建筑电气低压配电设计中各种接地系统研究论文_王业平

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摘要:低压配电是建筑电器中一个不可或缺的重要环节,低压配电设计的好坏、运行是否稳定与安全直接影响着整个建筑内所有电气设备、所有住户的人身安全和财产保证。基于此,笔者展开了以下概述。

关键词:建筑电气;低压配电;配电设计;接地系统

一、建筑电气低压配电设计中接地系统的概述

低压配电设计中的接地系统,主要是指在设计中的接地网系统,将大地的电位设置成为参考电位,根据设计的实际需求在地下埋入金属导体,将金属导体进行合理的规划,形成一个完整的网状系统,即为接地系统。虽然大地的电阻较低,但是大地的电容量大,所以将建筑低压配电系统与大地连接,有效的保障了电气系统在工作过程中的接地性,进而保障了用户用电的安全。

根据接地的原理与接地的系统,可以将接地系统划分为:TN-C、TN-S、TN-C-S、TT、IT。在这些基地系统中,首字母代表的是电源与接地之间的联系。T:电源端的一点接地;I:电源端所有带电部分不接地。在接地系统中第二个字母代表的是电气设备外露可导电的部分与接地之间的联系,横线后字母表示的意思是保护导体与中性导体组合的情况。T:电气设备外露可导电的部分直接接地。这种电气设备外露部分直接接地,与电源端的接地相互独立,是电气设备导电的金属外壳直接与大地连接。N:电气设备外露导电部分通过电源端接地部分进行接地。C:保护导体与中性导体合一。S:保护导体与中性导体分离。根据对接地系统的简要描述情况,对建筑电气低压配电设计的接地系统进行规划的过程中,不仅需要注意电源端导体的接地进行科学的规划,还需要对低压配电系统中的电气设备外露部分的接地系统进行合理的规划,保障建筑电气系统在运行过程中的安全性与稳定性。

二、建筑电气低压配电设计中各种接地系统的作用

随着社会的城市化建设规模在不断扩大,人们的生活质量水平在不断提高,人们对于建筑住房中的用电有着更为严格的要求。在建筑电气工程的施工建设中,低压配电接地系统对于保证建筑电气工程质量的稳定性以及安全性具有非常重要的作用。其与建筑内用户的生命以及财产安全之间建立着非常紧密的联系,也是保证用户用电设备能够正常运行的前提;相关电气低压配电设计原理如图2.1所示。

图2.1 电力系统组成原理

随着社会产业结构不断的进行调整改善,传统的低压配电系统已经不能满足人们日常生活、工作以及社会发展的需求。因此,为了保证社会维持高效的发展状态,需要相关研究人员加强对建筑配电系统的研究以及设计,促使建筑电气低压配电系统中的接地系统能够不断的完善,从而保证人们生活工作的安全性以及稳定性。

三、建筑电气低压配电设计中各种接地系统的分析

1.IT接地系统分析

IT接地系统是指在内部电源不接地的前提下由电气外部导电部分直接接地的系统。IT接地系统的作用在于低压配电系统发生故障时,输出电流在高电阻和高电压下形成很小的电流,不仅能保持低压配电系统的电源始终处于开启的状态,还能保证供电的稳定性与连续性。在这样的情况下,一旦发生一相接地故障时,而技术人员未能及时消除故障,极易发展成多重接地故障,继而造成较大安全事故。因此,在设计IT接地系统时,技术人员应设置专门的检查系统以便及时检查和清除系统故障。

检查系统的安装和使用,不仅不会造成技术人员检查故障时发生触电危险,而且在检查操作中无需切断电源,技术人员通过检查系统诊断实际产生的故障信息,并对故障产生的部位作出全面的检查和维修,实现了接地系统的及时、便利性检查和故障处理。IT接地系统多应用于应急电源、矿井中的电气装置,消防区域等对供电或接地故障的电压具有较高要求的场所。

2.TT接地系统分析

TT系统是指建筑设施内的每个用电设备都单独与大地相连接,每一个用电设备的外壳都相当于一个单独的接地,不会产生电气方面的关联,防止发生故障的时候电流沿着电线进入到建筑内部的用电设备中,保护建筑内各个电气设备之间不会出现互相干扰的情况发生。TT系统因为有着对电力用量较小,电荷比较分散等特点,多适用于我国农村大部地区。

3.TN接地系统分析

TN接地系统按照不同的接地方式,可以将其分为三种,分别是TN-C系统、TN-C-S系统、TN-S系统。TN-C系统将中性线与保护线相互连接,将其作为组合接地线,并将其与设备外壳相连接。由于此系统安全性较低,若系统线路出现短路故障,会导致线路受到什么严重的影响,甚至会造成严重的安全隐患,影响周围的磁场环境。针对TN-C系统的应用设计,需给予PEN线高度重视,在安全性要求不高的地区、三相供电系统等量地区得到了广泛应用。

TN-S接地系统中,接地线N线与PE线同样处于分离的状态,两者之间不会存在内在联系,以固定的方式发挥接地的功能。当配电设备系统正常运转情况下,PE线之中不会通过电流,设备外壳区域也不会存在带电抢矿,不会对正常运行产生干扰。此接地系统具有安全性优势,在特殊建筑环境中应用比较广泛。TN-C-S接地系统将配电线路中的N线以及部分PE线进行连接,组合形成接地系统。在系统之中,将PEN线进行分离,规避中性导体接地的情况。此接地系统在居民建筑中得到广泛应用,其原理也比较简单,具有狠强的安全性。此接地系统结合了TN-C与TN-S的优点,既安全又稳定。此系统需要以重复接地的方式,若接地线长度不足,则可以将系统转变为TT系统,能够实现对对低电压的科学控制。

4.TN-S接地系统分析

TN-S 系统,则是将内部的保护线与中性线进行隔离,致使 PE 线的内部不会流通正常的电流,同时 PE 线的外壳也不会附带电流。正是由于TN-S 系统的这个特点,所以该系统常常被用于居民日常生活、工作以及部分精密设备的供电工作当中。当然,TN-S 系统也存在一定的弊端。例如,在发生对地短路或者故障电压产生一定的蔓延问题时,TN-S系统都不能及时有效的解决问题。另外,在此系统当中,N 线中流通三种类型的电流,即三相不平衡电流、单项工作电流以及谐波电流。而恰恰是这三种电流同时在 N线中通过,导致该系统产生的绝对值相对较大。与此同时,N 线自身存在着阻抗,并且会随着 N 线的长度而致使线路的阻抗值在不断增加,将连接处的阻抗值进行相加,发现 N 线上的阻抗值已经非常大。因为 N 线电流以及自身阻抗的原因,导致 TN-S 系统在使用过程中会对大地产生一定的电压降,不利于保证人们在日常生活工作中的用电安全问题。

结语:

总之,接地系统是低压配电中的重要组成部分,对电气配电的安全性、稳定性具有直接影响。基于此,电气企业必须给予高度重视,保障配电设计科学性、接地系统稳定性。此外,在配电设计过程中,有关部门必须做好科学的调研工作,选择适宜的接地系统,提高电气配电质量,继而实现优化建筑居民生活质量的最终目标。

参考文献:

[1]吴敏.建筑电气低压配电设计中各种接地系统探讨[J].智库时代,2018(23)

[2]徐涛.建筑电气低压配电设计中各种接地系统探讨建议[J].化工管理,2017(32)

[3]朱华兵.建筑电气低压配电设计中各种接地系统中的合理规划[J].通讯世界,2018(6)

论文作者:王业平

论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期

论文发表时间:2019/7/17

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