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摘 要:接地系统的设计是建筑电气低压配电中的重要内容,合理优化接地系统,可以提高建筑用电设备使用的安全性,降低设备故障发生的概率,还能更好的保证住户的人身以及财产安全。分析了建筑电气低压配电设计中,接地系统的概念以及种类,介绍了配电设计中接地系统的特点与优化措施,希望对设计人员有所帮助。
关键词:建筑电气;低压配电;设计;接地系统;特点
低压配电接地系统是建筑电气工程的重要组成,该系统运行的稳定性与安全性直接关系着用户的生命财产安全,也影响着用电设备正常运行情况。社会在不断的发展,对电能电量也有着较高的需求,在一些建筑物中,传统的低压配电系统已经无法满足人们的需求,所以,相关工作人员必须对配电体系以及设备进行不断的完善与改进。本文对建筑电气低压配电设计中接地系统的种类以及特点进行了介绍,希望对保证配电系统运行的稳定性提供必要帮助。
1 建筑电气低压配电设计中接地系统概述
大地属于电阻率比较低,而容量比较大物体,其可以很好的吸收电荷,而且是保证电位稳定性重要物体,建筑电气低压配电设计中应用各种接地系统,可以有效提高用户用电的安全性,还能保证用电设备使用的稳定性。建筑电气低压配电设计中,接地系统可以分为两种类型,一种是负载侧接地,另一种是电源侧接地。建筑电气低压配电的接地系统如果属于电源中性点,则可以用字母T表示,而负载侧电气设备的外露导电面,在经过PEN线、PE线或者电源接地中性点时,其低压系统表示为TN系统。当电气设备外露导电面直接接地,其与电源中性点接地互相独立,而且不会出现干扰与影响。在没有金属性连结的条件下,建筑低压配电中接地也可用T表示,而低压接地系统一般被称作TT系统。电源中性点不直接接地时,以字母T表示,其接地系统被承载IT系统。
电气低压配电接地的方式有多种类型,其接地系统也用不同的字母表示,建筑电气低压配电设计中,较为常见的接地系统主要有:TN-C-S系统、TN-C系统以及TN-S系统。其中T代表电源直接接地,N代表电源处接地的中性线,C代表合用一根中性线以及保护线,S代表分用中性性与保护线。这三种不同的低压配电接地系统有着各自的优劣势以及适用范围,在选择的过程中,需要结合不同的建筑场合以及建筑的功能,这样才能起到保护用电设备以及安全设施的效果。不同的接地系统有着不同的施工要求,提高施工的质量,可以增强建筑的功能。笔者根据自身经验,对建筑电气低压配电设计中,TN-C-S、TN-C以及TN-S接地系统进行了分析与介绍,希望可以有效提高建筑的使用功能以及系统运行的安全性、可靠性。
2 低压配电设计中接地系统的特点与功能
2.1 TN-C-S系统
TN-C-S系统将中性线、保护线以及PE线有效的结合在一起,该系统是民用建筑中比较常见的接地系统,对保证建筑用电设备的正常运行有着促进作用。TN-C-S系统的适用范围主要是分散的民用建筑电气配电系统,其接线方式比较简单,运行安全性较高,但是由于该系统电源线的PEN线降电压会出现在用电设备的外壳上,所以,设计人员必须将PEN线进行接地处理,还要通过相关措施将PE线与N线、N线与地面进行绝缘处理。
2.2 TN-C系统
TN-C系统将中线线与保护线有效的结合在一起,该系统中用电设备的金属外壳与中性线、保护线共同连接在PEN线中,而且可作为保护接零装置。PEN线中可以通过正常负荷的电流,也可以通过谐波电流,所以在PEN线中,接入中性线与保护线,可以起到降低电压的作用。TN-C系统通常适用于三相负荷基本平衡并且谐波电流较少的供电系统。对有一些精密电子设备用的供电系统不宜用TN-C系统。TN-C系统不仅可以保护接零,还可以保护接地。但是这样做,容易使接零的设备外壳带上危险的电压。
2.3 TN-S系统
TN-S系统是一种中线性,N和保护线PE是分开的系统,其PE线不通过正常的负荷电流,故PE线和设备外壳不带电。TN-S系统通常用于民用建筑电气供电系统,也适宜用于精密电子设备的供电系统,其可以较安全地解决对地故障电压蔓延与因相线对地短路而引起中性点电位升高等问题。
2.4 TT系统
TT系统,又称为接地制,是一种用电设备外壳用单独的接地极接地并且与电源的接地在电气上无联系的系统。在TT系统中,各个电气设备的PE线互不连接,而用自己的接地极接地,杜绝了电压沿PE线窜入内部的危险。因此,公用低压电网供电的用户大多是用TT接地系统的。另外,TT系统的PE线直接引至大地,而大地是零电位,易引发对地绝缘击穿事故,必须采取防范措施。
2.5 IT系统
IT系统的电源不接地或通过阻抗接地,电气设备外露可导电部分可直接接地或通过保护线接到电源的接地体上,这也是保护接地。
在IT系统内:电气装置带电导体与地绝缘,或电源的中性点经高阻抗接地;所有的外露导电部分和装置外导电部分经电气装置的接地极接地。
由于该系统出现第一次故障时故障电流小,电气设备金属外壳不会产生危险性的接触电压,因此可以不切断电源,使电气设备继续运行,并可通过报警装置及检查消除故障。IT系统内发生第二次故障时应自动切断电源:当在另一相线或中性线上发生第二次故障时,必须快速切除故障。
3 PE线的作用及约束条件
PE线是低压配电系统在接地故障状态下,传送故障电流的导线。高压供配电系统保护中,PE线的设置是十分重要的一项技术措施,而在民用建筑常见的低压配电系统中同样非常重要,实现安全保护。其主要通过三种方式实现接地。其作用是在低压配电供电保护系统设计中,把可以触及到金属物体的所有电气保护设备均与PE线连接,对电气设备与操作人员形成保护。所以,在低压配电系统中,PE线的设置要求很高,其具体要求包含以下几个方面: 载流能力必须达到保护装置灵敏度的要求;不能存在对建筑物或其内部隐藏的危险;载流时导线的温度以及电磁感应强度都必须控制在比较合理的范围内等。
结束语
接地系统是建筑电气低压配电中重要的保护装置,其对提高电气工程的效益有着重要的影响,而且可以增强建筑的功能,降低建筑内用电设备出现故障的概率。随着建筑种类的增多,建筑结构以及供电要求越来越复杂,这对建筑电气配电设计人员也提出了更高的要求,其必须提高对电气工程的安装以及接地系统的重视程度,要通过学习提高设计水平,选择正确的接地系统,另外,还要提高对电线、电缆质量的监管力度,对不符合要求的材料要进行剔除,这样才能保证建筑电气工程的质量与安全性。
参考文献
[1]李晓琛,佟一飞.浅谈建筑电气低压配电设计中导体的选择[J].黑龙江科技信息,2010(22).
[2]吴静贤.建筑电气低压配电系统接地分析[J].城市建设理论研究(电子版),2012(5).
[3]陈杰.对建筑电气节能设计的论述[J].城市建设理论研究(电子版),2011(23).
关键词:建筑电气;低压配电;设计;接地系统;特点
低压配电接地系统是建筑电气工程的重要组成,该系统运行的稳定性与安全性直接关系着用户的生命财产安全,也影响着用电设备正常运行情况。社会在不断的发展,对电能电量也有着较高的需求,在一些建筑物中,传统的低压配电系统已经无法满足人们的需求,所以,相关工作人员必须对配电体系以及设备进行不断的完善与改进。本文对建筑电气低压配电设计中接地系统的种类以及特点进行了介绍,希望对保证配电系统运行的稳定性提供必要帮助。
1 建筑电气低压配电设计中接地系统概述
大地属于电阻率比较低,而容量比较大物体,其可以很好的吸收电荷,而且是保证电位稳定性重要物体,建筑电气低压配电设计中应用各种接地系统,可以有效提高用户用电的安全性,还能保证用电设备使用的稳定性。建筑电气低压配电设计中,接地系统可以分为两种类型,一种是负载侧接地,另一种是电源侧接地。建筑电气低压配电的接地系统如果属于电源中性点,则可以用字母T表示,而负载侧电气设备的外露导电面,在经过PEN线、PE线或者电源接地中性点时,其低压系统表示为TN系统。当电气设备外露导电面直接接地,其与电源中性点接地互相独立,而且不会出现干扰与影响。在没有金属性连结的条件下,建筑低压配电中接地也可用T表示,而低压接地系统一般被称作TT系统。电源中性点不直接接地时,以字母T表示,其接地系统被承载IT系统。
电气低压配电接地的方式有多种类型,其接地系统也用不同的字母表示,建筑电气低压配电设计中,较为常见的接地系统主要有:TN-C-S系统、TN-C系统以及TN-S系统。其中T代表电源直接接地,N代表电源处接地的中性线,C代表合用一根中性线以及保护线,S代表分用中性性与保护线。这三种不同的低压配电接地系统有着各自的优劣势以及适用范围,在选择的过程中,需要结合不同的建筑场合以及建筑的功能,这样才能起到保护用电设备以及安全设施的效果。不同的接地系统有着不同的施工要求,提高施工的质量,可以增强建筑的功能。笔者根据自身经验,对建筑电气低压配电设计中,TN-C-S、TN-C以及TN-S接地系统进行了分析与介绍,希望可以有效提高建筑的使用功能以及系统运行的安全性、可靠性。
2 低压配电设计中接地系统的特点与功能
2.1 TN-C-S系统
TN-C-S系统将中性线、保护线以及PE线有效的结合在一起,该系统是民用建筑中比较常见的接地系统,对保证建筑用电设备的正常运行有着促进作用。TN-C-S系统的适用范围主要是分散的民用建筑电气配电系统,其接线方式比较简单,运行安全性较高,但是由于该系统电源线的PEN线降电压会出现在用电设备的外壳上,所以,设计人员必须将PEN线进行接地处理,还要通过相关措施将PE线与N线、N线与地面进行绝缘处理。
2.2 TN-C系统
TN-C系统将中线线与保护线有效的结合在一起,该系统中用电设备的金属外壳与中性线、保护线共同连接在PEN线中,而且可作为保护接零装置。PEN线中可以通过正常负荷的电流,也可以通过谐波电流,所以在PEN线中,接入中性线与保护线,可以起到降低电压的作用。TN-C系统通常适用于三相负荷基本平衡并且谐波电流较少的供电系统。对有一些精密电子设备用的供电系统不宜用TN-C系统。TN-C系统不仅可以保护接零,还可以保护接地。但是这样做,容易使接零的设备外壳带上危险的电压。
2.3 TN-S系统
TN-S系统是一种中线性,N和保护线PE是分开的系统,其PE线不通过正常的负荷电流,故PE线和设备外壳不带电。TN-S系统通常用于民用建筑电气供电系统,也适宜用于精密电子设备的供电系统,其可以较安全地解决对地故障电压蔓延与因相线对地短路而引起中性点电位升高等问题。
2.4 TT系统
TT系统,又称为接地制,是一种用电设备外壳用单独的接地极接地并且与电源的接地在电气上无联系的系统。在TT系统中,各个电气设备的PE线互不连接,而用自己的接地极接地,杜绝了电压沿PE线窜入内部的危险。因此,公用低压电网供电的用户大多是用TT接地系统的。另外,TT系统的PE线直接引至大地,而大地是零电位,易引发对地绝缘击穿事故,必须采取防范措施。
2.5 IT系统
IT系统的电源不接地或通过阻抗接地,电气设备外露可导电部分可直接接地或通过保护线接到电源的接地体上,这也是保护接地。
在IT系统内:电气装置带电导体与地绝缘,或电源的中性点经高阻抗接地;所有的外露导电部分和装置外导电部分经电气装置的接地极接地。
由于该系统出现第一次故障时故障电流小,电气设备金属外壳不会产生危险性的接触电压,因此可以不切断电源,使电气设备继续运行,并可通过报警装置及检查消除故障。IT系统内发生第二次故障时应自动切断电源:当在另一相线或中性线上发生第二次故障时,必须快速切除故障。
3 PE线的作用及约束条件
PE线是低压配电系统在接地故障状态下,传送故障电流的导线。高压供配电系统保护中,PE线的设置是十分重要的一项技术措施,而在民用建筑常见的低压配电系统中同样非常重要,实现安全保护。其主要通过三种方式实现接地。其作用是在低压配电供电保护系统设计中,把可以触及到金属物体的所有电气保护设备均与PE线连接,对电气设备与操作人员形成保护。所以,在低压配电系统中,PE线的设置要求很高,其具体要求包含以下几个方面: 载流能力必须达到保护装置灵敏度的要求;不能存在对建筑物或其内部隐藏的危险;载流时导线的温度以及电磁感应强度都必须控制在比较合理的范围内等。
结束语
接地系统是建筑电气低压配电中重要的保护装置,其对提高电气工程的效益有着重要的影响,而且可以增强建筑的功能,降低建筑内用电设备出现故障的概率。随着建筑种类的增多,建筑结构以及供电要求越来越复杂,这对建筑电气配电设计人员也提出了更高的要求,其必须提高对电气工程的安装以及接地系统的重视程度,要通过学习提高设计水平,选择正确的接地系统,另外,还要提高对电线、电缆质量的监管力度,对不符合要求的材料要进行剔除,这样才能保证建筑电气工程的质量与安全性。
参考文献
[1]李晓琛,佟一飞.浅谈建筑电气低压配电设计中导体的选择[J].黑龙江科技信息,2010(22).
[2]吴静贤.建筑电气低压配电系统接地分析[J].城市建设理论研究(电子版),2012(5).
[3]陈杰.对建筑电气节能设计的论述[J].城市建设理论研究(电子版),2011(23).