摘要:建筑工程中电气设备是最重要的基础设施之一,建筑电气低压配电接地系统的安全运行直接关系到用户的生命财产安全,因此,接地系统接地质量一直是一个高度重视来自各行各业的领域,与此同时,随着经济社会的快速发展,人们的生活对电力的需求也在上升,各种接地设计在建筑电气低压配电系统的研究中具有现实意义。
关键词:低电压配电;接地系统;配电设计;
随着社会的发展和科学技术力量的不断扩大,人们在生活中对电的依赖也越来越大。近年来,国家政府不断进行电力体制改革,国家有关人员对电力体制的各个方面进行了严格的计算和分析。接地系统是低压配电系统中最重要的环节之一。正确选择接地系统,将决定低压配电是否能稳定运行。接地系统的故障保护措施能否妥善维护,关系到接地系统的使用寿命。在故障维修过程中,许多低压配电的细节都需要非常小心的维修。一旦维修出现故障,整个接地系统可能无法正常运行。
一、接地系统在电气低压配电中的重要作用
根据现状分析,我国目前常用的接地系统有三种,即TN系统、TT系统和IT系统。这三种系统在我国的接地系统中得到了广泛的应用和认可。三种接地系统具有不同的性质和适用范围,在不同的场合发挥着不同的作用。分析IT系统的优点在于工作的连续性较强,IT系统的设计可以在工作中进行连续工作,IT系统可提供方便的维修后台,IT的维修没有其他接地系统的繁琐,所以IT系统的出错率和失误率较低,使用效果被广大用户所认同TN系统和IT系统一样,可进行较高的连续性工作,TN系统不提供维修平台,也就是说一旦TN系统发现障,那么就被宣布废弃无法再次被使用,这是较大的一个缺陷,市场上也对这一些切进行了弥补,但是收获甚微,系统在运用时最值得注意的是,在一些有火灾危险和威胁的场合,千万不要用TN系统,它不会控制火势,反而会扩大火势,引起难以想象的后果。我们知道地形不同,环境不同,接地网的结构也不同,在部分电网结构非常复杂的情况下,为了保证电力的正常使用,电网的安全可以持续稳定的运行,将对接系统进行合理的选择。对于一些泄漏量大、配电线路长的电网,应进行特殊处理。TN系统的使用将使损失最小化。TT系统主要适用于电路中有备用电源的情况。TT系统对负载故障电流也比较敏感。当发现故障电流时,及时提醒相关人员注意维护。
二、建筑电气系统低压配电设计中接地系统的特征
1.TN - C系统。接地系统的TN-C系统就是在接地线路设计活动中将中性线N与保护线PE结合在一起,以一条线承载中性线和保护线两种保护功能接入大地,在具体的接地活动中,电气设备的金属外壳主要通过PE线和N线与笔线连接。这样既可以作为中性点线,又可以作为保护线,减少了接地系统的施工负担,提高了接地系统设计的效率。在具体的TN-C系统运行过程中,PNE线既能够承载复杂的电流运行,还能够承载谐波电流。同时因为地球本身在低电阻的过程中,电容装配在高电流通过保持低电压水平,可以起到降低高压电气设备的作用,结合TN - C电气接地系统的特点,综合分析TN - C接地系统,更加适合在三相负荷较为均衡的供电系统中应用,能有效地提高电力系统的安全。然而,自己的缺点比较明显,因为中性线与保护线的组合结果会影响当前保护线在中性线的稳定性,中性线的不稳定在一个更精确的系统将影响整个系统的稳定性。因此,在供电系统接地设计过程中,地线应尽量避免与中性线混合,以保证建筑电气系统低压配电设计中各接地系统的安全。
2.TN - S系统。Tn-s接地系统是指在接地系统中,中性线N与保护线PE之间没有直接连接,而是与电气系统相连,按固定要求接地。因此,安全线PE在正常状态下不带电,与之相连的建筑物外壳也不带电。
同时,中性线的电流,因为没有保护线的干扰,在电力系统稳定运行的过程中也有明显的改善,建筑电气安全的维护有更高层次的接地系统,其维护级别较高,因此在住宅建筑有很大的应用市场,这种接地系统也适用于一些对电源稳定性要求较高的精密电子设备。
3.TN - C - S系统。Tn-c-s接地系统是将中性点线与保护线结合为一体,部分分开的一种接地系统。Tn-c-s是民用建筑配电活动中常用的一种接地系统,通常集中在相对分散的民用建筑配电活动中。它在民间应用广泛的原因是其自身的接地原理比较明确,和具体的连接模式相对简单,在建筑电气安全保护,它也有更高的安全性, 在具体的应用实践中,中性线N与保护线PE部分连接,因此PEN线还是具备一定的降压能力,同时对建筑电气外壳电压影响,对建筑电气性能有影响。因此,从严格意义上讲,PEN线必须重复接地,而且PE线与中性线之间必须要有严格的绝缘。为了保证整个接地系统的安全性能,必须在一定程度上提高中性线与地面的绝缘效果。
4.TT系统。TT接地系统是一种建筑电气系统的接地,其在运行过程中每一个用电设备的外壳都单独使用一条接地线进行接地,并确保电源接地线没有电气连接,在TT系统中每一个用电设备都单独与大地相连各个电气设备的保护线都单独接地互不所属。完全消除了电气设备保护线电流的相互影响。还把电气设备自身的保护线和中性线结合在一起,造成设备自身的保护线就在中性线上。防止电压沿电气设备保护线进入电气设备内部,影响电气设备的安全和运行质量。但是这种接地系统需要对每个电气设备单独接地,并且接地线之间不存在电气接触,这对具体的接地工作提出了更高的要求。增加了接地系统的施工难度,增加了接地系统的施工成本。这种基础系统一般只被对电力系统稳定性要求较高的研究机构采用。 因此,在电气设备集中工作时,容易发生接地绝缘的击穿事故。因此,在TT地面系统的设计和施工中,有必要注意防范这一风险。
5.IT系统。在正常情况下,建筑电气低压配电系统的接地系统电源端口不接地,通常采用设置高电阻和高电抗的方式来进行接地保护,而建筑电气设备的外壳是直接接地的,这种特殊设置导致该系统中出现第一次故障时,电源端口的高电阻和高电抗设置会让故障电流变得极小,电气设备金属外壳不会产生导致工作人员触电的电压,所以并不需要切断电源。系统将根据故障信息提示维修人员,并依靠维修人员对故障进行检查和维修。这样的设置允许IT接地系统在运行期间保持整个电气设备的供电稳定。IT接地系统在一些对供电稳定性要求较高的企业中得到了广泛的应用。根据自身特点,可以对线路中的故障信息进行预警,防止因供电电压不稳定对机械设备造成的损坏。从本质上讲,它可以看作是电力低压配电系统中的一个智能接地系统。由于其在电力系统安全维护中的作用,其在工业领域的应用已逐渐成为主流。
三、建筑物低压配电系统接地保护设计
接地保护常用的配电变压器中性点直接接地(三相三线系统)在供电系统中,以确保电气设备绝缘损坏和泄漏时的电压不得超过安全范围,使人体减少电击的风险,保护人身安全,并使得整个供电系统的机械设备避免损坏。所以在实际设计中,设计师应该选择根据实际电力供应合理利用,并选择合理的接地保护系统,无论使用那种接地系统都要将供电系统和电气设备进行等电位联结,以降低建筑物内间接接触电压和不同金属物体间的电位差。此外,在设计接地系统时,需要对外部供电网络的电压进行实际分析,从而设计出最经济合理的接地保护方法,保证整个供电系统的稳定和安全。
总之,在建筑行业的低压配电设计中,接地环节已经成为非常重要的一部分,低压配电的正常运行直接关系到用户的安全。因此,在建筑电气低压配电系统的设计,我们必须严格符合实际情况,严格的分析和研究,和现场调查,确保电气低压配电接地系统的安全稳定运行,有效提高整个建设工程的稳定性和安全性。
参考文献:
[1]沈萍.关于建筑电气低压配电设计中各种接地系统.2018.
[2]张小怡.建筑电气低压配电设计中各种接地系统的分析.2019.