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摘要:本文主要对TN、TT以及IT三种接地系统来进行了研究,分析了低压配电系统接地形式的特点以及所适用的场合,并提出了用等电位联结的方式来防止电击事故,具有一定的现实意义。
关键词:低压;配电;设计;接地;系统
中图分类号:TU349.7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)23-466-01
1、建筑电气低压配电设计中的各种接地系统
1.1 TN系统
1.1.1 TN.C系统
对于TN.C系统来讲,它的中线N和保护线PE两者是合二为一的,也就是把设备的金属外壳和PE线以及N线连接在PEN线上,从而作为保护接零。PEN线不但能够通过正常负荷的电流,而且还能够通过谐波电流,PEN线上所产生的电压降是在用电设备外壳以及线路金属管线上呈现出来的,一旦PEN 线出现断线或者是相线碰地短路事故的时候,就会有高的对地电压出现。对于同一台变压器供电范围内的PEN 线来讲,相互之间是连通的,故障电压能够沿着PEN线流向其他的建筑物内的用电设备,从而不但能够使人触电,而且还会对地方电产生火灾危害,这是因为故障电压已经超过了安全值的范围。
TN-C系统主要适用在三相负荷处于平衡并且谐波电流也比较少的供电中,而对于存在爆炸、火灾、井下、医疗以及没有专门维修的民用建筑、数据处理以及一些精密电子设备的用电不适合用TN-C系统。
1.1.2 TN—S系统
对于TN—S系统来讲,它的中线N和保护线PE两者之间是分开来的,在PE线上正常的负荷电流是不能够通过的,所以,PE线和设备的外壳都是不带电位的,PE线上只有在故障发生的时候才会有电位产生。正是由于TN-S系统的这一特点,使得这一系统能够较为安全地在民用建筑电气中应用,并且也能够在精密电子设备的供电中应用。但是,这一系统不能够把对地故障电压的蔓延以及相线对地短路所引起的中性点电位的升高等等这些问题进行解决。在TN-S系统中,N线上所带有的电流主要是谐波电流、单相工作电流以及三相不平衡电流,对于谐波电流来讲,现代建筑物中通常都会用各种直流电子设备和大量的荧光灯,它们所产生的高次谐波不仅会对电源造成污染,而且还会使得N线业带有谐波电流,特别是三次谐波电流。所以,通常会在三相四线回路当中使用四根截面相等的电线或者是电缆来进行供电。对于单相工作电流来讲,N线上的电流和相线上的电流的大小是一样的,都是会随着照度标准的不断提高,而越来越大,这一问题是不容忽视的。对于三相不平衡电流来讲,这一现象在单相负荷的供电系统中是必然会产生的,并且这一不平衡会随着时间的不断变化,而越来越复杂,TN-S系统的供电其实就是针对三相不平衡用电的负荷来制订的。
1.1.3 TN-C-S系统
对于TN—C—S系统来讲,它的中线N和保护线PE 两者之间有一部分是合二为一的,但是另一部分是分开的,在民用建筑的配电中,TN-C-S是比较常用的系统,一般情况下电源线路中通过PEN 线进入建筑物总进线柜上之后,再分成N线和PE线的,这一方式的接线比较简单,相对来讲安全性比较好,主要适用在分散的民用建筑物的配电中。但是,由于电源线路中的PEN 线上存在有一定的电压降,使得此电位仍然会在设备的外壳上予以呈现,所以,在单体进线的地方对PEN 线实行重复接地,接地的电阻应该要不大于lO欧姆,在这之后,再分成PE线和N线,并确保N线是和地绝缘的。
1.2 TT系统
对于这一系统来讲,也叫做接地制,用电设备的外壳使用的是单独的接地极进行接地,在电气上合电源的接地没有联系,各个建筑物的电气设备使用的是自己的接地极进行接地,PE线之间是相互不连接的,这就从根本上把故障电压沿着PE线从户外窜向户内的危险予以杜绝了。所以,供电部门为公用低电压网供电的用户多提供的绝大多数都是TT接地系统,被广泛的应用于农村,这是因为,对于农村来讲,用电的负荷比较分散,线路故障的电流比较小,因此,这一接地系统就能够就地打接地极,也就避免了从电源处引来PE线这样的麻烦。
1.3 IT系统
IT系统的中性点不是直接接地或者是经过高阻抗进行接地的,换句话说就是电源带电部分是对地绝缘的,是由用电设备的金属外壳直接接地,这一系统主要是用于电机系统的接地。这一系统不适合配出N线,如果必须要配出N 线的时候,就应该要在N线上装设上过电流保护,用来对包括N线在内的所有的导线实行断电,那么,可以在三相电源处设置上四极断路器或者是设置隔离开关,从而能够在产生短路故障的时候把相线和N线切断。
2、防止电击事故的措施
为了防止由于故障引发的电击事故,可以采取等电位联结的方式,等电位联结可以使得预期接触电压明显降低,采用等电位联结的方式,其效果要比重复接地来的明显,而且在工程中也比较容易实现。
对于等电位联结来讲,主要有两种,也就是主等电位联结以及辅助等电位联结,对于主等电位联结来讲,就是把主保护导体、主接地导体以及电气装置的外部能够导电的部分进行全部连接,在它的影响范围之内,能够使得电击的防护水平显著提高;对于辅助等电位联结来讲,它是在一个局部的范围之内能够同时把触及的外露可以导电部分以及外部可以导电部分进行相互连接,从而来使其在局部地区的内部和外部处于同一电位。对于建筑物内的电气装置也实施等电位的方式来联结和安装,能够对PEN 线以及PE线传导所引入的故障电压而产生的电击事故起到防止作用,并且能够把电位差、电弧以及电火花的发生予以消除,从而使得电磁场所引起的干扰得到消除。
需要注意的是,等电位联结安装的具体要求应该要严格按照国家建筑标准的设计图集以及国家标准中和等电位部分有关的要求来执行,对于辅助等电位联结对防止电击的有效性的校验可以通过以下的公式来进行:
R≦Ui /Ia
其中,R所表示的是可以同时触及的外露可导电部分以及装置外的可导电部分之间的电阻; 所表示的是允许持续接触的电压限值,对于一般场所来讲,它的交流电压为50伏,直流电压为120伏,对于超市的场所来讲,它的交流电压为25伏,直流电压为6O伏;Ia所表示的是切断故障回路小于等于5秒的保护动作电流
3结语
总之,建筑电气设计中接地系统的正确选择是十分重要的,对此人们必须要引起足够的重视,而做好接地系统的设计是一个十分关键的环节,那么,这就要求人们要对建筑中不同接地系统之间的分类、在建筑中所起到的作用以及相互之间存在的关系进行一个清楚的认识,只有这样,才能够对建筑电气工程的接地系统的设计质量进行有效的保证,从而来对用电设备安全以及人身安全进行保障。
参考文献:
[1]景迁.浅谈中压电网中性点接地方式的选择[A].全国冶金自動化信息网2010年年会论文集[c].2010年.
[2]叶灿华.城市住宅小区的供配电设计[J].建材技术与应用,2010年O1期.
[3]徐俊佳,张骞.建筑电气中的接地系统及措施分析[A].河南省土木建筑学会2010年学术研讨会论文集[C].2010年.
关键词:低压;配电;设计;接地;系统
中图分类号:TU349.7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)23-466-01
1、建筑电气低压配电设计中的各种接地系统
1.1 TN系统
1.1.1 TN.C系统
对于TN.C系统来讲,它的中线N和保护线PE两者是合二为一的,也就是把设备的金属外壳和PE线以及N线连接在PEN线上,从而作为保护接零。PEN线不但能够通过正常负荷的电流,而且还能够通过谐波电流,PEN线上所产生的电压降是在用电设备外壳以及线路金属管线上呈现出来的,一旦PEN 线出现断线或者是相线碰地短路事故的时候,就会有高的对地电压出现。对于同一台变压器供电范围内的PEN 线来讲,相互之间是连通的,故障电压能够沿着PEN线流向其他的建筑物内的用电设备,从而不但能够使人触电,而且还会对地方电产生火灾危害,这是因为故障电压已经超过了安全值的范围。
TN-C系统主要适用在三相负荷处于平衡并且谐波电流也比较少的供电中,而对于存在爆炸、火灾、井下、医疗以及没有专门维修的民用建筑、数据处理以及一些精密电子设备的用电不适合用TN-C系统。
1.1.2 TN—S系统
对于TN—S系统来讲,它的中线N和保护线PE两者之间是分开来的,在PE线上正常的负荷电流是不能够通过的,所以,PE线和设备的外壳都是不带电位的,PE线上只有在故障发生的时候才会有电位产生。正是由于TN-S系统的这一特点,使得这一系统能够较为安全地在民用建筑电气中应用,并且也能够在精密电子设备的供电中应用。但是,这一系统不能够把对地故障电压的蔓延以及相线对地短路所引起的中性点电位的升高等等这些问题进行解决。在TN-S系统中,N线上所带有的电流主要是谐波电流、单相工作电流以及三相不平衡电流,对于谐波电流来讲,现代建筑物中通常都会用各种直流电子设备和大量的荧光灯,它们所产生的高次谐波不仅会对电源造成污染,而且还会使得N线业带有谐波电流,特别是三次谐波电流。所以,通常会在三相四线回路当中使用四根截面相等的电线或者是电缆来进行供电。对于单相工作电流来讲,N线上的电流和相线上的电流的大小是一样的,都是会随着照度标准的不断提高,而越来越大,这一问题是不容忽视的。对于三相不平衡电流来讲,这一现象在单相负荷的供电系统中是必然会产生的,并且这一不平衡会随着时间的不断变化,而越来越复杂,TN-S系统的供电其实就是针对三相不平衡用电的负荷来制订的。
1.1.3 TN-C-S系统
对于TN—C—S系统来讲,它的中线N和保护线PE 两者之间有一部分是合二为一的,但是另一部分是分开的,在民用建筑的配电中,TN-C-S是比较常用的系统,一般情况下电源线路中通过PEN 线进入建筑物总进线柜上之后,再分成N线和PE线的,这一方式的接线比较简单,相对来讲安全性比较好,主要适用在分散的民用建筑物的配电中。但是,由于电源线路中的PEN 线上存在有一定的电压降,使得此电位仍然会在设备的外壳上予以呈现,所以,在单体进线的地方对PEN 线实行重复接地,接地的电阻应该要不大于lO欧姆,在这之后,再分成PE线和N线,并确保N线是和地绝缘的。
1.2 TT系统
对于这一系统来讲,也叫做接地制,用电设备的外壳使用的是单独的接地极进行接地,在电气上合电源的接地没有联系,各个建筑物的电气设备使用的是自己的接地极进行接地,PE线之间是相互不连接的,这就从根本上把故障电压沿着PE线从户外窜向户内的危险予以杜绝了。所以,供电部门为公用低电压网供电的用户多提供的绝大多数都是TT接地系统,被广泛的应用于农村,这是因为,对于农村来讲,用电的负荷比较分散,线路故障的电流比较小,因此,这一接地系统就能够就地打接地极,也就避免了从电源处引来PE线这样的麻烦。
1.3 IT系统
IT系统的中性点不是直接接地或者是经过高阻抗进行接地的,换句话说就是电源带电部分是对地绝缘的,是由用电设备的金属外壳直接接地,这一系统主要是用于电机系统的接地。这一系统不适合配出N线,如果必须要配出N 线的时候,就应该要在N线上装设上过电流保护,用来对包括N线在内的所有的导线实行断电,那么,可以在三相电源处设置上四极断路器或者是设置隔离开关,从而能够在产生短路故障的时候把相线和N线切断。
2、防止电击事故的措施
为了防止由于故障引发的电击事故,可以采取等电位联结的方式,等电位联结可以使得预期接触电压明显降低,采用等电位联结的方式,其效果要比重复接地来的明显,而且在工程中也比较容易实现。
对于等电位联结来讲,主要有两种,也就是主等电位联结以及辅助等电位联结,对于主等电位联结来讲,就是把主保护导体、主接地导体以及电气装置的外部能够导电的部分进行全部连接,在它的影响范围之内,能够使得电击的防护水平显著提高;对于辅助等电位联结来讲,它是在一个局部的范围之内能够同时把触及的外露可以导电部分以及外部可以导电部分进行相互连接,从而来使其在局部地区的内部和外部处于同一电位。对于建筑物内的电气装置也实施等电位的方式来联结和安装,能够对PEN 线以及PE线传导所引入的故障电压而产生的电击事故起到防止作用,并且能够把电位差、电弧以及电火花的发生予以消除,从而使得电磁场所引起的干扰得到消除。
需要注意的是,等电位联结安装的具体要求应该要严格按照国家建筑标准的设计图集以及国家标准中和等电位部分有关的要求来执行,对于辅助等电位联结对防止电击的有效性的校验可以通过以下的公式来进行:
R≦Ui /Ia
其中,R所表示的是可以同时触及的外露可导电部分以及装置外的可导电部分之间的电阻; 所表示的是允许持续接触的电压限值,对于一般场所来讲,它的交流电压为50伏,直流电压为120伏,对于超市的场所来讲,它的交流电压为25伏,直流电压为6O伏;Ia所表示的是切断故障回路小于等于5秒的保护动作电流
3结语
总之,建筑电气设计中接地系统的正确选择是十分重要的,对此人们必须要引起足够的重视,而做好接地系统的设计是一个十分关键的环节,那么,这就要求人们要对建筑中不同接地系统之间的分类、在建筑中所起到的作用以及相互之间存在的关系进行一个清楚的认识,只有这样,才能够对建筑电气工程的接地系统的设计质量进行有效的保证,从而来对用电设备安全以及人身安全进行保障。
参考文献:
[1]景迁.浅谈中压电网中性点接地方式的选择[A].全国冶金自動化信息网2010年年会论文集[c].2010年.
[2]叶灿华.城市住宅小区的供配电设计[J].建材技术与应用,2010年O1期.
[3]徐俊佳,张骞.建筑电气中的接地系统及措施分析[A].河南省土木建筑学会2010年学术研讨会论文集[C].2010年.