摘要:低压配电系统是由配电变电所(电网的输电电压降为配电电压)高压配电线路(即1千伏以上的电压)配电变压器、低压配电器、以及相关的控制保护设备共同组成的。而接地系统的分类是根据电源点的对地关系和负荷侧电气装置的外露导电部分的对地关系而划分,低压配电接地系统主要包括了IT系统、TT系统和TN系统(TN系统又分为TN-C系统、TN-S系统、TN-C-S系统)这三种,是建筑电气中重要的组成部分,会直接关系到建筑电气设备的安全的问题,同时也对人们的生命财产安全有着十分重要的影响。所以,设计单位要对建筑电气中的低压配电系统进行合理的设计,保证配电设备能够有效的为人们服务。
关键词:建筑电气;低压配电接地系统;接地保护
1低压配电设计中各种接地系统
所谓接地,就是与大地相接,目的是为了保证用电的安全性。其原理是:大地具有很大的电容量,而且相对来讲电阻又较小,能够吸收来自于外界的大量电荷,使电位保持不变,这就使建筑电气低压供配电系统中的电压和电流得到了最大的保护,从而使其受到外部因素的影响降到最低,有效保证了人们的用电安全,避免了事故的发生,使电力系统更具有稳定性和安全性。接地系统常见的类型有TN系统、TT系统、IT系统。TN系统又分为TN-C,TN-S和TN-C-S系统。字母T表示电源内直接和大地接触的电线;I表示的是经过绝缘和抗组测试的接地线;N指的是中性线;C代表一种特殊形式,在实际运用中,如果中性线与保护线同时使用,就用C来表示;S表示一种接地任务形式,指的是中性线和保护线单独使用,各自承担着接地任务。
2建筑电气低压配电设计中的各种接地系统分析
2.1 IT系统
在建筑电气低压配电系统中的IT系统的电源端是不接地的,而电气设备的外露可导电部分直接接地,这种装置就会使得系统出现故障时,电源的端口在高电阻和高电抗压的情况下造成电流十分的小,所以这种情况是不关闭电源的,保障了供电电源的连续性和可靠性。但在一相接地故障发生时,如不及时消除故障,则容易发展为多重接地故障,酿成较大事故,因此,IT系统应设置检查系统,以便及时发现故障。因此IT系统多适用于不间断供电要求高和对地接地故障电压有严格要求的场所,如应急电源装置、消防、矿井下电气装置、胸腔手术室以及有防火防爆要求的场所。
2.2 TT系统
TT系统电源端有一点直接接地,负荷侧外露可导电部分直接接地(此接地点独立于电源端的接地点),每一个运行的金属外壳都是一个单独的接地,使得电源的接地线和负荷侧电气上是没有关系的,而且各个用电设备和大地相连的保护线都是单一的,避免了故障电流顺着PE线流入其他用电设备中,从而造成了事故的发生。这样能够确保用电设备的保护线相互干扰的问题出现,而且还使得用电设备自己的保护线和中性线合一的设备对中性线没有影响,能够有效的保障电气设备的正常运行。TT系统多适用于不附设变电所的公共建筑、医院、单相负荷比较集中的场所,有爆炸和火灾危险的场所等建筑中。我国农村用电负荷比较分散,发生故障的电流比较小,因此该系统在农村用户中使用比较广泛。
2.3 TN-C系统
TN-C系统是将中性线N和保护线PE连接在一起的接地线路,设备的金属外壳均与PEN线相连,该系统安全水平较低,当PEN线出现短路、短线等故障时,可产生较高的的对地电压,对线路产生较大的影响,并造成检修设备时的不安全,它对信息系统和电子设备也容易产生干扰,因此在设计中严禁PEN线断开。TN-C系统可用于单相负荷不大的、安全要求不高的工厂的低压配电系统中,适合用于三相负荷比较等量的供电系统。
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2.4 TN-S系统
TN-S系统中整个系统的N线和PE线是分开的,两者没有任何的联系,并通过各自的固定要求来接入到大地,正常情况下PE线没有电流通过,所以设备金属外壳上不带电,在正常的运行中不会产生干扰,确保了电气设备的安全性和使用性。目前该系统广泛的应用在设有变电所的公共建筑、医院、有爆炸和火灾危险的厂房和场所,居民区以及单相负荷较多的民用建筑中也广泛使用。
2.5 TN-C-S系统
TN-C-S系统是一部分PE线和N线是结合在一起的一种接地系统。在某些用户端,PEN线分成PE线和N线,一旦分开,PE线与N线将不再合并,且中性导体不再接地。这也是我国最常用的居民配电接地系统,这种接地方式工作的原理十分简单和明确,同时安全性也比较高。即有TN-C系统的高效优点,又有TN-S系统的安全优点,满足了居民用电的安全稳定要求。此外,TN系统均需要重复接地,当PE线或PEN线短线时,重复接地可以使断线处后的系统变成TT系统,降低了断线时所发生故障处的对地电压。
3建筑低压配电系统中的接地保护设计
建筑电气低压配电系统是否能够安全稳定运行,直接关系到用电主体的使用安全。因此在设计建筑低压配电系统的时候,必须要采用合适的接地保护措施。所谓接地保护措施,主要指的是当建筑低压配电系统在日常运行过程中,发现漏电现象的时候,能够自动切断漏电线路,进而确保整个线路的安全性,同时确保整个供电系统中的机械设备免遭损坏以及操作人员的安全。科学合理的进行接地保护装置的设置,是确保整个建筑供电系统安全的关键。因此在开展建筑电气低压配电系统设计时,需要结合建筑电气设备的实际状况和回路线路的横截面积大小等,来科学的进行接地保护装置的设置。同时,对于建筑电气低压配电系统而言,不管最终确定选用何种接地系统和接地形式,都应该要确保整个低电压供电系统位于同一个电位之上,确保供电系统中的接地系统和电气设备实现等电位连接,进而确保整个低电压供电系统内部的稳定性,避免因外部电压问题而影响到供电系统的正常运行。此外,在设计接地保护措施的适合,还应该要考虑到供电外网的电压变化状况,也就是要认识到外部电压的不稳定性,只有这样才能最终设计出科学合理的能够确保配电系统内部相对稳定的接地保护措施。前面已经介绍过了,在建筑电气低压配电系统中,常用的接地保护模式主要有IT、TN、TT三种方式。其中TT系统主要是用于保护建筑电气低压供电系统中的电气设备的,其能够通过电气设备的单独接地,来有效保护电路中的电气设备。当出现故障现象,能够自动切断故障回路内的电流,进而确保电气设备免遭破坏;IT系统的功能相对较为强大,通常在电网的外漏导电位置设置。若电网的外漏导电位置出现故障现象,IT系统的接地保护不会将整个系统的电源切断,而是借助自身的高电阻和高电抗来阻止故障电流的自主流动,同时向维护人员发出警告,以便于电力系统维护人员依据故障现象,采取分段线路断电处理。这种接地方式不仅能够有效保障线路中的机械设备免遭损坏,确保操作人员的生命安全,还能够最大限度的降低对于整个电力线路的影响;TN系统则是利用电流保护器实现对电路负荷和电流短路等的保护,同时也能够解决建筑电气低压配电系统接地故障问题。
结束语:
综上所述,在建筑行业中的低压配电设计中,接地环节成为十分重要的一个部分,电气低压配电的正常运行也直接关系到了用户的安全问题。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。
参考文献:
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[3]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):56-57
论文作者:王伟
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/17
标签:系统论文; 低压配电论文; 建筑电气论文; 故障论文; 供电系统论文; 电压论文; 电流论文; 《电力设备》2017年第16期论文;