电气接地系统应用

李春梅

摘 要：接地技术是一门多学科的综合技术，要在实践中不断探索，以使其更加趋于完善。根据用电设备的整体性、结构性、层次性、目的性，及整个供电网的周围环境、地理位置、土质条件以及设备性能和用途，采取相应防护措施，保证设备的安全稳定运行。

关键词：电气接地；TN系统；注意问题

1 前言

接地是广泛应用的安全技术措施之一。接地系统是指在故障情况下可能出现危险的对地电压和导电部分同大地紧密地连接起来的系统整体结构。这是一种防止间接电击的保护性措施，必要时应辅以总等电位联结。本文对电气接地系统的一些保护原理和我们国家常用的电气接地系统进行简单阐述。

2 电气接地的保护

2.1 接地保护的原理

接地是为了防止触电或保护设备的安全，把电力电讯等设备的金属底盘或外壳接上地线；利用大地作电流回路接地线。在电力系统中，将设备和用电装置的中性点、外壳或支架与接地装置用导体作良好的电气连接叫做接地。接地的功能除了将一些无用的电流或是噪声干扰导入大地外，最大功用为保护使用者不被电击电气设备的某个部分与大地之间作良好的电气联接称为接地。与大地土壤直接接触的金属导体或金属导体组称为接地体，联接电气设备应接地部分与接地体的金属导体称为接地线；接地体和接地线统称為接地装置。

2.2 接地保护的分类

常用的有保护接地、工作接地、防雷接地、屏蔽接地、防静电接地等。保护接地就是将电气设备不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接。即将大楼内的电气设备以及设备附近的金属构件、金属管等用PE（保护性接地装置与其相连接的保护线（保护导体），按现行标准以文字符号“PE”表示。）线连接起来，但严禁将PE线与N线连接。这些措施不仅是保障智能建筑电气系统安全、有效运行的措施，也是保障非智能建筑内设备及人身安全的必要手段。保护性的接地类型很多，主要有防止人身间接电击以及电气火灾、线路损坏的故障接地、重复接地、防止过电压的接地、等电位接地、防静电接地、电磁屏蔽接地、检修接地以及维持系统安全运行的工作接地等。低压配电电网接地系统安全设计、施工、运行、检测等与用电安全有密切的关系。

工作接地将变压器中性点直接与大地作金属连接，称为工作接地。接地的中性线（N线）必须用铜芯绝缘线，不能与其它接地线混接，也不能与PE线连接。

防雷接地，为把雷电流迅速导入大地，以防止雷害为目的的接地叫作防雷接地。智能化楼宇内有建筑电气设备和大量的电子设备与布线系统，如通信自动化系统、办公自动化系统、火灾报警及消防联动控制系统、楼宇自动化系统、安全防范系统、综合布线系统、闭路电视系统、车库管理系统等。从已建成的大楼看，大楼的各层顶板，底板，侧墙，吊顶内几乎被各种布线布满。其中电子设备及布线系统一般均属于耐压等级低，防干扰要求高，最怕受到雷击的部分。不管是直击、串击、反击雷、雷电感应及雷电波侵入都会使电子设备受到不同程度的损坏或严重干扰。

3 接地保护系统

在接地保护系统中根据国家的《电气设计规范》的要求，以及我国项目施工设计中常采用的TN系统。

3.1 TN系统

TN系统中的字母T，表示电源中性点是直接接地的。N表示电气设备在正常情况下不带电的金属部分与配电网中性点之间金属体的连接，即与配电网保护零线（保护导体）的紧密连接。这种做法就是保护接零。或者说，TN系统就是配电网低压，保护接零的安全原理是当某相带电部分碰连设备外壳时，形成该相对零线的单相短路；短路电流促使线路上的短路保护元件迅速动作，从而把故障设备电源断开，消除电击危险。虽然保护接零也能降低漏电设备上的故障电压，但一般不能降低到安全范围以内。其第一位的安全作用是迅速切断电源。

3.2 TN系统组合形式

TN系统电力系统有一点直接接地，按照中性线与保护线组合情况又可分为三种形式：TN-C，TN-S，TN-C-S。

（1）TN—C。TN-C系统曾被广泛的应用，它是整个系统的中性线与保护线是合一的。这种系统的优点是线路连接简单，在三相负荷较平衡的环境中有着较为广泛的运用。但是现代的建筑用电环境中三项负荷平衡的环境很少出现，由于各种用电设备的不断变化容易产生多次谐波，使得用电流电压波动都较为频繁，所以这种系统在实际应用当中已被逐渐淘汰。

（2）TN—S系统，也称三相五线制系统。该系统是三相四线加PE线的接地系统。整个系统的中性线（N）与保护线（PE）是分开的用电设备外露可导电部分接在PE线上。一般当住宅楼内有独立变压器时便采用TN-S系统。由于TN-S系统中性线N与保护接地线PE除在变压器中性点共同接地外，两线从变压器低压母线处便分开了，所以与TT系统一样，不管中性点N是否带电，PE线均不带电，与PE线连接的设备外壳同样均不会带电。而且在TN—S系统中，发生电气故障时，通过PE线接地电流较大，一般熔断器、断路器都能动作切断电源（灵敏度高）。因此TN-s接地系统明显提高了使用安全性。在用户配电箱内，PE线与接地线排的总接地端子板连接。

（3）TN—C—S系统。该系统有一点直接接地，用电设备的外露可导电部分通过保护线与接地点连接，系统中前一部分线路的中性线N与保护线是合一的，第二部分是TN-S系统，即N与PE线是分开的。采用TN—C-S系统时，当中性线与保护线分开后（通常在住宅进户处）就不能再合并（中性线的绝缘水平应与相线相同）。因此在住宅中采用TN-C-S系统，实际上就成了TN-S系统。也即PEN线在进人用户配电箱后，配电箱内分开设置了N端子板和PE端子板，N与PE线进人住宅便互相分开不再有任何电气连接了。

4 接地保护需注意的问题

在同一接零系统中，一般不允许部分或个别设备只接地、不接零的做法；否则，当接地的设备漏电时，该接地设备及其他接零设备都可能带有危险的对地电压。如确有困难，个别设备无法接零而只能接地时，则该设备必须安装漏电保护装置。

重复接地合格。重复接地指零线上除工作接地以外的其他点的再次接地。重复接地的安全作用是减轻PE线和PEN线断开或接触不良的危险性，进一步降低漏电设备对地电压，改善架空线路的防雷性能和缩短祸电故障持续时间。电缆或架空线路引入车间或大型建筑物处，配电线路的最远端及每1km处，高低压线路同杆架设时共同敷设的两端应作重复接地。每一重复接地的接地电阻不得超过10Ω；在低压工作接地的接地电阻允许不超过10Ω的场合，每一重复接地的接地电阻允许不超过30Ω，但不得少于3处。

发生对PE线的单相短路时能迅速切断电源。对于相线对地电压220v的TN系统，手持式电气设备和移动式电气设备末端线路或插座回路的短路保护元件应保证故障持续时间不超过0.4s；配电线路或固定式电气设备的末端线路应保证故障持续时间不超过5s。

参考文献：

[1] 梁栩菁.建筑电气工程的等电位联结及其施工质量[J].科学之友，2011（12）.

[2] 由海涛.浅谈建筑工程中的等电位联结[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2011（6）.

[3] 潘健敏.浅谈建筑电气接地问题[J].才智，2011（23）.