基于建筑电气低压配电接地系统探析

2021-04-03顾佩明

中国设备工程 2021年24期

顾佩明

（甘肃华兰工程监理有限公司，甘肃兰州 730070）

随着社会的进步与发展，我国的建筑设计也逐渐地向智能化与规模化的方向发展。建筑工程设计中的重要内容之一就是建筑电气设计，建筑设计电气的质量可以决定建筑电气运行的安全与可靠性。为了保障人民的美好生活，提供安全和谐的居住环境，一定要充分发挥建筑功能设计的作用，必须合理设计建筑电气低压配电系统，接电系统对于低压配电系统的安全运行有着非常重要的作用。

1 建筑电气低压配电接地系统的类型

建筑电气低压配电系统中的接地技术主要的应用目标是将大地与整体的电力系统相连，能够实现整体系统运行的安全保障，大地的电阻较低，能够有效提升系统的用电安全，在进行低压系统接电的过程中，根据不同的节电原理，可以将其分为不同的类型，例如，TN-C系统、IT系统以及TT系统，首先，TN系统是当前较为典型的低压配电系统之一，主要涉及TN-C、TN-S、TN-C-S三种分级类型，这其中的T主要表达的是电源的接地地线，I则表示接地系统在运行前进行了绝缘测试以及抗阻测试。N代表的是整体接地系统内的中性线，C代表的是在使用的过程中保护线和中性线合并为一体的串联形式，S则表明保护线和中性线分开的接地方法。

在实际的接地系统运行以及安装的过程中，首先要解决的问题便是分析供配电系统的电源端是否存在电导体接地情况，其次就是供配电系统中负荷端电气装置外露点部分的接地问题。

2 接地系统不同类型的实际运行特点

2.1 TN-C接地系统

接地系统的TN-C系统就是在进行设计的时候，结合其中性线N和保护线PE，并且将中性线和保护线的两种功能用一根线体现出来，并且将这根线接入大地，在实际的接地操作过程中，需要将电气设备的金属外壳与p线和n线进行连接，这样打造的接地主线不仅能够有效降低运行过程中的电流负担，也可以提升接地系统的施工效率，在TN-C系统运行的过程中，PNE线不仅能够有效实现复杂电流的疏导和运行，也可以对谐波电流进行疏导，在实际应用的过程中，由于大地电阻较低、电容较大，在经过高电流时，可以维持低电位水平，能够有效降低电气设备本身的电压，从而起到保护设备本身运行性能的目的。

建立在TN-C接地系统本身特点的角度，能够发现TN-C接地系统更适用于三相负荷较为均衡的体系中，能够有效提升整体系统的运行稳定性和安全性，但是，该种系统类型在使用过程中也存在部分缺点，例如，保护线和中性线共同使用，会导致保护线中的实际运行电流影响中性线的运行稳定性，在较为精密的电力系统内，若中性线本身的运行稳定性下降，会影响整体系统的运行质量，因此在进行供电系统接地设计的过程中，通常不采用该种方式进行混用设计。

2.2 TN-S系统

TN-S系统的主要特点是保护线和中性线独立运行并没有合成一体，直接由设备电气系统接触，并且结合相关规定直接导入大地，所以在正常的运行状态下，电气设备的外壳是不带电的，另外，中性线也不会受到保护线本身电流的干扰，就会大大提升运行的稳定性，这是一种对对电气安全有着比较高的维护水平，也正是因为这一特点，当前大部分的民用住宅利用该种接地系统进行电气系统的安全维护，同时，在部分具有精准性以及稳定性要求的电子设备中，也利用该种接地系统进行运行维护。

2.3 TN-C-S系统

TN-C-S主要指的是保护线和中性线，在整体系统中合二为一，同时也具有一定的独立性，主要适用于分布较为分散的住宅体系，涉及配点活动的系统优化。在民间应用的比较广泛的主要原因就是其自身明确的接地原理，以及自身简单的接线方式，能够有效提升建筑电气系统的安全防护质量，在实际应用的过程中，保护线以及中性线，其中有部分位置是相连的，另一部分相对独立，因此，PEN线本身的降压能力有所提升。在实际应用期间，会将电压重新作用到建筑电气设备的外壳上，理论上来讲，会对设备产生一定的性能影响，在此基础上需要进行性能优化，与此同时，沿线要进行重复接地作业，PE线和中性线要打造完善的责任体系，这样才可以增强接地系统的运行稳定性，为整体的电气系统提供安全保障。

2.4 TT系统

该系统是具备较强独立性的接地系统，在建筑电气系统中具有较好的应用效果，在运行期间，每个单独的设备外壳都连接了一条接地线，独立于电源接地线之外，每个设备都能够和大地单独相连，这样能够从源头上避免不同接地线之间的电流相互影响，同时杜绝了设备本身保护线和中性线之间的影响。这种方式能够有效提升保护线与设备之间的运行状态，避免电压重新作用到设备上，影响设备的运行稳定性。需要注意的是，利用该种系统进行接地线施工，要确保每个设备都能够安全接地，同时，接地线之间不能单纯从电气意义上避免接触，还需要提升规划标准。因此，这种模式增加了接地系统的作业压力，在成本控制方面，也会产生较高的前期投入。但是，综合该种系统在我国当前的应用概率来看，使用的项目具有较强的专业性和独特性特点，例如，对电力稳定性要求较高的科研机构，通常会利用这种方式来维持电力系统的运行稳定性和安全性。另外，在实际应用过程中，由于大地本身的电位是0，而所有的中性线与大地直接连接，在用电设备大范围集中工作的过程中，可能会出现绝缘击穿等情况，因此，要提前制定风险预控方案，落实好风险影响因素的分析。

2.5 IT系统

在一般的情况下，建筑电气低压配地系统的IT系统的电源端口是不接地的，针对大部分的情况，都是利用高电阻以及高电抗的形式进行接地保护的，但是，由于电气设备外壳直接和大地进行接触，在某些特殊情况下，若系统出现了故障，电源端口本身的高电阻会降低电流，能够有效降低触电事故发生几率，因此，通过这种接力体系，可以在不切断电源的情况下进行系统维修，能够有效简化维修的流程，提升维修有效性。这样的设置也会大大保障系统的稳定性，在一些对于电力稳定性有一要求的单位有着广泛的使用。这一张的设置可以在早期进行预警，相关的工作人员要及时地做出维护，减少由于问题而对机械设备造成损伤，本质上说，这也是一种智能的系统，由于其自身的特点，已经在工业领域得到了广泛的应用，并且已经成为主流。

3 建筑低压配电系统中的接地保护设计

建筑电气低压配电系统运行的安全性会直接影响用电人员的用电安全，因此在设计建筑低压配电工作的时候，必须使用一些必要的措施，也就是接地保护措施，这是一种建筑低压配电系统在运行的时候，如果出现了一些漏电事故，就会自动切断漏电线路，进而大大达到保护线路安全的目的，保证供电线路的安全以及设备和人员的安全，在建筑电气低压配电系统的设计过程中，怎么才能合理设置接地保护装置进而保障整个建筑供电系统，应该是设计主要解决的问题。在进行这一设计活动的时候，应该根据建筑电气设备的主要具体情况以及线路的横截面进行设计保护装置，在建筑电气低压配电系统设计的时候，不管使用什么系统，采用什么样的接地形式，都必须保证整个低电压供电系统都处于同样的电位上，使用正确的方式，保证整个线路的稳定性，防止供电系统因为电压的变化而导致没有办法运行。供电外网的电压变化是建筑低压配电系统中接地保护系统要解决的中重要问题，只有充分考虑外部电压的不稳定性，才可以保证配电系统的稳定运行。