建筑电气低压配电设计中各种接地系统的分析

王巍

摘 要：在现代化科技发展的过程中，我国建筑行业也朝着智能化的方向不断进步。从而让建筑电气低压配电设计成为目前研究的重点课题，在建筑工程中低压配电设计中的各种接地系统的设计就是其中一个重要的组成部分，低压配电设计中的各种接地系统是当前建筑行业不可或缺的一项技术。本文主要针对相关方面的问题进行研究，探讨建筑电气低压配电设计中各种接地系统在当前工作中的发展，希望能够对今后的应用有所帮助，促进我国建筑电气系统水平的进一步提升。

关键词：建筑电气 低压配电 设计 接地系统 特点

一、前言

在当前的社会生活中可以发现我国建筑电气设备原来越多，配电的情况越来越复杂，所以对于建筑低压配电系统的保护就显得尤为重要，各种接地系统也越来越受到关注。建筑电气的接地系统对于建筑电气设备的使用安全性以及稳定性具有重要作用，只有完善现有的技术，解决低压配电设计中的各种接地系统存在的不足之处，才能更好的实现建筑水平的进一步发展，促进我国在建筑电气低压配电设计的整体水平进一步的提高。本文主要对建筑电气低压配电中各种接地系统做出简要的论述，希望能够对未来的应用起到促进性的作用，更好的实现相应技术的完善。

二、各种接地系统介绍与分析

接地系统是建筑电气低压配电设计中非常重要的组成部分，在设计时也需要注意很多的问题。就目前来说，接地系统主要有三种，依次为：TN、TT、IT。这三种接地系统TN又可以详细的划分三种系统依次为：TN-C、TN-S、TN-C-S。接下来，笔者就建筑电气低压配电设计中这几种接地系统的相关问题做具体的分析。

1、TN-C系统

从TN-C的归属上来看，主要是TN系统的重要分支，从这一系统的概念上就可以看出，T主要是指电源进行的直接接地，另外，N主要是指中性线在电源中进行接地处理，最后，中性线和相应的保护线之间形成了一根，这是C的主要含义。经过以上的分析可知，TN-C系统主要是在配电设备中，其外壳、保护线以及中性线等共同连接到PEN线上，并且把它当成是以一种保护线。但是这种系统在实际的运行中还会出现严重的危险性，那就是除了正常电流之外还会存在着谐波电流。这也是电气设备事故发生的重要因素，主要是由于谐波电流在经过PEN导线的时候，会产生一定的电压，甚至出现了严重的短路现象，对地电压的形成也是安全隐患出现的重要条件。

2、TN-S系统

TN-S系统和TN-C系统之间存在着明显的差别，主要是中性线和保护线之间的关系上有所不同。这一系统中，中性线和保护线是相互独立的。这样就可以减轻线路的负担，没有过多的电流经过，保护线的金属管线和电气设备的基本导线不会出现电压的荷载现象，可见，这种系统在人口密集的低压配电系统中应用较广，其安全性达标。但是，即使这种系统的中性线和保护线并不相同，但是需要对电流的特点和类型进行掌握，具体来说主要表现在以下几个方面：

第一，谐波电流。谐波电流的产生主要和直流电子设备和荧光灯的使用之间存在着密切的关系。谐波电流对电源产生的污染程度最高，同时，也会给中性线带来严重的影响。中性线的谐波电流处于层层叠加的状态，电流量比较大，严重的甚至会超过相线的电流。

第二，单相工作电流。从接地系统的运行中可以看出，一般来说中性线上的电流和相线上的电流相等。但是由于人们对于光照质量以及亮度的要求不断提升，所以，单相线电流量也有所增加。久而久之就会出现电流量的不平衡。这一因素的重要性应该得到工作人员的重视。

第三，三相不平衡电流。这种情况在单相负荷供电系统中的常见度比较明显，在实际的工作体现出一定的复杂性。而且随着时间的推移以及接地设备的不断完善，供电不平衡的现象突出。因此，采用TN-S系统就是在这一背景下研制而成的。

3、TN-C-S系统

从其概念上可以看出，这一系统的构成部分有两种，首先是中性线和保护线是一根，另一部分是二者相互分开。一般来说，在民用建筑的配電工作中，TN-C-S系统的应用程度比较高，而且，这种接地系统是用PEN线来接通电源线，然后在应用到建筑物的线柜上面。这一系统的接线方式比较简单，而且其安全性比较明显，尤其是在分散程度比较高的民用建筑中应用的特别广。其中，电源线路中存在着一定的降压性，此电位仍将呈现在设备的外壳上，因此在单体进线处将PEN线做重复接地，接地电阻城10SL后，分为PE线和N线，N线与地绝缘。

4、TT系统

该系统过去称为接地制，用电设备外壳用单独的接地极接地，与电源的接地在电气上无联系，各个建筑物的电气设备用自己的接地极接地，PE线互不连接，这就杜绝了故障电压沿PE线自户外窜入户内的危险。因此供电部门提供给公用低压电网供电的用户大多是用TT接地系统，在农村用得较广。

5、IT系统

IT系统中性点不直接接地或经高阻抗接地，也就是说电源带电部分对地绝缘，用电设备的金属外壳直接接地。该系统主要用于电机系统接地。IT系统不宜配出N线，如要配出N线时，需要在N线上装设过电流保护，并用来包括N线在内的所有导线断电。在有大量的单相用电设备时，需要配出N线。可在三相电源设置四极断路器或隔离开关，在发生短路故障时同时切断相线及N线。

6、PE线的作用及约束条件

在民用建筑中，常用的低压配电系统的接地形式有3种。在这些低压配电系统设计中，需将所有电气设备及可触及到的金属物体与保护PE线相连。在电气设备与其相连的情祝下，对电气设备及操作人员起到保护作用。因此，在低压配电系统保护中，PE线的设置是十分重要的一项技术措施。

PE线设置中要考虑以下问题：一方面，在TI一S，TN一S一N系统中，当出现接地故障时，由于PE线在接地故障持续时间内承受单相短路电流，因此在PE线上所产生的接触电压值需低于安全电压50V；另一方面，PE线敷设时尽量与配电导线靠近并同路敷设，尽可能降低相线一中性线回路阻抗，提高接地故障保护电器的灵敏度，同时也降低PE线上的接触电压。同路敷设是指PE线与配电导线同管、同线槽或桥架敷设。

近些年，有些产品只是单纯为了满足TN一S名TN一C一S系统在制式上的要求，实际上这些系统只要求提供一条低阻抗的电流通道，并不要求每个出线回路PE线均需专设。各组PE线的选择应按组内出线回路最大接地故障电流值来确定，或者按组内最大相截面积来确定。对于小容量支线回路，PE线允许专设。

三、结束语

接地系统是建筑电气低压配电中重要的保护装置，其对提高电气工程的效益有着重要的影响，而且可以增强建筑的功能，降低建筑内用电设备出现故障的概率。随着建筑种类的增多，建筑结构以及供电要求越来越复杂，这对建筑电气配电设计人员也提出了更高的要求，其必须提高对电气工程的安装以及接地系统的重视程度，要通过学习提高设计水平，选择正确的接地系统，另外，还要提高对电线、电缆质量的监管力度，对不符合要求的材料要进行剔除，这样才能保证建筑电气工程的质量与安全性。

参考文献：

[1]李晓琛，佟一飞.浅谈建筑电气低压配电设计中导体的选择[J].黑龙江科技信息，2010（22）.

[2]吴静贤.建筑电气低压配电系统接地分析[J].城市建设理论研究（电子版），2012（5）.

[3]陈杰.对建筑电气节能设计的论述[J].城市建设理论研究（电子版），2011（23）