接地系统之所以存在,是因为大地蕴含着巨大的电容量,且对电的阻力相对来说比较微小,几近为零,即便外界电荷大量涌入,大地也能保持相对稳定的电位。尤其是在雷雨时节,大地可尽最大努力缩减外界对建筑供电系统的损害,减少用电事故发生的几率,保障用户用电照常进行。接地系统可根据设计原理划分为以下几种类型:IT系统、TN系统以及TT系统。其中TN系统又能进行更细致的分类,包含:TN-C系统、TN-S系统、TN-C-SI系统。字母不同,代表的含义不同。I意味着电源端与大地处于绝缘或者有阻状态,T意味着电源与大地进行了直接的接触。N代表着中性线,C代表保护线与中性线化而为一,S代表保护线与中性线由一分化,各自应用。所以,在设计接地系统时,设计者要充分思考两个问题:一是电源端与大地的关系如何处理;二是电气设备的外壳与大地的关系如何处理。只有全面思考了这两个问题,提出切实有效的设计方案,才能满足用户的用电需求,保障关于用电的安全。
二、建筑电气低压配电设计中各种接地系统的分析
2.1 IT接地系统
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。
2.2 TT接地系统
TT接地系统是指建筑中所有用电设备的外露部位,分别通过一条与系统电源接地线没有任何联系的接地线与大地单独连接的系统。也就是说建筑中所有用电设备的接地系统都是单独的使用一根线与大地连接,且电气设备的保护线互不干扰,不仅有效的消除了保护线内部电流产生的相互作用与影响,对用电设备保护线和中性线的结合情况,也能有效规避通过保护线的运行对正常运行的中性线的影响。基于上述情况,在设计和使用TT接地系统时,技术人员不仅要保证所有用电设备都单独接地,还要保证这些接地线之间不会产生任何电气接触。这不仅增加了接地系统施工的难度,也对技术人员的专业能力提出了更高的要求。由于TT接地系统的中性线直接接地,在大量用电设备处于工作状态时,极易发生用电安全事故,针对这一情况,技术人员在设计TT接地系统时要制定与之相符的风险防范措施。也正是因为这一情况,有科研院和设计院等对用电稳定性具有较高要求的场所才会使用TT接地系统。
2.3 TN-C接地系统
TN-C接地系统是指中性线N与保护线PE结合起来以一条线与大地直接连接的系统。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆TN-C接地系统是将电气设备金属外壳、保护线PE和中性线N与接地线PEN相连接,这样做既可以将接地线PEN作为中性线使用也能当保护线使用。在实际的应用过程中,接地线PEN不仅可承载复杂的电流和谐波电流,能提高接近系统的总体设计效率,也能在高电流接入电阻低、电容大的大地时实现低压配电系统始终保持在相对较低的电位水平,有效提高电气设备的高压承载能力。由于TN-C接地系统能有效保障低压配电系统的安全稳定,因而多被用于负荷状况相对均衡的低压配电系统,但由于TN-C接地系统的中性线和保护线是结合在一起使用的,导致中性线的稳定性在很大程度上会受到保护线内部电流的影响,因而对于比较精密的建筑电气系统的稳定性,会产生很大的负面影响。基于这种情况,技术人员在设计和使用TN-C接地系统时,应尽可能地将中性线与接地线分开使用,以保障建筑电气低压配电系统的安全稳定性。
2.4 TN-S接地系统
TN-S接地系统是指在电气系统内中性线与保护线在不直接联系的基础上分别完成接出并与大地单独连接的系统。简而言之,就是所有处在正常运行状态的电气保护线PE和金属外壳都不带电。由于中性线不被保护线内部电流所干扰,因而具有较高的稳定性,不仅民用住宅广泛使用TN-S接地系统,而且对供电稳定性具有较高要求的精密电子设备也会使用TN-S接地系统。
2.5保护线PE的作用及约束
低压配电接地保护系统多用于我国的民用建筑。在接地保护系统的设计中,通常会将电气设备的金属外壳与保护线PE直接连接,以有效保护电气设备和电气工作人员的安全。因而在低压配电接地系统的设计中,保护线PE作为一根能有效传送低压配电系统故障电流的导线,技术人员应高度重视保护线PE的设置,必须满足一定的电气设备使用要求,即:
(1)保护线PE的载流能力满足用电设备的保护要求;
(2)保护线PE在载流温度和感应强度等载流能力方面应保持在一定数值范围内;
(3)应用于TN-S接地系统的保护线PE不仅能承受故障时间内单相短路电流,还要保证低于建筑安全电压50V以上;
(4)保护线PE的工作应遵循与配电导线同槽、同管的敷设原则;
(5)尽可能避免对中性线和接地线的回路阻抗。
三、结语
总而言之,在建筑电气低压配电系统设计时,应重视低压配电系统接地系统的设计的合理性,严格按照有关的建筑电气低压配电系统规范要求实施接地保护装置的设置,进而提高整个建筑工程电气低压配电系统运行的安全性和稳定性。
参考文献:
[1]曾德慧.高层建筑低压配电系统漏电的火灾危险性及其防范措施研究[J].科技信息,2010(29).
[2]陈天华,陈梁星.浅谈高层建筑供配电系统存在的问题及对策[J].中华民居,2011(10).
[3]吕阿率.高层建筑低压配电系统漏电的火灾危险性及其防范措施研究[J].科技传播,2011(9).
[4]沈天杭.关于建筑电气低压配电设计中各种接地系统的分析[J].中华民居(下旬刊),2014(06):177.
[5]蔺怡.建筑电气低压配电设计中各种接地系统的分析[J].黑龙江科技信息,2014(16):79.
论文作者:卜军
论文发表刊物:《中国建筑知识仓库》2019年01期
论文发表时间:2019/6/18
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