电气低压配电设计中各种接地系统的分析

电气低压配电设计中各种接地系统的分析

何麒

中南建筑设计院  湖北武汉   430000

摘要：低压配电接地系统作为整个电气工程的关键环节，接地系统的安全运行直接影响着低压配电系统的运行效果，并且将直接关系到用户的生命财产安全。本文通过对建筑电气低压配电设计中接地系统进行详细的介绍，提出了低压配电接地系统的设计的基本原则，并详细分析低压配电设计中接地系统的种类和特点，确保低压配电系统运行的稳定性得到全面提高。

关键词：建筑电气；低压配电；接地系统

一、建筑电气低压配电接地系统的原则

1.1最优化设计原则

对建筑进行电气低压配电接地系统设计的过程中，要严格根据不同建筑的特点来进行，应该根据建筑电气设备的具体情况以及回路线路的横截面积大小合理的设置接地保护装置。要注意整个低电压供电系统应该处在同一个电位上，配电系统中的接地系统与电气设备应该进行等电位连接，并充分考虑到低压配电接地系统在当前建筑物中进行建设时的可行性和实际质量，对设计的结果进行反复验证和实际考虑，以保证计算和验证后的接地系统的稳定性和安全性，其次需要保证建筑的日常用电以及安全用电需求，最后还需考虑市政电源的电压不稳定性，综合各种因素以达到最优的接地系统设计。

1.2经济性设计原则

进行建筑电气低压配电接地系统设计的过程中要充分考虑经济性的设计原则，尽可能减少设计和施工成本的投入，保证建筑电气低压配电接地系统的设计可以有最大的经济效益，在进行设计的过程中首先对整个系统的配电线路进行合理科学的规划和设计，减少线缆的使用。也要充分发挥出不同接地系统的优势和特点，合理使用电气元器件和接地保护装置，减少不必要的成本投入。在保证安全的前提下，合理的接地系统设计可以有效的减少工程建设成本。

二、建筑电气低压配电设计中各种接地系统的分析

2.1TN-C接地系统

在TN-C接地系统当中，接地线路的中性线N是同保护线PE紧密结合的，并通过一条线来对这两种线的保护功能加以承载并连接到大地一端。在实际的接地操作中，TN-C接地系统能够将电气设备本身的金属外壳、PE线以及N线共同和PEN线相连接，这种连接方式所产生的主线既能当作中性线，又能当作保护线。这在减轻了接地系统所承受的施工负担的同时，还有效地提高了接地系统的总体设计效率。在TN-C接地系统的运行过程中，PNE线可以承载较为复杂的电流和谐波电流，而大地本身的电阻相对较低、电容相对较大，这样当大地中有高电流经过时，仍然能够使低压配电的电位保持在一个相对较低的水平，从而降低电气设备在较高电压下所承受的作用力。

根据TN-C接地系统所存在的特点，可以判断TN-C接地系统可以应用在负荷状况相对均衡的低压配电系统当中，使低压配电系统的安全性得到充分的保障。但与之相对的，TN-C接地系统的缺点也非常明显，由于TN-C接地系统里面的中性线和保护线是结合在一起而使用的，所以保护线内部的电流会很大程度地影响到中性线本身的稳定性，这对于一些比较精密的建筑电气系统而言，中性线所具有的不稳定特点会对其系统自身的稳定性造成很大的负面影响。因此，技术人员在使用TN-C接地系统来进行低压配电的接地设计时，应当尽量避免将接地线和中性线混合在一起使用，这样才能建筑电气系统中低压配电的安全性得到保障。

2.2TN-S接地系统

在TN-S接地系统当中，中性线N并不会直接同保护线PE产生任何的联系，这两种线都是分别在电气系统的内部完成接出，并根据实际的配电要求来和大地相连接的，这就表明，所有处在正常运行状态当中的安全线PE都不带电，而与之连接的建筑电气所含有的外壳部位也不带电。由于中性线在工作时，不会被保护线内部的电流所干扰，所以电气系统能够处在更加稳定的状态下运行。由此可见，TN-S接地系统能够将建筑电气的安全性维护在一个较高的程度上，所以TN-S接地系统被广泛地应用在了民用住宅当中。另外，一些需要较高供电稳定性的精密电子设备也经常会使用到TN-S接地系统。

2.3IT接地系统

在IT接地系统当中，其内部的电源是不与地面进行连接的，但是电气设备外部的能导电部位则会直接连接到地面上。在这样的装置特点下，当低压配电系统中有故障产生时，低压配电系统的电源端口则会在较高的电阻及电压下产生很小的电流，而低压配电系统的电源则处在开启的状态，这就能够使供电的稳定性和连续性得到保障。另外，当发生一相接地故障时，技术人员如果没能及时将故障消除掉，就会使故障发展成多重接地故障，从而引发较大的安全事故。所以，技术人员必须要在IT接地系统中配置专门的故障报警系统来检查故障，从而起到及时清除故障的效果。

IT接地系统在安装了检查系统之后，电气设备本身的金属外壳中并不会出现能够使技术人员发生触电的电压，所以技术人员在操作的过程中不需要将电源切断。当检查系统工作之后，故障报警系统会对实际产生的故障信息进行判断，并持续地对维护人员进行报警，维护人员接到报警信号后，就可以对产生故障的部位进行全面地检查，并对故障部位进行维修。在实际的低压配电工作中，IT接地系统通常被应用在有着较高的供电要求或对接地故障的电压要求较为严格的场所，例如应急电源、矿井中的电气装置、消防区域等场所。而在工业领域，IT接地系统已经发展成了一种主流的低压配电接地系统。

2.4TT接地系统

在建筑电气工程的低压配电设计工作中，TT接地系统也是一种非常典型的接地系统。与其它几种接地系统不同的是，TT接地系统在接地方式上采用的是建筑电气的单独接地方式。TT接地系统在实际的运行过程中，所有用电设备的外壳部位都单独通过一条接地线来实现和地面的连接，并且这些接地线并不会和系统的电源接地线产生任何与电气有关的联系。在TT接地系统当中，所有用电设备都是与大地单独连接的，而且每个电气设备所携带的保护线都互不干扰，这直接杜绝了这些保护线内部电流可能会产生的相互作用和影响，也避免了用电设备所携带的保护线和中性线在发生结合之后由保护线运行而引发对中性线正常运行的负面影响。

然而在使用TT接地系统时，由于技术人员需要确保所有用电设备都能够实现单独接地，并确保这些接地线之间不会发生任何的电气接触，这必然会给接地工作带来极大的难度，也对技术人员的专业能力提出了极高的要求，接地系统在施工时所消耗的成本也会增加很多。因此，只有少数对电力稳定性有着极高要求的场所才会选择TT接地系统，如科研院、设计院等。由于TT系统里面的中性线都会直接引向大地，当大量的用电设备处在工作状态时，很容易产生用电安全事故，所以技术人员在设计TT接地系统时，一定要对这一风险严加防范。

三、结语

接地系统是建筑电气低压配电设计中不可或缺的重要环节之一，其对于增强建筑电气工程的运行效益，提高建筑电气设备运行的安全性及可靠性具有着必然的影响作用。因此，相关工作人员必须要不断加强对建筑电气低压配电设计中接地系统的重视性程度，积极通过不断的学习和研究增强自身及团队工作水平，合理为建筑电气工程设计合理有效的接地系统，进一步保障建筑电气低压配电系统的运行质量和安全性。

参考文献：

[1]徐涛.建筑电气低压配电设计中各种接地系统探讨建议[J].化工管理.2017,32:82

[2]张云.建筑电气低压配电设计中各种接地系统的分析[J].江西建材.2017,23:192