建筑电气低压配电设计中各种接地系统的分析

国亮

【摘 要】随着社会经济的飞速发展，建筑电气低压配电已经成为了建筑领域中的重要组成部分，而在建筑电气低压配电设计中，各种接地系统的应用是非常关键的。基于此，本文先对建筑电气低压配电设计中接地系统的基本概念进行了简单的阐述，然后对建筑电气低压配电设计中的各种接地系统展开了详细的分析，希望能为建筑电气低压配电设计人员对各种接地系统的研究工作提供一定的理论参考。

【关键词】建筑电气；低压配电设计；接地系统

0 引言

在众多的建筑工程当中，接地系统是一种非常重要的基础设施，各种各样的接地系统共同组成了一个完整的建筑电气低压配电设计。各个接地系统能否实现在安全的状态下运行，将会直接对用户的人身安全以及财产安全产生影响，其接地质量的重要性不言而喻，也一直被社会各界的专业人士重点关注。因此，对建筑电气低压配电设计中各种接地系统加以分析，有着非常重要的意义。

1 建筑电气低压配电设计中接地系统的基本概念

在建筑电气的低压配电工作中，接地指的是将电气连接到大地的过程，由于大地有着电阻较小、电容较大的特点，所以技术人员在进行低压配电工作时，必须要将电气连接到大地上，这样才能使人们的用电安全得到保障。在实际的低压配电工作中，按照不同的接地原理，可以将接地系统分成各种各样的类型，比较有代表性的接地系统包括TT接地系统、IT接地系統、TN-C接地系统以及TN-S接地系统。其中，T表示电源中直接和大地相连接的接地线，I表示含有一定阻抗的接地，N表示位于接地系统内部的中性线，C表示将保护线和中性线合二为一之后所得到的特殊形式，S表示中性线以及保护线在分开的情况下单独进行接地的形式。

2 建筑电气低压配电设计中各种接地系统的分析

2.1 TN-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[1]。

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。

2.2 TN-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。

2.3 IT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检查系统来检查故障，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，检查系统会对实际产生的故障信息进行判断，并持续地为维护人员拉响警报，等维护人员听到警报声之后，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]。

2.4 TT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。

3 总结

由此可见，接地环节在建筑电气的低压配电设计中，发挥着不可替代的作用，而接地系统无疑是确保低压配电能够正常运行的关键，这与用户的用电安全密切相关。因此，技术人员一定要严格地遵照规定的低压配电设计原则来进行低压配电的设计工作，并结合施工现场的实际情况来进行分析，确保各种接地系统都能够安全、稳定地运行，这样才能使建筑电气工程的施工质量得到充分的保障。

【参考文献】

[1]马超.建筑电气中的低压配电设计方案之研究[J].科技创新与应用，2016，（36）：275.

[2]刘祖斌.高层建筑电气中的低压配电设计分析[J].江西建材，2015，（18）：204+208.endprint