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摘要：在电气工程的设计过程中，接地系统是其中非常重要的一部分，所以设计一套完美的接地系统有着非常重要的意义，而且电力是工厂最主要的能源，如果节点系统出现问题，带给企业的伤害有可能是致命的，如果接地系统存在着问题，就会很容易出现一些安全隐患，并且在出现这些问题的时候很难进行补救，所以在电气工程里面设计完善的接地系统，是非常重要的。本文将对电气工程的设计中接地系统部分进行阐述。
关键词：工厂电气工程；接地系统；设计
我国经济在快速的发展中，对于能源的需求是非常的高的，电力是清洁的二次能源，是我国应用最广泛的能源之一。而在工程中大多数都是用电力作为主要的能源，但是电力是一个并不稳定的能源，会受到其他因素的影响，所以针对这种情况，在电力系统的设计过程中，都会设计接地系统，以此来防止电力造成人身伤害，所以研究接地系统不仅可以减少电力对人体造成伤害的概率，还能有效的保护电气系统，所以研究接地系统是非常重要的事情。
1工厂电气系统的设计中接地系统的介绍
1.1TN系统介绍
TN系统在我国是属于比较多的系统，而这种系统的工作方式就是接地，设备的可能漏电和可以到点的部分接零。因为这种系统和地线的链接方式不同所以可分为TN－C系统、TN－S系统和TN－C－S系统三种形式。
1）TN－C系统
这种系统在使用的过程中主要是在一些电容量比较小的地方使用，而且这些地方一般对于接地的要求很低。因为对于接地的要求低，所以在实际的过程中对于使用的设备就会很少，正阳就能减少接地线的使用，就会降低成本。但是这种系统在实际的使用过程中因为线路中存在的不平衡，所以有可能产生电磁干扰，这种情况很容易对一些电磁元件造成损害，而且当出现一些突发事件的时候，很可能造成重大的影响。
2）TN－S系统
这种系统在实际的应用中主要是针对一些安全性比较高的地方进行运用，同时这些地方对于磁性也要有一定的坑性。因为这种系统在实际的工作过程中不会产生电流，所以就不会有电磁干扰，这样一些比较敏感的仪器，就可以进行使用，而且这种系统也更加的安全。但是在实际的建造过程中会使用大量的材料，这样会使成本大大的提高，所以这种系统可以在贵重仪器上面进行使用。
该系统可以用在精密电子设备的供电中，也可以用在民用工厂电气供电中，但是，TN-S系统的运用并不能解决相线对地短路以及电压故障引起的点电位升高的问题，且在该系统之中，中性线之中会带有谐波电流、单相工作电流以及三相不平衡电流，其中，谐波电流会给中性线带来电源污染，随着谐波电流的增加而逐渐的大于相线电流，因此，在供电回路中需要使用4根截面相同的电缆或者电线进行供电；单相工作电流也是一个不容忽视的问题，由于中性线的电流与相线电流相同，在照明时间的增加以及照明强度的增加下，单相工作电流也会越来越大，会产生一些负面影响，因此，单相工作电流也是一个不容忽视的问题；此外，在供电的过程中也会产生三相不平衡电流，这也是在供电系统中必然会发生的问题之一，且随着供电时间的增加，这种情况也会逐渐变得复杂，由于TN-S系统的供电是根据三项不平衡电荷设置，因此，在线路中会有三种电流通过，加上中性线中存在阻抗值，且线路越长，阻抗值就越大，在供电的过程中也必然会产生对地电压，因此，在设计的过程中，也必须要考虑以上存在的问题。
2）TN－C－S系统
TN－C－S系统就是将上述两种技术进行融合形成的，这种系统一般科举实际情况进行结合，这样就能减少系统的造价，还能保证系统的要求，但是因为结合了上述两种办法，所以这个系统在设计上反而变得很复杂，这样会对电力人员的素质有着更高的要求，并且在日常的使用过程中，一会增加电力系统的维护难度，所以这种系统一般只有在大型的系统中，才会用到。在实际的设计过程中，设备金属外壳中的保护线与中性线都是设置在PEN线中，在PEN线除了会有正常的负荷电流通过，还会有谐波电流通过，PEN线中的电降压也会出现在线路的金属管线以及用电设备的外壳中，一旦PEN线路中出现碰地短路以及断线的情况时，将会随之产生较高的对地电压，如果同一台设备中PEN线是连通起来的，那么当故障产生之后，故障电压很有可能会沿着PEN线蔓延至其他的工业设备，导致人员触电，情况严重时还会引起火灾，威胁着人员和设备的安全。因此，TN-C系统适合用在三相负荷平衡并且谐波电流较少的供电系统之中，一些精密的电子设备、无保护的民用工厂以及有爆炸、火灾威胁的场所中不宜使用。
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4）等电位联结
采取等电位联结的方式可以有效的降低预期接触电压，这种方式的效果也比重复接地的效果要好，也更加容易实现，等电位联结可以分为主等电位联结以及辅助等电位联结，主等电位联结就是用于主接地导体、保护导体以及电气装置外部的导体的连接中，在主等电位的区域中，其电机防护的水平要比其他区域高；辅助等电位联结就是在局部范围之内将外部的可导电部分相互连接起来，使这一部分可以处于同一电位。
2TT系统的介绍
TT系统主要利用电源工作接地和用电设备保护接地的工作模式，该模式中没有保护线，所有设备金属外壳直接中线。
TT系统具有的特点：直接接地，出现触电的风险较高；设备之间没有联系，出现问题不会引起连锁反映，而且各个设备独立，不存在相互干扰的情况。目前使用该系统较少，不过鉴于其成本较低，风险也可以得到控制，其应用前景比较好。
1）IT系统的介绍
IT系统主要利用电源非工作接地和用电设备保护接地的工作模式。该模式中没有中性线和保护线，所有设备金属外壳直接接地。
IT系统具有的特点：使用范围不广泛，只是是三相对称用电设备才能使用；单相出现问题不影响设备的运行；设备不带电，发生触电几率比较小，易燃易爆场所比较适合使用该接地系统。
总之，接地系统的目的都是尽量减少外漏导电部分与地面的电位差，从而降低触电的可能。
2）PE线的作用及约束条件
在比用工厂中，常用的低压配电系统的接地形式有3种。在这些低压配电系统设计中，衙将所有电气设备及可触及到的金属物体勺保护PE线相连。在电气设街与其相连的情况下，对电气设备及操作人员起到保护作用。因此，在低压配电系统保护中，PE线的设甓是十分重要的一项技术措施。
PE线是低压配电系统在接地故障状态下传送故障电流的导线，对其有如下几点要求：
①载流能力需满足保护装置灵敏度的要求．
②载流时的线载温度发电磁感应强度对工厂物及内部不能产生火灾或爆炸的危险。
2接地系统设计的发展趋势
接地网是用来向大地排泄故障电流的设备，其接地阻抗、地表电位分布、跨步电压和接触电压是土壤中的电流场决定的，因而电磁场的分析方法是分析接地网的最为有效的方法。但对于复杂的问题，使用传统的电磁场解析方法是非常困难的，只有当计算机技术发展起来以后，采用数值计算方法才能使其得到有效的解决。虽然电磁场数值计算方法有很多种，但由于接地网的特殊性，使用这些方法或者处理困难、或者考虑的问题简单、或者计算量很大，都不适合用来分析接地网。
在我国科学技术的不断发展与进步下，计算机技术得到了广泛的应用。将计算机技术应用在电气接地系统设计中，可以提高接地系统设计中的数据准确率，优化数值计算方法，为接地系统的安全性设计提供有效的依据。我国相关技术人员在工厂电气接地网性能方面的研究仍处于初级阶段，大部分接地网设计还在使用前苏联的设计理念，各设计单位无统一的设计手段和方法，对相关接地设计标准的理解和采用也不尽相同，也因此造成各工程设计方案存在较大差别。接地系统的安全优化设计主要包括五方面的工作：一是确定符合实际的土壤结构模型，二是确定流入接地网的实际电流，三是接地系统电气参数计算，四是接地系统的优化设计，五是接地网的施工与维护。由此，应当对接地网性能开展全面深入研究，提出土壤的测量、分析、入地电流确定、接地电阻计算、设备及人身安全分析、优化设计、施工与维护等各方面的分析方法和规范，以便规范接地设计，提高安全运行，方便施工，降低工程造价。
结语：
综上所述，在电气系统的实际过程中，接地系统的设计是非常重要的，设计人员需要依照整个建筑进行设计，而所选用的设计方法需要根据工程的实际情况进行设计，这样才能使设计出来的接地系统更加的可靠，并且设计人员应该努力设计更加出色的设计方案，在设计完成后，也要对每一个步骤进行详细的检查，把奥正每一个环节都不会出现问题，确保接地系统能够合理有效的对用电设备和施工人员进行保护，促使工厂能够正常的生产，人们的生命健康和财产安全得到保障，进而获得更多的经济效益，不断的促进我国电力事业和经济的发展。
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论文作者:张二帅
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第28期
论文发表时间:2019/8/26
标签：系统论文; 电流论文; 设备论文; 电位论文; 过程中论文; 电气论文; 工作论文; 《建筑细部》2018年第28期论文;