浅析低压接地系统的分类.doc

浅析低压接地系统的分类摘要 本文通过对低压配电系统的接地型式的特点加以分析介绍，以求在设计现代民用建筑的电气系统时选择既安全又经济、合理的接地型式。关键词民用建筑；低压配电系统；接地型式随着社会和经济的不断发展，港口码头的自动化水平越来越高，大量的强电和弱电设备给接地系统设计带来了很多新的内容，要确保接地系统设计经济、合理、安全，就应根据民用建筑的特点选择适当的工作接地型式。本文对低压配电系统的接地型式的特点加以分析介绍，以求在设计现代民用建筑的电气系统时选择既安全又经济、合理的接地型式。低压系统接地型式按配电系统和电气设备接地的不同组合分类，可分为TN、TT、IT三种形式，其文字代号的意义如下：第一个字母表示配电系统的对地关系：（TN、TT、IT）T：电源端有一点直接接地；I：电源端所有带电部分与地绝缘，或有一点经阻抗接地。第二个字母表示电气装置的外露导电部分与地的关系：（TN、TT、IT）T：外露导电部分对地直接做电气连接，与配电系统的任何接地点无关；N：外露导电部分与配电系统的接地点直接做电气连接（在交流配电系统中，接地点通常就是中性点）。1、IT系统由于IT系统配电变压器低压侧绕组中性点不接地或经高阻值电阻接地，无中性线N线，因此只有线电压( 380V )，无相电压( 220V)，保护接地线PE线独立接地。虽然当绝缘损坏时，故障点对地电压接近于零，故障电流也非常小，系统可以照常运行，但是由于无中性点N，对于拥有大量单相设备的民用建筑而言，是不适合的。图1：IT系统的结线方式从图1可知，IT 系统在发生接地故障时由于不具备故障电流返回电源的通路，其故障电流仅为非故障相的对地电容电流，其值甚小，因此对地故障电压很低，不致引发事故。所以发生一个接地故障时，不需切断电源而使供电中断。但它一般不引出中性线，不能提供照明、控制等需用的220 V 电源，且其故障防护和维护管理较复杂，加上其它原因，使其应用受到限制。IT 系统适用于环境不良，易发生一相接地或火灾爆炸的场所，如煤矿、化工厂、纺织厂，也可用于农村地区。近几年逐步应用于重要建筑物内的应急电源系统，以及医院手术室等重要场所的动力和照明系统。2、TT系统TT系统有一个直接接地点，电气设备的外露金属部分接至与此接地点无关的接地装置。该系统常用于由公共电网供电的建筑物。正常运行时，TT系统类似于TN-S系统，不管三相负荷平衡与否，在中性线N线带电情况下，PE线不会带电。只有在单相接地故障时，如果保护接地灵敏度低，故障不能及时切断，设备外壳才可能带电。由于接地故障电流的大小受电源端的接地电阻和设备外壳的接地电阻之和的限制，一般情况下其电流较小，不能启动低压断路器跳闸或熔断器熔断，将造成漏电设备的外壳对地电压高于安全电压，因此，若采用恰当的漏电电流动作保护器作为接地故障保护，是可以作为民用建筑的接地系统的。图2：TT系统的结线方式从图2可知，TT 系统的电气装置各有其自己的接地极，正常时装置内的外露可接近导电部分为地电位，电源侧和各装置出现的故障电压不互窜。但发生接地故障时，因故障回路内包含两个接地电阻，故障回路阻抗较大，故障电流较小，一般不能用过电流保护兼作接地故障防护，为此必须装用剩余电流保护装置来切断电源。TT 系统可适用于农村居住区、市电用户和分散的民用建筑以及对接地要求高的电子设备场所。3、TN系统在TN系统中，所有电气设备的外露导电部分接到保护线上，与配电系统的接地点相连接，这个接地点通常是配电系统的中性点。根据中性线N与保护线PE（PE线，英文全称protecting earthing，中文名称为“保护导体”，也就是我们通常所说的“地线” ）是否合并的情况，TN系统又分为TN-C、TN-S及TN-C-S。TN-S：A、B、C三相+PE（保护线）+N（中性线）TN-C：A、B、C三相+PEN（二者合一）TN-C-S：A、B、C三相+前半部PEN，后半部PE+N1）TN-S系统在TN-S系统中，保护线与中性线分开，具有TN-C系统的优点，但价格较贵。由于正常情况下PE线不通过负荷电流，与PE线相连的电气设备金属外壳不带电位，所以适用于数据处理和精密电子仪器设备的供电，也可用于有爆炸危险的环境中。在民用建筑中，家用电器大都有单独接地极的插头，采用TN-S供电，既方便又安全。但TN-S系统仍不能解决相线对大地适中引起电压升高和对地故障电压的蔓延问题。 图3：TN-S系统的结线方式2）TN-C系统在TN-C系统中，保护线与中性线合并为PEN线，具有简单、经济的优点。当发生接地故障时，故障电流大，可采用一般过电流保护电器切断电源，以保证安全。但对于单相负荷或三相不平衡负荷以及有谐波电流负荷的线路，正常PEN线有电流，其所产生的压降呈现在电气设备的金属外壳和线路金属套管上，这对敏感的电子设备不利。另外，PEN线上的微弱电流在爆炸危险环境也能引起爆炸，因此，我国爆炸危险环境电力设备设计规范中明确规定：在1、10区爆炸危险环境中不能采用TN-C系统。同时由于PEN线在同一建筑物内往往相互有电气连接，当PEN线断线或相线直接与大地短路时，都将呈现相当高的对地故障电压，这时可能扩大事故范围。图4：TN-C系统的结线方式3）TN-C-S系统在TN-C-S系统中，PEN线自A点起分为保护线和中性线，分开以后，N线应对地绝缘。为了防止分开后的PE线与N线混淆，应按国标GB7947-87的规定，给PE线和PEN线涂以黄绿相间的色标，给N线涂以浅蓝色色标。PEN自分开后，PE线与N线不能再合并，否则将丧失分开后形成的TN-S系统的特点。图5：TN-C-S系统的结线方式从图3、4、5可见，不论是TN-C-S系统，还是TN-S系统、TN-C系统，在同一电源供电的范围内，所有的PE线、PEN线都是连通的，因此在TN系统内PE线、PEN线上的故障电压，可在各个装置间互窜，对此需采取等电位联结措施加以防范，以免故障电压的传导引起事故。TN-C系统不安全因素较多，在民用建筑中不应采用，可用于仅有单相(220 V)携带式、移动式用电设备(不必接零)场合；TN-S系统适用于工业企业，大型民用建筑；TN-C-S系统适用于工业企业，当负荷端装设RCD，干线末端装有断零保护，也可用于住宅小区。我国现行的低压公用电源配电网络，通常采用的是TT或TN-C系统，实行单相、三相混合供电方式。即三相四线制380/220V配电，同时向照明负载和动力负载供电。在民用建筑中，TN-C-S是广泛采用的配电系统，电源线采用TN-C系统，进入建筑物内改为TN-S系统，这种系统，线路结构简单又能保证一定的安全水平。在电源侧的PEN线上难免有一定的电压降，但作为民用建筑的电源线没有影响，PEN分开后即有专用的保护线，可以确保TN-S系统所具有的特点。但是，当两个电源或线路的中性线有可能并联运行时，不应采用TN-C或T N-C- S系统, 因为在TN-C或T N-C-S系统中，PEN 线在不装中性线断线保护的情况下，不允许被隔离或开关，分流现象不可避免，且一个系统中出现零位升高，能传到另一系统中的电气设备外露可导电部分去，造成不安全因素。通过对低压配