方式连接，以达到不同效果。TN-S系统的不同之处在于，TN-S系统中的中性线和保护线间无直接联系，而是根据固定要求分别从电气系统接入大地。然而，由于TN-S系统接入模式中的导线无金属外壳，因此在正常运行下，保护线的电流不会干预中性线的电流。通常，TN-S系统将用于精度相对较高的设备，所以TN-S系统总体上较实用。

3、TN-C-S系统。TN-C-S主要指保护线与中性线，集成在整个系统中，具有一定独立性，主要适用于分布相对分散的住宅体系，涉及配点活动的系统优化。其在民间广泛应用的主要原因是其明确的接地原理和简单的接线方式，能有效提高建筑电气系统的安全防护质量。在实际应用中，保护线和中性线，其中有部分位置相连，另一部分相对独立，所以PEN线本身的降压能力得到了提高。在实际应用中，电压将重新施加到建筑电气设备外壳上。从理论上讲，这将对设备产生一定的性能影响，在此基础上，需优化其性能，并且沿线应进行重复接地作业，并对PE线与中性线建立完善的责任制，以增强接地系统的运行稳定性，为整体电气系统提供安全保障。

4、TT系统。TT接地系统的电源中性点主要为直接接地，工作接地特指系统电源中性点的直接接地，保护接地特指设备外露导电部分的接地。但系统设备外露部分的接地极必须有效连接到总接线端子和公共接地网。TT接地系统的应用范围为：相对分散的低压用户，或有爆炸、火灾危险及精密电子设备的供电场所。TT接地系统优势是能降低漏电设备故障电压，缺点是难以有效控制故障电压。基于此，在TT接地系统应用中，应注意剩余电流保护器的应用，以确保故障能及时切除，从而降低电击伤人危险。

5、IT系统。通常，建筑电气低压配电系统的IT系统电源端口不接地，在大多数情况下，接地保护以高电阻和高电抗形式进行。然而，由于电气设备外壳直接接触大地，在某些特殊情况下，若系统发生故障，电源端口本身高电阻会降低电流，能有效降低触电事故概率，因此，通过这种接力体系，能在不切断电源下进行系统维修，有效简化维修流程，提高维修效率。这种设置也将极大地确保系统的稳定性，这在一些对电力稳定性有要求的单位中被广泛使用。其设置能在早期预警，相关工作人员应及时维护，减少因问题对机械设备造成的损伤。本质上，它也是一种智能系统，由于其自身特点，在工业领域得到了广泛应用，并成为主流。

三、建筑电气低压配电接地保护设计

1、遵循原则。如今，人们的生活质量显著提高，安全意识也不断增强，对电气设备稳定安全性要求显著提高。接地系统已成为建筑电气低压配电系统中不可或缺的一部分，对保证电气设备的安全稳定运行具有重要意义。为确保建筑电气低压配电接地系统的有效性，应遵循以下原则：①适用性原则。适用性是指确保接地系统满足建筑电气工程实际需要。为确保低压配电系统的稳定安全性，在根据建筑特点合理选择接地系统时，应充分考虑建筑耗电量，认真考量接地系统在建筑物中的适用性、可行性、质量等，并反复验证，分析接地系统是否满足建筑电气系统的实际需求。同时，应为低压配电系统提供发电设备和备用电源，以确保低压配电系统的正常运行。②经济性原则。意味着要保证接地系统的经济合理性，不能盲目追求高技术水平而忽视成本。充分考虑经济性因素，合理选择接地系统，使成本最小化，提高建筑电气系统的经济效益。

2、低压配电设备的安全保护。在建筑电气系统中，接地保护和低压配电系统旨在确保接地稳定性及安全性，有效控制安全隐患，避免安全事故的发生。接地保护与用电主体的稳定性、安全性密切相关，因此接地系统应配备相应的保护设备。当设备运行或设备主体电路出现问题时，应及时截停电力供应，以尽可能减少故障造成的损失，提高低压配电系统的稳定安全性。接地系统能保护电气设备，也能保障电路维修人员和用户的生命财产安全。若想保障供电安全，需保证接地系统质量，需确保用电设备和接地系统间的等电位连接，预防外部因素对供电安全的不利影响。接地系统的主要保护措施是通过接地保护电气设备，预防其受到强电流的冲击。当有强电流通过时，要充分发挥接地系统作用，切断电气设备电源，采取高电阻、高对抗方式，有效控制电气设备的通过电流。

3、PE线在接地系统中的应用。任何接地系统都需使用PE线，接地系统在建筑电气低压配电设计中也起着重要作用，PE线连接接地设备及设备外壳，PE线作为导体保护中心线及接地线。接地系统中的PE线应能充分发挥保护电气设备及支持电流运输的功能，保护其强度，确保建筑内电气设备与PE线相互协调，有效控制稳定数值和感应数值，确保其始终在稳定范围内，避免建筑内发生漏电火灾现象。PE线应具有较强承受能力，若接地保护层出现问题，则要求PE线起到接地保护作用，PE线安全电压控制在设备电压下。在建筑电气低压配电设计中，施工人员应能同时铺设PE线及配电带线，以达到接地保护目的，并将外部影响对接地系统造成问题的可能性降至最低。近年来，人们的安全意识不断提高，对电气设备的安全稳定提出了更高要求。在各种建筑电气低压配电设计中，接地系统已成为不可或缺的重要组成部分，能确保建筑内所有电气设备的正常安全运转。

综上所述，建筑在建设之初，低压配电系统是其中涉及的重要内容之一，是确保建筑正常供电、正常运转的重要因素之一，低压配电系统的接地系统至关重要，了解各种接地系统的特点，根据实际需要选取不同的接地系统十分必要。

参考文献：

[1]王远浩.建筑电气低压配电接电接地系统探究[J].住宅与房地产,2019(31):186.