陳佳琦

上海華東電腦股份有限公司

建筑電氣設(shè)計(jì)中接地系統(tǒng)的問題分析

陳佳琦

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近年來建筑行業(yè)隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展而發(fā)展并逐步朝著綠色、節(jié)能方向發(fā)展。接地系統(tǒng)問題作為建筑電氣設(shè)計(jì)中的重中之重其質(zhì)量對(duì)整個(gè)建筑電氣設(shè)計(jì)的安全起著非常重要的作用。為了能使住戶能夠擁有一個(gè)更安全、舒適的生活環(huán)境，必須對(duì)電氣設(shè)計(jì)中的接地系統(tǒng)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，特別是接地系統(tǒng)對(duì)低壓配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行極為重要。

建筑電氣；設(shè)計(jì)；問題

1 建筑觸電危險(xiǎn)類型與人體觸電

1.1 三類建筑觸電危險(xiǎn)

從建筑的結(jié)構(gòu)特征與環(huán)境方面分析，可以將觸電程度分成無觸電危險(xiǎn)建筑、有觸電危險(xiǎn)建筑和觸電危險(xiǎn)程度較高的建筑。無觸電危險(xiǎn)的建筑指的是一些具有不帶外露鐵件、干燥的、其它導(dǎo)電固定件是一些絕緣性較好的材料的地板，如瀝青、木質(zhì)、塑料或橡膠等，一般不會(huì)發(fā)生觸電；有觸電危險(xiǎn)的建筑指一些通常情況下是干燥的，但在用水作業(yè)時(shí)就容易浸濕磚、石、混凝土質(zhì)地板，這類地板偶爾會(huì)發(fā)生觸電；觸電危險(xiǎn)程度較高的建筑指處于具有濕熱型氣候的南方或沿海城鎮(zhèn)或者農(nóng)村一些地區(qū)，觸電程度明顯會(huì)一、二類要高。

1.2 人體觸電危險(xiǎn)

人體主要是由骨骼、肌肉、神經(jīng)、皮膚等組織構(gòu)成，各組織的電阻值均有不同，但皮膚電阻值是最大的，因此通常以表皮人為人體的電阻值。正常的情況下，干燥的皮膚電阻值是10k至100k歐，受傷時(shí)就會(huì)下降到800至1000歐，不計(jì)表皮時(shí)人體即只有600至800歐，在實(shí)踐中通常以1000歐作為人體電阻值。人體觸電與皮膚狀態(tài)、接觸電壓高低、接觸面積、電流通過時(shí)間、接觸壓力等多種因素有關(guān)，但其危險(xiǎn)程度與通過人體電流正相關(guān)。當(dāng)流過人體電流為O.6至1.SmA時(shí)，有觸電的感覺，手指會(huì)有輕微的顫抖；當(dāng)流過人體電流為2至3mA時(shí)，手指會(huì)強(qiáng)烈顫抖；當(dāng)流過人體電流為5至7mA時(shí)，手痙攣；當(dāng)流過人體電流為8至10mA時(shí)，手和手臂感覺沉重及強(qiáng)烈的疼痛，但能擺脫帶電體；當(dāng)流過人體電流為20至25mA時(shí)，手立即麻痹，呼吸開始困難，難以擺脫帶電體；當(dāng)流過人體電流為50至80mA時(shí)，呼吸困難，心房開始顫抖了；當(dāng)流過人體電流為90至100mA時(shí)，呼吸麻痹，持續(xù)3秒以上即使人心臟停止跳動(dòng)而死亡。

2 接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)類型

2.1 TN-C系統(tǒng)

TN-C系統(tǒng)中的中性線N與保護(hù)線PE是連在一起的，也就是把金屬外殼和PE線以及N線連接在PEN線上，我們可以根據(jù)設(shè)備的外殼以及線路的金屬管線來判斷PEN線中產(chǎn)生的電壓變化，因?yàn)?，PEN線上會(huì)有正常負(fù)荷電流和諧波電流出現(xiàn)。假設(shè)PEN線在地面上出現(xiàn)短路或者是折斷想象，那么線路上的電壓就會(huì)變得非常高，一般同一個(gè)地區(qū)都會(huì)使用同一臺(tái)變壓器，假如這臺(tái)變壓器發(fā)生故障，那么這個(gè)地區(qū)的所以設(shè)備都會(huì)因?yàn)镻EN線的傳送而受到影響，從而會(huì)發(fā)生火災(zāi)或者觸電等情況，這正是因?yàn)榘l(fā)生故障而導(dǎo)致電壓增加。如果是保護(hù)接零則這條線為接地線，假設(shè)這條線一旦發(fā)生特殊情況就會(huì)造成電流過大從而形成短路，這時(shí)保護(hù)裝置就會(huì)起到保護(hù)的作用，立即切斷電源，排除故障。在TN-C系統(tǒng)中，不僅可以起到保護(hù)接零的作用還能起到保護(hù)接地的作用。

2.2 TN-S

系統(tǒng)在TN-S系統(tǒng)里，中性線N和保護(hù)線PE并沒有連接在一起，帶電荷的電流沒有辦法通過PE線，所以PE線只會(huì)在電路中發(fā)生斷電時(shí)才會(huì)帶電，正是由于PE先具有此種優(yōu)點(diǎn)，因此在民用建筑中被廣泛使用。然而由于低壓蔓延以及相線對(duì)地的緣故導(dǎo)致了短路現(xiàn)象從而引發(fā)電位不斷升高，最后導(dǎo)致斷電，該系統(tǒng)在這種情況下就無能無力了。在TN-S系統(tǒng)里，在N線上可以通過的電流主要有以下幾種：第一種是單相工作電流。N線和相線上通過的所有電流大小都是一樣的。隨著照度標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，這種電流也會(huì)隨著增加，所以對(duì)于這個(gè)問題我們必須要引起格外的注意。第二種：三相不平衡電流。隨著供電系統(tǒng)在運(yùn)作的過程中單相負(fù)荷肯定會(huì)出現(xiàn)不平衡的情況發(fā)生。然而隨著時(shí)間的不斷變化，這種不平衡的情況也會(huì)越來越嚴(yán)重。針對(duì)這種情況TN-S系統(tǒng)供電隨之出現(xiàn)。當(dāng)所有的混合電流全部組成在一起同時(shí)通過N線時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大的絕對(duì)數(shù)值。與此同時(shí)，N線具有阻抗的特點(diǎn)，并且隨著路線長度不斷的變長相應(yīng)的抗阻能力也會(huì)隨著增強(qiáng)，所以這部分的抗阻我們必須要引起格外的注意。正是因?yàn)殡娏饕约白杩沟木壒?，所以N線不會(huì)產(chǎn)生太大的電壓降。

2.3 TN-C-S

系統(tǒng)TN-C-S系統(tǒng)中，中性線N和保護(hù)線PE一部分是合二為一的，另一部分是分開的。在民用建筑配電中，TN-C-S是常用的接地系統(tǒng)，通常電源線路中用PEN線進(jìn)入建筑物總進(jìn)線柜上后，再分為N線和PE線。這種方式接線簡單，具有一定的安全性，適用于分散的民用建筑物配電。由于電源線路中的PEN線上有一定的電壓降，此電位仍將呈現(xiàn)在設(shè)備的外殼上，因此在單體進(jìn)線處將PEN線做重復(fù)接地，接地電阻≤10Ft后，分為PE線和N線，N線與地絕緣。

2.4 等電位聯(lián)結(jié)

等電位聯(lián)結(jié)優(yōu)點(diǎn)是能夠降低預(yù)期接觸電壓，在實(shí)際操作過程中也更加簡單并且比重復(fù)接地的效果更為明顯。等電位聯(lián)結(jié)主要包含主等電位聯(lián)結(jié)與輔助電位聯(lián)結(jié)兩方面，主等電位聯(lián)結(jié)主要起到承接各主保護(hù)導(dǎo)體與主接地導(dǎo)體以及電氣裝置外面能夠?qū)щ姷牟糠值淖饔?，使得點(diǎn)擊防護(hù)水平能夠得到快速提升。在建筑電氣設(shè)計(jì)中安裝電氣裝置的等電位聯(lián)結(jié)可以起到保護(hù)PEN線和PE線的作用，以防止由于電壓點(diǎn)擊出現(xiàn)的事故，與此同時(shí)還能防止電位差、電火花以及電弧現(xiàn)象發(fā)生，從而達(dá)到降低電磁場的干擾和抵抗弱電系統(tǒng)干擾的作用。

綜上所述，現(xiàn)代化的建筑結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，因此對(duì)于建筑電氣設(shè)計(jì)中的接地系統(tǒng)的要求越來越高。這就需要我們?cè)谠O(shè)計(jì)相應(yīng)的接地保護(hù)系統(tǒng)時(shí)，充分考慮人們的使用要求，最大限度地保證人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。在具體設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)電氣設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境選擇低相應(yīng)的配電系統(tǒng)，并嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行接地保護(hù)裝置的設(shè)置，從而提高整個(gè)建筑工程的安全性和穩(wěn)定性。

[1]彭寒冬.建筑電氣設(shè)計(jì)中接地系統(tǒng)的問題分析[J].江西建材，2017

[2]馬正慧.關(guān)于建筑電氣低壓配電設(shè)計(jì)中各種接地系統(tǒng)的研究[J].科技與創(chuàng)新，2016