建筑电气设计中接地系统的问题分析

陈佳琦

上海华东电脑股份有限公司

建筑电气设计中接地系统的问题分析

陈佳琦

上海华东电脑股份有限公司

近年来建筑行业随着经济的不断发展而发展并逐步朝着绿色、节能方向发展。接地系统问题作为建筑电气设计中的重中之重其质量对整个建筑电气设计的安全起着非常重要的作用。为了能使住户能够拥有一个更安全、舒适的生活环境，必须对电气设计中的接地系统进行合理的设计，特别是接地系统对低压配电系统的安全运行极为重要。

建筑电气；设计；问题

1 建筑触电危险类型与人体触电

1.1 三类建筑触电危险

从建筑的结构特征与环境方面分析，可以将触电程度分成无触电危险建筑、有触电危险建筑和触电危险程度较高的建筑。无触电危险的建筑指的是一些具有不带外露铁件、干燥的、其它导电固定件是一些绝缘性较好的材料的地板，如沥青、木质、塑料或橡胶等，一般不会发生触电；有触电危险的建筑指一些通常情况下是干燥的，但在用水作业时就容易浸湿砖、石、混凝土质地板，这类地板偶尔会发生触电；触电危险程度较高的建筑指处于具有湿热型气候的南方或沿海城镇或者农村一些地区，触电程度明显会一、二类要高。

1.2 人体触电危险

人体主要是由骨骼、肌肉、神经、皮肤等组织构成，各组织的电阻值均有不同，但皮肤电阻值是最大的，因此通常以表皮人为人体的电阻值。正常的情况下，干燥的皮肤电阻值是10k至100k欧，受伤时就会下降到800至1000欧，不计表皮时人体即只有600至800欧，在实践中通常以1000欧作为人体电阻值。人体触电与皮肤状态、接触电压高低、接触面积、电流通过时间、接触压力等多种因素有关，但其危险程度与通过人体电流正相关。当流过人体电流为O.6至1.SmA时，有触电的感觉，手指会有轻微的颤抖；当流过人体电流为2至3mA时，手指会强烈颤抖；当流过人体电流为5至7mA时，手痉挛；当流过人体电流为8至10mA时，手和手臂感觉沉重及强烈的疼痛，但能摆脱带电体；当流过人体电流为20至25mA时，手立即麻痹，呼吸开始困难，难以摆脱带电体；当流过人体电流为50至80mA时，呼吸困难，心房开始颤抖了；当流过人体电流为90至100mA时，呼吸麻痹，持续3秒以上即使人心脏停止跳动而死亡。

2 接地系统的设计类型

2.1 TN-C系统

TN-C系统中的中性线N与保护线PE是连在一起的，也就是把金属外壳和PE线以及N线连接在PEN线上，我们可以根据设备的外壳以及线路的金属管线来判断PEN线中产生的电压变化，因为，PEN线上会有正常负荷电流和谐波电流出现。假设PEN线在地面上出现短路或者是折断想象，那么线路上的电压就会变得非常高，一般同一个地区都会使用同一台变压器，假如这台变压器发生故障，那么这个地区的所以设备都会因为PEN线的传送而受到影响，从而会发生火灾或者触电等情况，这正是因为发生故障而导致电压增加。如果是保护接零则这条线为接地线，假设这条线一旦发生特殊情况就会造成电流过大从而形成短路，这时保护装置就会起到保护的作用，立即切断电源，排除故障。在TN-C系统中，不仅可以起到保护接零的作用还能起到保护接地的作用。

2.2 TN-S

系统在TN-S系统里，中性线N和保护线PE并没有连接在一起，带电荷的电流没有办法通过PE线，所以PE线只会在电路中发生断电时才会带电，正是由于PE先具有此种优点，因此在民用建筑中被广泛使用。然而由于低压蔓延以及相线对地的缘故导致了短路现象从而引发电位不断升高，最后导致断电，该系统在这种情况下就无能无力了。在TN-S系统里，在N线上可以通过的电流主要有以下几种：第一种是单相工作电流。N线和相线上通过的所有电流大小都是一样的。随着照度标准的不断提高，这种电流也会随着增加，所以对于这个问题我们必须要引起格外的注意。第二种：三相不平衡电流。随着供电系统在运作的过程中单相负荷肯定会出现不平衡的情况发生。然而随着时间的不断变化，这种不平衡的情况也会越来越严重。针对这种情况TN-S系统供电随之出现。当所有的混合电流全部组成在一起同时通过N线时会产生一个很大的绝对数值。与此同时，N线具有阻抗的特点，并且随着路线长度不断的变长相应的抗阻能力也会随着增强，所以这部分的抗阻我们必须要引起格外的注意。正是因为电流以及阻抗的缘故，所以N线不会产生太大的电压降。

2.3 TN-C-S

系统TN-C-S系统中，中性线N和保护线PE一部分是合二为一的，另一部分是分开的。在民用建筑配电中，TN-C-S是常用的接地系统，通常电源线路中用PEN线进入建筑物总进线柜上后，再分为N线和PE线。这种方式接线简单，具有一定的安全性，适用于分散的民用建筑物配电。由于电源线路中的PEN线上有一定的电压降，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≤10Ft后，分为PE线和N线，N线与地绝缘。

2.4 等电位联结

等电位联结优点是能够降低预期接触电压，在实际操作过程中也更加简单并且比重复接地的效果更为明显。等电位联结主要包含主等电位联结与辅助电位联结两方面，主等电位联结主要起到承接各主保护导体与主接地导体以及电气装置外面能够导电的部分的作用，使得点击防护水平能够得到快速提升。在建筑电气设计中安装电气装置的等电位联结可以起到保护PEN线和PE线的作用，以防止由于电压点击出现的事故，与此同时还能防止电位差、电火花以及电弧现象发生，从而达到降低电磁场的干扰和抵抗弱电系统干扰的作用。

综上所述，现代化的建筑结构越来越复杂，因此对于建筑电气设计中的接地系统的要求越来越高。这就需要我们在设计相应的接地保护系统时，充分考虑人们的使用要求，最大限度地保证人们的生命财产安全。在具体设计中，应根据电气设备的运行环境选择低相应的配电系统，并严格按照相关规定进行接地保护装置的设置，从而提高整个建筑工程的安全性和稳定性。

[1]彭寒冬.建筑电气设计中接地系统的问题分析[J].江西建材，2017

[2]马正慧.关于建筑电气低压配电设计中各种接地系统的研究[J].科技与创新，2016