葉玉平

摘 要：低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)直接關(guān)系著整個(gè)建筑電氣系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定，從系統(tǒng)安全角度出發(fā)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該注重低壓配電系統(tǒng)方面的設(shè)計(jì)應(yīng)用和研究。本次研究的主要內(nèi)容是對低壓配電設(shè)計(jì)中各種接地系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：設(shè)計(jì)應(yīng)用；低壓配電；接地系統(tǒng)

1 引言

在低壓配電設(shè)備應(yīng)用程度不斷提高的當(dāng)下，人們對低壓配電系統(tǒng)的安全越來越關(guān)注，由此引起了設(shè)計(jì)人員對低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的重視。相關(guān)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行低壓配電系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該對接地系統(tǒng)進(jìn)行合理的選擇，確保建筑施工項(xiàng)目中低壓配電系統(tǒng)的順利實(shí)施。

2 接地系統(tǒng)概述

接地系統(tǒng)涉及到的領(lǐng)域有建筑行業(yè)、電力行業(yè)、計(jì)算機(jī)行業(yè)等。接地系統(tǒng)中的接地設(shè)計(jì)主要是對設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，從而降低電氣設(shè)備在應(yīng)用過程中出現(xiàn)觸電或者漏電等事故，進(jìn)而對用戶的用電安全提供一定的保障。在進(jìn)行接地時(shí)，主要是利用外殼接地線或者金屬底盤使電氣設(shè)備與大地相連。通過接地能夠使電力設(shè)施和電氣設(shè)備能夠與大地形成一個(gè)回路，從而達(dá)到對設(shè)備進(jìn)行保護(hù)的目的。因?yàn)榻ㄖ姎獾蛪号潆娤到y(tǒng)接地時(shí)需要將目標(biāo)電氣與大地連接，而大地電容量大、電阻小，所以在接地過程中能夠保證用電主體的用電安全。接地原理是指大地夠吸收大量外來電荷的同時(shí)，能夠保障電位不變，從而對低壓配電系統(tǒng)電流與電壓產(chǎn)生保護(hù)作用。當(dāng)建筑電氣低壓配電系統(tǒng)得到保護(hù)時(shí)，電力系統(tǒng)的安全性便會(huì)得到有力的保障。由于低壓配電系統(tǒng)接地原理不同，因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)針對不同的工程選擇合適的接地系統(tǒng)。

低壓配電系統(tǒng)在進(jìn)行接地時(shí)，多數(shù)是將電氣設(shè)備與大地相互連接，因?yàn)榇蟮刂械碾娮韬艿停梢詫㈦娮璁?dāng)作零來應(yīng)用。然而接地之后產(chǎn)生的電容很大，需要對低壓配電接地系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，從而確保用戶用電的安全與穩(wěn)定。對接地網(wǎng)進(jìn)行研究可知，既有一個(gè)接地極組成的接地網(wǎng)，也有很復(fù)雜或者十分龐大的接地網(wǎng)。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑電氣低壓配電設(shè)計(jì)時(shí)，需要根據(jù)工程需求進(jìn)行接地網(wǎng)尺寸的選擇。對建筑電氣低壓配電系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)行了解可知，當(dāng)前應(yīng)用的低壓配電接地系統(tǒng)中，較為典型的有IT系統(tǒng)、TT系統(tǒng)和TN系統(tǒng)。IT接地系統(tǒng)供電具有一定的安全性與可靠性，即使設(shè)備出現(xiàn)漏電問題，也不會(huì)對電源電壓平衡造成破壞，可將其應(yīng)用于一些供電距離較短的區(qū)域。TT接地系統(tǒng)在鋼材方面的消耗量比較大，施工時(shí)間比較長，且多數(shù)材料無法再回收利用。為減少TT接地系統(tǒng)在鋼材方面的消耗量，施工單位一般會(huì)安裝一組專門的接地裝置。TN接地系統(tǒng)對材料的消耗量較低，工期較短，其在建筑電氣工程中的應(yīng)用范圍相對較廣。從低壓配電系統(tǒng)應(yīng)用來看，電源端導(dǎo)體接地與電氣設(shè)置裸露出來的可導(dǎo)電部分接地是事故發(fā)生的常見問題。因此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑工程低壓配電接地系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)該合理的選擇接地系統(tǒng)形式，確保電氣系統(tǒng)的安全[1]。

3 分析接地系統(tǒng)

3.1 IT系統(tǒng)

IT接地系統(tǒng)即電源中性點(diǎn)不接地或通過高阻抗接地、用電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分直接接地的系統(tǒng)。在建筑工程建設(shè)中，電氣設(shè)備外殼屬于直接接地情況，所以這種設(shè)計(jì)方式在實(shí)際應(yīng)用過程中會(huì)直接導(dǎo)致故障電流弱化，從而減少觸電情況的概率。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，IT系統(tǒng)會(huì)對故障信息進(jìn)行反饋，從而發(fā)出警示，然后由相關(guān)維修人員對故障進(jìn)行排除和維修。由于這種接地系統(tǒng)在故障出現(xiàn)時(shí)采用不停電方式對供電系統(tǒng)及設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，因此此類系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對局部停電的維護(hù)目的。從IT接地系統(tǒng)應(yīng)用來看，該系統(tǒng)主要應(yīng)用于一些不間斷供電場所或者對接地故障電壓要求比較嚴(yán)格的區(qū)域，比如需要防火防爆要求的區(qū)域、應(yīng)急電源裝置、胸腔手術(shù)室或者礦井下電氣裝置等[2]。

3.2 TT系統(tǒng)

TT系統(tǒng)將電源中性點(diǎn)直接接地、用電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分也直接接地的系統(tǒng)。通常將電源中性點(diǎn)的接地叫做工作接地，而設(shè)備外露可導(dǎo)電部分的接地叫保護(hù)接地。TT系統(tǒng)中，這兩個(gè)接地必須是相互獨(dú)立的。這種設(shè)計(jì)方式能夠利用電氣設(shè)備外的帶電金屬外殼對電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，因?yàn)楫?dāng)金屬外殼漏電時(shí)，可以與大地形成一個(gè)回路，將漏出來的電流接入到接地體中。因此，將這種接地系統(tǒng)應(yīng)用于電氣低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，能夠?qū)﹄姎庠O(shè)備提供一定的保護(hù)，從而降低設(shè)備在使用過程中出現(xiàn)漏電情況的概率。對TT接地系統(tǒng)應(yīng)用情況進(jìn)行分析，在日常工作中，熔斷器可能會(huì)因?yàn)槁╇婋娏髁窟^小而不會(huì)進(jìn)行熔斷保護(hù)。針對這種情況，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對繼電保護(hù)器進(jìn)行合理的選擇，確保當(dāng)電氣設(shè)備外殼帶電金屬存在漏電情況時(shí)，能夠及時(shí)進(jìn)行熔斷保護(hù)。另外，因?yàn)門T系統(tǒng)在應(yīng)用過程中會(huì)消耗很多的材料，而且材料在應(yīng)用之后無法回收利用，所以多數(shù)施工人員在進(jìn)行TT接地系統(tǒng)應(yīng)用安裝時(shí)，都會(huì)存在浪費(fèi)材料和施工時(shí)間的現(xiàn)象。因此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行TT接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用時(shí)，應(yīng)該對TT接地系統(tǒng)中相關(guān)技術(shù)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，從而確保安裝材料的合理性與科學(xué)性，以減少施工成本方面的消耗[3]。TT系統(tǒng)主要應(yīng)用于一些電力需求量較低的區(qū)域或者公共低壓電網(wǎng)中，尤其是在一些農(nóng)村地區(qū)中的應(yīng)用范圍很廣泛。

3.3 TN系統(tǒng)

TN系統(tǒng)即電源中性點(diǎn)直接接地、設(shè)備外露可導(dǎo)電部分與電源中性點(diǎn)直接電氣連接的系統(tǒng)。從TN系統(tǒng)應(yīng)用情況來看，當(dāng)前TN系統(tǒng)可以劃分成TN-C、TN-C-S與TN-S三種系統(tǒng)。其中TN-C系統(tǒng)主要是通過電氣設(shè)備金屬外殼使中性線和保護(hù)線與PEN線連接，從而合并到一處，形成一條線，一起接到大地中。這種方式設(shè)計(jì)出來的PEN線能夠產(chǎn)生一定的電壓降，從而對金屬外殼和金屬光線起到一定的保護(hù)作用。而且在實(shí)際應(yīng)用過程中，PEN線能夠使正常電流與諧波電流通過。因?yàn)樵趹?yīng)用過程中PEN線可能存在斷線或者斷路情況，從而對電力的正常應(yīng)用造成影響，所以相關(guān)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行PEN線設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該避免其他線的混合設(shè)計(jì)。由于它固有的技術(shù)上的種種弊端，現(xiàn)在已經(jīng)很少采用，尤其是在民用配電中已基本上不允許采用。TN-C-S接地系統(tǒng)主要是對中性線和保護(hù)線進(jìn)行整合與分開相結(jié)合的接地方式。在進(jìn)行中性線和保護(hù)線連接設(shè)計(jì)時(shí)，PEN線會(huì)存在降壓能力，容易對電氣設(shè)備的正常使用造成影響。針對這種情況，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該利用重復(fù)接地方式，使接地線和中性線之間處于完全絕緣狀態(tài)，大地和中性線之間處于絕緣狀態(tài)。由于這種接地系統(tǒng)的安全性能較高、應(yīng)用操作簡便，因此其在實(shí)際的設(shè)計(jì)應(yīng)用相對較多，特別是工廠的低壓配電系統(tǒng)、城市公共低壓電網(wǎng)及小區(qū)的低壓配電系統(tǒng)。TN-S系統(tǒng)最大特征是中性線與保護(hù)線在系統(tǒng)中心點(diǎn)完全分開后，不能再有任何電氣連接。中性線與TT系統(tǒng)相同，不同的是用電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分通過PE線連接到電源中性點(diǎn)，與系統(tǒng)中性點(diǎn)共用接地體，而不是連接到自己專用的接地體。此系統(tǒng)在低壓配電系統(tǒng)中應(yīng)用較為廣泛，特別是自帶變配電所的建筑中，幾乎無一例外地采用了這種系統(tǒng)。

4 結(jié)語

綜上可知，接地系統(tǒng)是建筑工程電氣低壓配電設(shè)計(jì)中的重要組成部分，對用電設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行與用戶的安全用電能夠起到一定的推動(dòng)作用。在電力設(shè)備應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大的當(dāng)下，接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量越來越重要。因此，設(shè)計(jì)人員在應(yīng)用建筑電氣低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該注重接地系統(tǒng)的合理選擇，從而確保用戶的生命財(cái)產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)：

[1] JGJ16—2008.民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2] GB50057-2010.建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] JGJ312-2013醫(yī)療建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范[S].