建筑电气低压配电设计中各种接地系统探讨
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇建筑电气低压配电设计中各种接地系统探讨范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘要：随着社会经济的发展，建筑物也逐渐增多，建筑物的低压配电系统的接地和等电位的连接，关系到低压系统是否能够正常运作以及人员设备的安全。
关键字：电气低压配电，接地系统
中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号：
概论
建筑电气低压配电设计中的接地系统共分为两个部分，一为负载侧接地，二为电源侧接地。其中如果电源中性点接地，就用字母T表示，负载侧电气设备在外露可导电的部分经过PEN线或PE线和电源接地的中性点连接，这时候的低压系统被称作TN系统。假如电源的中性点接地，电气设备外露导电部分也是直接接地，两种接地分别独立，互不干扰。在没有金属性连结时，电气低压配电中的接地也用字母T表示，这种低压接地系统被称作TT系统。假如电源的中性点不直接接地，就用字母T表示，这种接地系统被称作IT系统。根据不同电气低压配电接地线的情况，TN接地系统中又有三种接地系统，TN—C—S 系统，TN—C 系统和TN—S系统。各种接地系统都有其优劣势，需要配合不同建筑场合来选择用何种接地系统，不同的接地系统又需要相应的保护安全设施和施工要求。下面就让我们来分别探讨建筑电气低压配电设计中TN—C—S接地系统，TN—C接地系统，TN- S接地系统系统及相关内容。
（一）TN—C—S接地系统
TN—C—S接地系统指的的是在TN系统中从电源中性点开始，N线和PE线合为PEN线（中性线与保护线合用）后，连接一段距离后分开，分为PE线和N线。这样N线与PE线在何处分离就成为区分TN-S系统与TN-C-S系统的分类依据，一般认为在变压器旁边的低压配电屏幕上分出N线和PE线称为TN-C-S接地系统。民用的建筑电气低压配电的TN-CS是常用的接地系统，一般用PEN线进入到建筑物的总进线上后，再分为PE线和N线。这种接地方式具有安全性，操作也很简单，适合用在分散的民用建筑配电。因为电源线里的PEN线上面有一定的电压，这时电位还在设备的外壳上面，所以在单体进线的地方使PEN线重复接地，接地的电阻小于10欧姆后，再分为N线和PE线，N线要与地面绝缘。
（二）TN-C接地系统
在TN接地系统中，中性线和保护线一直保持合用，这个系统就叫做TN-C接地系统，在现实的电气低压配电中很难找到单纯的TN-C线，因为小容量的设备不能和PEN线连接。对于分支干线火干线，中性线和保护线一直可以合一为PEN线，但在末端电路里，特别是小容量的设备接入线就不一定了。此外，有的设备只可与PE线相互连接，不能和PE线连接，这样就不能接PEN线了。所以低压系统很难单纯的只有TN-C系统，基本与TN-C-S接地系统共生。在TN-C接地系统中，设备的金属外壳和N线，PE线连在PEN线上面。
由上图TN-C接地系统图里可以看出，PEN线在正常的负荷电流下，可能还会有谐波电流，这时PEN线产生的电压降会表现在线路金属和设备外壳上面。当PEN线断裂出现事故的时候，就会导致很高的对于地面的电压。在相同一台变压器里的PEN是相互连通的，所以故障额电压会沿着PEN线流到建筑里的其他电器设备上，会导致触电甚至火灾。在TN-C接地系统中的保护接零线是中性接地线，在系统中发生故障碰撞的时候，会形成单相短路，高电流强度，可以保护设备快速运作，排除故障。TN-C系统适合用在电压负荷平均和谐波电流较少的供电建筑。对于那些没有专门维修防患的井下，火灾，爆炸等民用建筑，精密电子设备和数据处理的建筑不适合用TN-C系统。
（三）TN-S接地系统
从电源中性点引出保护线和中性线，保护线和中性线不再连接，这就是TN-S接地系统。在一些变电所为的TN-S接地线里，有些回路可用TN-C-S系统。从变电所配电回路给远处的建筑物供电时，基本采用这种接地系统。在TN-S接地系统中，常用五线式母线槽，假如带有插接孔，用四插孔的较为合适。五线式母线槽，有一根保护线，三根相线，保护线为裸导体。它和母线槽外的外壳紧紧相连，由固定的螺栓导出壳外面，其中PE线和螺栓相连接，PE线只在故障发生时才有电流产生，是比较安全的接地系统，但不能解决故障电压的蔓延和短路引起的电位升高等问题，可以用于一般的民用建筑和精密电子设备供电。
在TN-S接地系统中，N线上面带有3种成分的电流。一是谐波电流，在现代的建筑物里一般用荧光灯和直流的电子设备，它们会使N线产生谐波电流，特别是3次谐波电流。发生在三相当中的3次谐波电流将会叠加在N线上面，叠加后的电流是很可观的，有时叠加的电流还大于相线电流。二是三相不平衡电流。是一种在单相负荷供电中肯定会发生的现象，这种不平衡没有什么特别的规律，基本随着时间变化。三是单相工作电流。相线上面的电流和N线上的电流有一样的大小，随着标准的提高，单相工作的电流也会越来越大。这三种电流在N线上混合通过的时候，电流的绝对值不会太小。还有因为N线有阻抗效应，线路越长阻抗越大。同一条N线上面的电压降也会随着时间有一定变化，可能大于50V。
（四）接地故障保护与PEN线断裂危害
我们国家有规定，当满足过流保护要求时，应该用过流保护作为接地故障的保护措施，特别是末端的线路。配电箱里的回路保护多是微型的断路器，电流的额定只有几十安，单相短路电流可达上千安，这时微型断路器会在几毫秒里切断，故接地故障保护应采用流保护，安装剩余电流保护器。
建筑电气低压配电接地系统中的PEN线是有中性线功能和保护作用的导体。一旦PEN线断裂，就会造成非常大的损失和危害。如果单相负载不平衡，中性点大量偏移，导致电压太低，设备无法正常工作，甚至会造成电器设备的损伤。电流的流通路径一般是相线，电器设备，电器设备N线，电器设备PE线，人体，大地，最后经过接地线回到变压器的中性点。一旦PEN线断裂，就会造成人员触电等安全事故。为了避免因PEN线断裂造成的人员伤亡，国家硬性要求PEN线的截面不能小于16 平方毫米（铝）或10平方毫米（铜）。不论是接地系统中的N线或PEN线断裂，它的危害只在它自己的回路里面，如果断裂的地方是接地系统总回路，就会影响整个电路。如果支路的PEN线或N线断裂，只会影响那一个支路。假如一个家庭也是三相进线，当发生N线断裂时，由于单相设备的负载不平衡，使得有些设备电压低，无法工作，有的则因为电压太高而被烧坏。导致PEN线断裂有许多原因，接头接触不良，截面小，PEN支线接到变压器接地线上，没有和变压的桩头相连，导致变压器里PEN线断裂，或因为N线截面太小，电流过大无法单独保护而被烧坏。在TT系统里，变压器的接地线断裂会导致保护的散失，TN接地系统的变压器接地线断裂导致非常严重的后果，如果有一点落在地上，人碰触到就会导致触电，严重危及人的性命。
总结
建筑电气低压配电设计中的接地系统选择非常的重要，一旦选择不当，当事故问题发生时就很难采取有效的措施进行补救。所以应该谨慎小心的进行选择，加强接地系统管理人员的理论实践培训，增强他们对于接地系统的认识，从而可以因地制宜，对不同的建筑物采用不同的接地系统。经过上述的分析，希望建筑电气低压配电设计的接地系统可以引起人们的重视。
参考文献：
[1] 师科峰，程开嘉；建筑电气低压配电设计中各种接地系统的分析[J]现代建筑 2008（10）
[2] 汤继东；低压系统的接地及等电位联结[J] 电器工程应用 2012（3）
[3] 张艾华；谈谈高层建筑电气设计的主要内容及有关问题[J]特钢技术 2006（2）