摘要:随着时代的发展,无处不见的都是高楼大厦这种大型建筑,在大型建筑中,强电系统与弱电系统虽然仅有一字之差,但出现的接地问题的解决方法并不完全相同,却又相互联系。对大型建筑的强弱电系统的概念加以解释,并根据笔者的研究经验针对其出现的接地问题及接地方式进行深入探讨。
关键词:大型建筑;接地问题;接地方式
引言:
对于大型建筑体来说,其主配电系统在设计时主要采用放射式,原因是该类型的配电方式即使出现某路配电线路故障时,也不会对其它线路的正常工作造成损坏,供电的可靠性较高。 此外,该类型的配电系统,其配电设备安装比较集中,检修工作相对方便,但是投资较高,特别是配电线路采用的是铜芯电力电缆,这样总体的配电系统造价就大大被提高。 关于电缆线的造价问题对大型建筑中强弱电系统的接地问题产生什么样的影响,以下也进行了讨论。
1 大型建筑主配电系统与强电系统接地系统
(1)目前大型建筑的典型的配电系统有 TN - C 系统、TN - S 系统、
TN - C - S 系统、TT 系统。配电设计中最常使用的就是“TN - C - S”供电系统,各层配电箱和配电设备使用“TN - S”系统。
(2)建筑工程的电气接地系统包含三个模块,即防雷接地、电气设备保护与变压器中胜点接地、电气设备工作接地等。电气设计中的接地系统有两种,即独立接地系统和统一接地系统。其中,独立接地系统顾名思义,即整个系统中各个模块独立建立接地网络,且为避免干扰。统一接地系统是共用一个接地体。
(3)建筑防雷接地
我国的高层建筑物(含钢结构建筑)的防雷接地引下线一般长约 100m 左右,在防雷接地装置中,接地电阻阻值越小,则瞬间内冲击接地电压降就越小,建筑物遭受雷击的危险性就越小。在建筑物特别是高层建筑的施工中,利用建筑物基础地板钢筋作为自然接地体,利用建筑物的柱或剪力墙内竖向钢筋做引下线。
(4)建筑工作接地
交流工作接地将电力系统中的某一点直接或经特殊设备与大地作金属连接。工作接地主要指的是变压器中性点或中性线(N 线)接地。N 线必须用铜芯绝缘线。在配电中存在辅助等电位接线端子,等电位接线端子一般均在箱柜内。必须注意,该接线端不能外露;不能与其它接地系统,如直流接地、屏蔽接地、防静电接地等混
接;也不能与 PE 线连接。
(5)建筑保护接地
“TN - S”系统能够对 PE 线进行重复接地,它的作用分为:
①如果没有重复接地,在 PE 断线的情况下,系统处于不接零不接地的无保护状态。如果对其进行重复接地,在 PE 正常的情况下,系统处于接零受保护的状态;当 PE 断线的时候,系统会处于接地保护的状态。
②如果相线断线和大地之间发生短路,那么故障电流的存在就导致了 PE 电位升高。当断线点和大地之间的电阻较小,PE 电位远远超过安全电压。危险电压沿着 PE 线能危机到人身安全。进行重复接地后,电阻和电源工作接地,电阻并联后等效电阻会小于电源工作的接地电阻,能够降低 PE 线对地电压,减少触电危险。
③PE 线重复接地能够降低短路时的对地的电压。总之,改善 TN 系统保护性能,要通过重复接地来降低对地电压,减轻断线危险,降低事故的危险性。
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2 强弱电系统接地的问题
2.1 该系统存在的干扰,强弱电系
统在使用过程存在的各类干扰因素,例如:雷击干扰、传导干扰、电容电感耦合等,上述困扰若不能有效处理,将对强弱电系统造成威胁,轻者影响测量结果,重者影响电力设备正常使用。以下为传导干扰及雷击干扰的具体说明:雷击干扰有直击雷与感应雷两种,直击雷属于雷电直接击中电力线路与电力设备,经设备进入地;感应雷属于雷电磁场过大对设备影响,从大型建筑情况来看,外部建筑有保护作用,出现直击雷干扰的可能性较小,大多数均为感应雷干扰。 传导干扰属于设备的线路绝缘层老旧,出现漏电的可能,其接触到一定的电体,造成干扰,加上电力设备使用年限过长,容易引起短路现象,使其和信号之间出现干扰。
2.2 强弱电系统在接地上存在着差异
强弱电系统的具体内容不同,相应的保护对象也不一样。由此可见,强电和弱点的接地方式也是有差异的,接地时要根据功能和用途的差异采取不同的接地方式,不能混淆。主要包括保护性和功能性接地。
①保护性接地分为电气保护接地、防雷和静电接地等;
②功能性接地主要是工作接地(例如电力系统的中性点接地)或者信号电路接地(信号地)。系统不同,用电设备不同,供电系统不同,采取的接地方式也不尽相同,在实际的强弱电系统的接地过程中,要根据具体情况做出合适的选择。
2.3 接地极和接地线的安装
开展接地工作时,经常要强电和弱点系统联合接地。这个时候就要注意工作中共用接地系统时接地电阻小于或等于 1Ω,独立接地时接地电阻小于或等于 4Ω,确保发生漏电时设备和操作人员安全。弱电接地和强电接地处于一个点是相当不安全的,因此不能在同一个点接地。另外,电脑和消防控制室的一些设备要有极强的抗干扰的能力,这样设备在接地线的选择上的横截面积要大于 25mm 2,这个点能够最大限度的减少其他线路的干扰。工作中既要考虑接地线、接地极和接地电阻的影响,还要考虑建筑物内错综复杂的结构和线路、设备的分布,通常建筑物内要设置等电位联结或者局部的等电位联结。
3 强弱电系统不同的接地方式
3.1 单点接地
单点接地是一种较为简单的接地方式,相对于其他接地方式来说,这种接地方式没有地环路,然而这样的接地方式往往使地线过长,从而导致地线抗阻过大,造成电力的浪费,也留下了安全隐患。单点接地是指把整个电路系统中的一个结构点作为参考点,将所有对地连接的线路都连接到这一点上,并在地面上设置一个安全螺栓保证安全。一般,工作频率较低的电力系统采用单点接地方式不仅有效,也节约成本还能防止两点接地产生共地阻抗的电路性耦合。单点接地方式一定会产生多个线路,因此多电路的单点接地方式分为串联和并联两种,相对于并联接地来说,串联接地会产生共地阻抗的电路性耦合,所以考虑到成本以及实用性,低频电路一般采用串联的单点接地方式。在实际应用中,工频与其它杂散电流会产生相互干扰,因此在进行单点接地的过程中,信号地线应该与功率地线及机壳地线相互绝缘。单点接地中所说的低功率一般是指工作功率小于1MHz。
3.2 多点接地
多点接地方式相对于单点接地就显得相对复杂。多点接地是指在整个电路系统中,用多个接地平板来代替电路中每部分各自的地回路,而不再采用较长的线路。多点接地一般是工作频率较高的电路系统所采用的接地方式,这里的高功率是指工作功率大于30MHz。理论上,接地引线的感抗与电路的工作频率和线路的长度成正比,然而多点接地方式被应用在高频率的电路系统中,相应地,接地引线的感抗会因为电路的高频率而大大增加,从而增大了共地阻抗产生的电磁干扰,那么在实际进行多点接地时,就要求电路线路尽可能地缩短,来降低接地引线的感抗。从多个方面考虑,在采用多点接地时,尽量要找最接近的低阻值接地面进行接地。
结束语:
综上所述,大型建筑中强弱电系统的接地问题是一项涉及专业知识强、技术难度大、操作复杂、不稳定性因素多的庞大工程。 对建筑体中接地系统的科学设计、合理安装和做好后期维修是保证建筑体内配电系统正常安全云心的重要基础,也是保证居民日常生活稳定和生命财产安全的重要因素。 所以,要做好对强弱电系统的接地技术进行一步研究,保证其工作的正常化和安全性。
参考文献:
[1] 刘秉清.大型建筑中强弱电系统的接地问题[J].通讯世界.2015(02)
[2] 肖中南.大型建筑中强弱电系统的接地问题[J].黑龙江科技信息.2014(11)
[3] 刘秉清.大型建筑中强弱电系统的接地问题[J].通讯世界.2015(02)
论文作者:薛冰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/6
标签:系统论文; 单点论文; 建筑论文; 方式论文; 干扰论文; 工作论文; 电路论文; 《电力设备》2017年第26期论文;