摘要：城市建筑电气低压配电系统使用是否合理是衡量城市现代化标准的重要参数之一，根据不同城市地貌以及建筑电气低压配电系统的不同类型选用不同的接地系统是电力规划建设中不可忽视的一个环节。研究分析不同接地系统的特点、探寻新的接地方式，是未来城市建筑电力发展的重要课题。本文对建筑电气低压配电设计中各种接地系统进行了探讨。
关键词：建筑；电气；低压配电；设计；接地系统
1导言
在我国人均GDP水平不断提高的环境下，建筑已成为我国社会经济发展的主力之一。随着电力工程建设的规模不断的扩大，电气配电系统在电力工程建设过程中的重要性日益突出，对建设工程项目质量起到一定的保障作用。科技增长带动的不仅是建筑行业的繁荣，它还扩大了人们对用电的需求，这就要求施工单位结合具体情况，认真比对各种用电设备，从科学的角度出发，选用最有效的接地系统，满足用户用电安全和实用需求。
2建筑电气低压配电设计中的接地系统的简述
在人们生活质量及经济水平不断提高的环境下，人们对用电要求越来越高，对电力企业的正常运营造成了一定的困难。电力企业要实现可持续的发展，满足现代人们对电力的要求，必须扩大电力系统中的电容量，保障人们生活的基本需求。而接地系统就是在这种环境下，兴起的一种新型电气低压配电系统。由于接地系统蕴含的电容量主要来源于自然环境，几乎很少受到环境的影响，其电阻力为零。即使在恶劣的环境下，也可以正常使用。在实际应用过程中，可以达到节约能源的目的，有效避免用电事故的发生，为建筑供电系统安全稳定运用奠定一个良好的基础。根据设计的原理，可以将接地系统分为TT系统、TN系统、及IT系统三种。其中TN系统有可以分为TN-C、TN-S及TN-C-S这三种不同的类型，每一个字母的意思都不相同。I通常情况下表示目前系统的运行处在有阻的状态中，同时还代表了大地中的电容量不能及时的传输到电源端。T一般代表了大地与电源的正常接触状态。接地系统中的中性线由N表示，C表示中性线与保护线完全的融合在一起使用，S代表的意义与C完全相反，其主要表示中性线与保护线由一分化的情况，每一种线的效用没有充分的利用起来。因此，相关的工作人员在设计接地系统的过程中，不仅要及时准确的掌握大地与电源端之间的变化关系，还要根据这两者之间实际变化的情况，选用针对性的措施进行处理。同时，还要处理好电气设备中的外壳与大地之间的接触关系，唯有这样才能达到电力用户对用电量的需求，为人们安全用电奠定良好的基础。另外，TN系统在进行实际接地的过程中，会出现多次接地的现象，其多次接地一般主要应用在PE线及PEN线断线情况中。系统在经过断线处理后会变成TT系统，通过TT系统的接地保护装置，可以有效的降低线路断线故障的发生率，进而对地电压起到保护作用。
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3建筑电气低压配电设计中的各种接地系统分析
3.1 TN - C - S接地系统
TN - C - S接地系统指的是在TN系统中启动电源中性点，N线和PE线分开一定距离后连接，分为PE线和N线。这种N线和PE线的分离是区分TN和TN - C - S系统的分类基础，一般认为变压器低压配电屏分隔N线和PE线称为TN - C - S接地系统。民用建筑低电压分布的TN - C - S是一种常见的接地系统，在进入建筑物的总线后，通常分为PE和N线。这种接地方式安全，操作方便，适用于分散的民用建筑。因为电源线的笔线超过一定电压，电压高于设备的外壳，所以要笔单体入线重复接地，接地电阻小于10欧姆，分为N线和PE线，N线对地绝缘。
3.2 TN - C接地系统。
在TN接地系统中，保持中性线的共享，这个系统被称为TN - C接地系统，在TN - C线的实际低电压分布中很难找到一个简单的系统。对于分支干线火线，中线和保护线始终可以是笔线。另外，有些设备只能连接到PE线，不能连接笔线。因此，低压系统只有TN - C系统的连接是很困难的，它与TN - C - S接地系统基本上是共生的。在TN - C接地系统中，设备的金属外壳和N线，PE线、笔线相连。通过TN - C接地系统，在正常的负载流中，电笔线很可能产生谐波电流，然后产生的电压下降，笔线将显示在顶部的设备和金属外壳，会导致地面上的高压。同一变压器内的笔相互连接，故障率会沿着笔线流向建筑物内的其他电气设备，从而导致触电，甚至火灾。在零线的TN - C接地系统中是中性接地线保护，在系统故障发生时发生碰撞，形成单相短路，高电流强度，能保护设备快速运行，排除故障。TN - C系统适用于低电压供电建筑物，负荷平均谐波电流。TN - C系统不适用于没有专业维修、火灾、爆炸和其他民用建筑的建筑物。
3.3TN - S接地系统。
保护线和中性线不再连接，在一些变电站的接地线中，一些电路可以在TN - C-s系统中使用。该接地系统主要用于变电站的配电线路给远处的建筑物供电。在TN - S接地系统中，一般采用五线母线槽，如果有套孔，适合使用四个插座。五线母线有一个保护线，三相线和一个保护线作为裸导体。接地系统的安全，但不能解决的传播造成的击穿电压和短路问题，可用于一般民用建筑和精密的电子设备供电。在TN - S接地系统中，N线有3个电流分量。一个是谐波电流。在现代建筑中，荧光灯和直流电子设备通常用产生谐波电流，特别是三次谐波电流。第三次谐波电流叠加在N线上，叠加电流相当大。有时叠加电流大于相电流。二是三相不平衡电流。这是一种必然发生在单相负载电源的现象。这种不平衡并没有特别的规律性，它基本上随时间而改变。三是单相工作电流。直线上的电流与N线上的电流相同，随着标准的增加，单相工作的电流变得越来越大。当三股电流混合在N线上时，电流的绝对值太小。因为N线有阻抗效应，线越长，阻抗越大。同样的N线上的电压也会随时间变化，可能大于50V。
3.4实际用电的选择
在改革开放之前，我国在建筑电气低压配电设计时，主要通过TN-C完成相关的接地工作内容。而随着社会经济不断发展，配电系统的设计理念不断的升华，接地的方式也由TN-C变为TN-S系统。TN-S系统主要是采用国际IEC标准，其接地的形式更加的安全及稳定，对接地环境的要求较低。随着时间的推移，TN-S接地系统的应用越来越频繁。如图1所示，TN-S接地系统连接的情况。而在我国某些地区的低压配电所中，一般选择TN-C系统作为低压配电接地的主要形式，我国目前民用建筑在进行室外设计时主要采用TN-C系统进行相关的接地，TN-S系统符合室内低压配电的接地要求。在TN-S系统中，如果低压的网络面积比较大，会增加其N线的长度，进而使N线的阻抗力得到进一步的提高，但其长度没有进行合理的控制。N线的阻坑力如果超出规定的范围，会导致N线与PE线之间的接地失去平衡，进而使电路中的电位发生变化，给用电设备的安全使用带来极大的影响。在这种情况下，可以应用TN-C-S系统或TN-C系统，保障电力用户的生命及财产安全。
结束语
综上所述，随着人类生活水平的不断提高，对安全问题的重视程度也随之提高，建筑电气配置安全问题一直是人们备受关注的问题之一，所以在建筑电气低压配电系统的设计时，一定要严格的遵照实际的情况，进行严格的分析研究，并进行现场勘察，以保证电气低压配电的各个接地系统能够安全平稳的运行，有效的提高整个建筑工程的稳定性和安全性。
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论文作者:丁鲁凤
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年6期
论文发表时间:2019/7/9
标签：系统论文; 电流论文; 低压配电论文; 建筑电气论文; 谐波论文; 民用建筑论文; 线上论文; 《建筑学研究前沿》2019年6期论文;