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摘要:进入21世纪,我国经济快速增长,特别是建筑业,配电系统的建设在建筑业得到了广泛的应用,低压配电系统的组成包括变电站、高压配电线路、低压配电装置等,配电变压器和一些设备的控制和保护电路。目前常用的三种低压配电系统主要是IT系统、TT系统和TN系统,它们在建筑电气低压配电设计中起着重要的作用。随着现代生活中电器的增多,用电量逐渐增加。如何在建筑中合理施工,合理设计低压配电系统,合理选择接地系统,保证建筑中的配电系统有效地为用户服务。
关键词:建筑电气;低压配电设计;接地系统
1 建筑电气低压配电设计中接地系统的概述
低压配电设计中的接地系统,主要是指在设计中的接地网系统,将大地的电位设置成为参考电位,根据设计的实际需求在地下埋入金属导体,将金属导体进行合理的规划,形成一个完整的网状系统,即为接地系统。虽然大地的电阻较低,但是大地的电容量大,所以将建筑低压配电系统与大地连接,有效的保障了电气系统在工作过程中的接地性,进而保障了用户用电的安全。根据接地的原理与接地的系统,可以将接地系统划分为:TN-C、TN-S、TN-C-S、TT、IT[1]。在这些基地系统中,首字母代表的是电源与接地之间的联系。T:电源端的一点接地;I:电源端所有带电部分不接地。在接地系统中第二个字母代表的是电气设备外露可导电的部分与接地之间的联系,横线后字母表示的意思是保护导体与中性导体组合的情况。T:电气设备外露可导电的部分直接接地。这种电气设备外露部分直接接地,与电源端的接地相互独立,是电气设备导电的金属外壳直接与大地连接。N:电气设备外露导电部分通过电源端接地部分进行接地。C:保护导体与中性导体合一。S:保护导体与中性导体分离。根据对接地系统的简要描述情况,对建筑电气低压配电设计的接地系统进行规划的过程中,不仅需要注意电源端导体的接地进行科学的规划,还需要对低压配电系统中的电气设备外露部分的接地系统进行合理的规划,保障建筑电气系统在运行过程中的安全性与稳定性。
2 建筑电气的低压配电设计接地系统现状
在建筑设计中,建筑电气的设计是一项重要的组成部分,且建筑电气的安全性及可靠性都与电气设计的质量有着直接的影响。随着时代的发展,人们的生活水平在不断提高,对于电力资源的需求也在不断地提升,这就导致传统的低压配电系统已经无法满足电力用户的需求,因此,就需要电力部门的工作人员不断对电力设备以及电力系统的设计精心完善以及创新。建筑工程的主要作用就是为住户提供和谐的居住环境,但是如果在建筑工程中,其细节的质量无法得到充分的保障,就会导致无法充分的发挥建筑工程的作用,而在建筑工程中,低压配电系统是一项重要的细节控制问题,工作人员必须要对低压配电系统进行合理化的设计。
3 TN系统
首先看下规范对TN系统的定义:电力系统有一点直接接地,电气装置的外露可导电部分通过保护线与该接地点相连接,其中TN-C是整个系统N、PE线合一,TN-C-S是系统中有一部分线路的N、PE线是合一的,TN-S整个系统的N、PE线是分开。电力系统有一点直接接地,通常是电源的中性点,即为图中Rb处。A段即为TN-C系统,用电设备的不带电金属提等会直接连接在PEN线上,当三相负荷不平衡时会有电流经过PEN线,若PEN线接触不良或.发生相地接地故障,对地接地故障电压会较高,且会通过PEN线传导到系统的其它部位。但TN-C系统所有导线为四根,相对其它系统来说节约成本。因此TN-C系统适用三相负荷平衡,有专业人员管理的场所,一般是工业项目。TN-S系统中N线、PE线分开,如图B段,正常工作时三相不平衡的电流只通过N线,PE线没有工作电流也就没有对地电压,专门作为保护导体使用,安全性大大提高,为此TN-S系统被大量应用在民用场所中。
A段与B段的合称为TN-C-S系统,是一种过渡性系统,把TN-C和TN-S连接。总的来说,TN系统能被大量应用,主要是由于其安全性、适用性较高,能在各种场所使用,且TN系统中三种方式的转换容易实现。
4 TT接地系统
在TT接地系统中,其主要的电源中性点是直接接地,其电源中性点的直接接地属于工作接地,设备的外露可导电部分出现接地属于保护接地。而其外露部分的接地极应当与总接线端子或者共用接地网之间进行连接。一般来说,TT接地系统通常会被应用于相对较为分散的低压用户中,在可能存在爆炸火灾危险以及精密电子设备的供电场所中大多会应用TT接地系统。TT接地系统虽然能对降低漏电设备的故障电压的作用,但是无法将故障电压降低在安全范围内,因此,如果选用TT接地系统,那么就必须要将剩余电流保护器装置进行合理的设置,从而实现将故障切除的目的,最大程度地将人受到电击伤害的概率有效降低。
5 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在实际操作的过程中,能不能安全稳定地进行运行,与用电主体的安全息息相关。所以在进行建筑低压配电系统设计的过程中,一定要通过一些合适的接地措施进行保护。接地保护措施指的主要是如果出现建筑低压配电系统出现漏电的情况的适合,可以把漏电线路自行切断,通过这样的方法保障线路运行过程中的安全性,另外也能够保障供电系统当中一些机械设备不会出现损坏,另外确保操作人员的安全。
对接地保护装置进行合理的设置,是保障建筑供电系统可以安全运行的核心问题。所以在设计建筑电气低压配电系统的过程中,一定要积极与建筑电气设备的实际运行状况等进行结合,对接地保护装置进行合理设置。另外,从一些建筑电气低压配电系统的角度分析,无论在最终操作的过程中选取了哪一种接地系统,都需要保证低电压供电系统处于同电位当中,保证供电的电气设备能够处于等电位连接的状态,只有这样才能够保证低电压供电系统具有一定的稳定性,防止由于一些外部电压的原因而造成供电系统的正常运行产生影响。
前文已经具体对一些比较常用的接地保护模式进行了相关介绍。TT系统一般情况下是对建筑电气低压供电系统中的电气设备进行保护,可以利用电气设备单独接地的方法对电路中的电气设备进行有效保护。如果产生了故障,可以把故障回路内的电流自动切断,这样可以保证整个电气设备不会出现较大的破坏;IT系统具有非常强大的功能,一般情况下设置在电网的外漏导电位置。如果电网的外漏导电位置产生了一定的故障,IT系统的接地保护不会切断系统的电源,采取的主要办法是通过自身所具有的高电阻以及高电抗来对这种电流的自主流动进行限制,另外还会警告维护人员,方便这些电力系统维护人员根据相关的故障情况,通过分段线路断电处理的方式避免出现线路的破坏。TN系统主要是通过电流保护器让电路负荷和电流短路等功能得以实现,另外也可以把一些建筑电气低压配电系统接地故障问题处理掉。
6 结语
综上所述,文章中就当下的建筑电气的质量进行分析之后,提出了其中各种接地系统的应用条件,以及自身的优势和缺点。文章中提出的各种系统,都是对系统中中性线、保护线等的不同的组合,起到相似的作用,但是各自的优缺点不同。建筑电气系统的优化有利于提高人们的生活质量,也有利于保证公司在施工的过程中的经济效益,是社会发展的现实需求,成为人们关注的重点话题,也有发展的各种支持,可以被进一步优化推广。
参考文献:
[1]邢磊.建筑电气低压配电设计中各种接地系统的探讨[J].建筑工程技术与设计,2015(36).
[2]廖玉文.建筑电气低压配电设计中各种接地系统探讨[J].中国房地产业,2015(01):261.