王麗新　田中孝

鐵嶺市建筑設(shè)計院（鐵嶺　112000）

對低壓配電設(shè)計規(guī)范及其依據(jù)中的一個關(guān)鍵理念的思考
——探討其與現(xiàn)行的對“地”的理念的分歧意見

王麗新田中孝

鐵嶺市建筑設(shè)計院（鐵嶺112000）

結(jié)合筆者對現(xiàn)行規(guī)范GB50054的理解，就接地及電氣安全問題，對有些規(guī)范的相關(guān)條文提出自己的認識和觀點。

低壓配電；等電位；接地；電器安全

所謂“地”的理念：即是確認低壓系統(tǒng)的電源+負載（包括其中間環(huán)節(jié)）接地后，對其各個處所地電位的大小，與其可否保障用電者安全用電的認識。

1　關(guān)于我國低壓系統(tǒng)的接地狀況

1.1我國《低壓配電設(shè)計規(guī)范》（GB50054-95）

其規(guī)定了五種接地型式（即TN-C、TN-C-S、TN-S、TT與IT接地系統(tǒng)）。其定義：第一個字母T為供電源的中性點O直接接地；字母I為O點與大地的D點相隔離。第二個字母N為電氣裝置的外露可導(dǎo)電部位（簡稱為Dˊ點）通過與O點的連接而接地；T為Dˊ點等直接接地與O點無電氣連接，其字母N后部+字母C為中性線N與保護接線PE線共用同一根導(dǎo)線，稱其為PEN線；其后部再+字母S為PEN線自建筑物入口處起是分開設(shè)置的；字母N后部直接+S為N線與PE線自O(shè)點起一直是分開設(shè)置的。

（1）對于TN系統(tǒng)：按其主導(dǎo)條款的規(guī)定，實質(zhì)上為必須同時設(shè)置兩種接地裝置（這一點與其定義是有矛盾的）。

圖1　低壓系統(tǒng)的兩個接地

（2）對于TT系統(tǒng)：其明文規(guī)定必須同時設(shè)置兩種接地裝置。

（3）對于IT系統(tǒng)：它與GBJ54-83的保護接地技術(shù)相同。

1.2關(guān)于低壓系統(tǒng)的兩個接地方式（見圖1）

一個是供電系統(tǒng)內(nèi)電源端的中性點O，其電位可定義為0V帶電導(dǎo)體的系統(tǒng)接地（即工作接地）；另一個是用電場所有電氣裝置外露可導(dǎo)電部位Dˊ點等的接地（即保護接地）。

低壓系統(tǒng)的工作接地主要作用是保障其系統(tǒng)的正常運行：如可降低雷電壓等引起的電氣災(zāi)害、與當(dāng)某相發(fā)生接地故障時，通過大地可構(gòu)成導(dǎo)電通路，人們可利用其產(chǎn)生的故障電流設(shè)置各種保護裝置，切除其供電電源。

其保護接地的主要作用是：當(dāng)某處的Dˊ點發(fā)生接地（或漏電）等故障時，對于TN、TT系統(tǒng)為可通過用電端與電源端的接地電阻RA與RB構(gòu)成導(dǎo)電通路；通過設(shè)置各種能可靠動作的保護裝置，切斷其供電電源。對于IT系統(tǒng)其RA為可降低構(gòu)成其電氣回路中人體兩端的接觸電壓值，即在一定條件下可保障人身的安全。

故從本質(zhì)上講，它們均屬構(gòu)成接地故障回路中的一個（導(dǎo)電）元件；與可使其各元件間的電壓起變化的作用（非為保護切斷）。

1.3“接地”概念可能是一個臆想的理念

“地”是指電氣裝置內(nèi)與地連接的外露導(dǎo)電部分（可稱其為Dˊ點）、裝置外導(dǎo)電部分（可稱其為D"點）、與大地（可稱其為D點）。

它已被人們理解為在低壓系統(tǒng)中上述各點的電位是相等同的，且均為零電位。

2　關(guān)于對“地”的概念的商榷

2.1對“地”的概念的理解

大地的每個點的電位均相等同、且為0V的理念，它違背了電工學(xué)的基礎(chǔ)知識中最基本的電能轉(zhuǎn)換與做功的概念。

按電工學(xué)的理論，任何點的電位均是由其處所在電場中的位置所決定的。于低壓系統(tǒng)其每個導(dǎo)電元件中各個點的電位，應(yīng)是由高電位到0電位點中的一個具體的電位點。

該系統(tǒng)應(yīng)是由供電電源+中間連接環(huán)節(jié)+負載計三部分所組成：用以實現(xiàn)電能的傳輸和轉(zhuǎn)換、或傳遞與處理信號（因本文專注低壓安全用電探討，故對后者的分析從略）。

人們將其供電源所形成的電場對電荷做功的能力稱之為電壓，與通過中間環(huán)節(jié)使其負載與電源間構(gòu)成電氣回路，使電荷在其中的每一個“電氣元件”中流動，即產(chǎn)生電流做了功后，其電壓將隨之降低。其電壓值是變化的。

正常情況下，對于TN系統(tǒng)僅當(dāng)三相負荷平衡時，其Dˊ點與O點間因無電流做功現(xiàn)象，其Dˊ點（及D點）的電位才為0V；反之，其Dˊ點的電位為三相不平衡電流在PEN線上產(chǎn)生的電壓降（它直接可給人們帶來巨量的電能損耗）。對于TT、IT系統(tǒng)，僅當(dāng)忽略配電線路的泄漏電流等的影響時，其D點的電位才可能與低壓系統(tǒng)的電壓無關(guān)。

圖2　TT接地系統(tǒng)示意圖

圖3　三相線與大地間連接示意圖

事故情況下，即當(dāng)Dˊ點等載有UJ時，對于TN接地系統(tǒng)其UJ除通過PEN線可直接返至O點的電氣回路外，還有一條通過RA與RB和其相并聯(lián)的回路；對于TT接地系統(tǒng)為僅有RA與RB返至O點的回路（見圖2）；對于IT系統(tǒng)，為通過三相線與大地間的主要為泄漏電流的阻抗ZA、B、C與RA也可構(gòu)成電氣回路（見圖3）。它們均可將低壓電能消耗于大地、中間環(huán)節(jié)的電氣線路，從而造成各種電氣災(zāi)害，甚至是發(fā)生電擊人身死亡的事故。故其電氣回路中各個“電氣元件”（包括大地）的各個點的電位不可能不發(fā)生各種變化。

2.2對各種事故情況下不同地點的地電位的分析（按圖2與3）。

（1）對于TN、TT系統(tǒng)，因其RA、RB為串接電路，故其電壓UJ=UAD+UBD=UPEN。當(dāng)忽略PE線的電阻不計時：

Dˊ點至DA點間的電壓：

DB點至電源端中性點O間的電壓：

以及UJ的入地處的“D”點，因無電能損耗，其電壓仍應(yīng)為UJ；同理，同O點處接地體界面直接相接觸的“大地”，其電位為0V。

（2）對于IT系統(tǒng)，因其RA與故障相絕緣體的阻抗是并聯(lián)的，故可視其為故障處所大地的D點產(chǎn)生的中性點電位的“偏移”，即故障情況下其D點的電位不可能為0V。

（3）其大地的電位應(yīng)與雷電、靜電放電處所的地的電位是有區(qū)別的。

雖然大地的屬性為可“無限”的吸收空氣中與各種物體的電荷，但當(dāng)其正、負電荷通過放電“中和”后再無持續(xù)的電壓源，即其電場消失后可視其處所的大地為無電位的點（它與低壓系統(tǒng)內(nèi)有持續(xù)電壓源可形成電場的“地”是不同的）。

（4）裝置外的導(dǎo)電體（D″點）既可能也屬于無電位的點；又可能屬于本文中稱之的D點或DX點。

（5）故此更不應(yīng)將大地的某處所可存儲電荷（一種屬性）的點，稱其為供電源的起端（高電位）或未端（0V的低電位）的點。

3　結(jié)語

在理論上、或在實踐中，無論是電源端或用電端，除與電源端接地裝置相接觸的土壤界面的各點外，其大地根本不可能存在“零電位點”；及其宣稱的D＇、D＂與D點的電位不但不可能相等同，更不能與電源端中性點O的零電位相等同。

當(dāng)D＇點等載有過高的UJ時，則認定D＇、D〃與D點間的電位是相等同的關(guān)系，且其為零電位點時，其即無法取出 D＇點和D”或D點之間的故障電壓信號，無信號又怎么能對其危害設(shè)置可靠的保護裝置呢？故若按該理念制定技術(shù)規(guī)范時根本不能保障人們的安全用電。

（責(zé)任編輯：興安）