建筑电气低压配电设计中各种接地系统的思考

孙承坤

摘 要：在我国现代建筑领域中，低压配电一直是建筑安全的重要内容。接地系统的设计在安装设计低压配电系统时成为一个关键性的内容，对建筑电气低压配电设计中各种接地系统的探讨具有鲜明的现实意义。本文通过对低压配电设计中TN/TT/IT三种接地系统的思考与分析，阐释PE线在接地系统中起到的重要作用，并且根据实际应用时的情况给出相应建议。

关键词：建筑电气；低压配电；接地系统；PE线

一、建筑电气低压配电系统中接地系统的分类概述

由中性线与保护线的结合情况，我们可以将TN系统分为三种类型：TN-C系统、TN-S系统、TN-C-S系统。

（一）TN系统

TN-C系统中，中性线和保护线是完全一体的。这种系统在谐波电流相对较少并且三相负荷能够保持相对平衡的供电系统中得以应用。这种系统的工作原理是利用供电设备的外壳把N线、PE线相互连接起来形成一个整体，即组成PEN线。在供电设备系统运行时，PEN线中会有一些谐波电流与正常电流同时通过，然而谐波电流不会对整体运行产生相对大的影响，所以PEN的安全运行得到保障。PEN线发生断线的问题或者是短路的问题在运行过程中都会对线路电压产生影响，对应的对地电压也增高。因此，在供电系统运行环境易爆或是供电系统中有精密仪器时一般不采用TN-C接地系统，以免电压过大引发安全事故。

TN-S系统中，中性线与保护线完全分离。相对来说，此种系统中PE线本身没有正常电流的通过，外壳也不会带电，因此较为安全。所以在供电设备中有精密设备或是需要更多安全保障的居民区中得以应用。可在这种系统中，我们更应注意，当运行供电系统过程中出现短路时，或是故障电压不断蔓延时，此种系统不能及时的自我处理这些故障。此外，谐波电流也会在N线路中与正常电流一同通过，其中正常电流由单项工作电流和三相平衡电流组成。其所产生的绝对值因为电流较大也会随之增大，再加上考虑到线路中的阻抗问题，就会使此系统出现一定的地面电压降，因此会出现电击的危险。

TN-C-S系统中，中性线和保护线其中一部分合并，另一部分分离，此系统多应用于我国居民建筑的低压配电接地系统中。这种系统的工作过程是，先使用合并的线路将电力从变压器处接到居民楼之后，再利用分离的线路对各家各户进行供电。此种系统结合了TN-C和TN-S系统，不仅高效安全，而且避免了其各自的弊端，基本上可以满足居民建筑的安全稳定的供电需求。

（二） TT系统

TT系统通过用电设备的外壳同接地极进行接地处理，使其与电源的接地处在电气设备上脱离关系。与此同时，其每个建筑之间的电气设备都靠自身的接地极进行接地，与其PE线无连接。因此保证了故障电压不会顺着PE线进入居民楼内，从而避免了事故的发生。由于这种特性，所以TT系统往往被应用于大部分的公共低压电网供电工作中。与此同时，因为我国农村居民有分散居住的居住习惯，使得其用电负荷不集中，出现线路故障时电流也相对较小，因此TT系统在我国农村应用最为广泛，其也避免了从电源进入PE的繁琐过程。

（三） IT系统

IT系统的中性点不会直接同地面接触，因此其电源带点部分与地面绝缘。这种用电系统往往应用于我国的电机系统中。然而，其并不是可以完全与N线适配，如果实际要求必须配N线，应在N线上设置好电流保护措施的前提下，再进行适配，以此保证电路的安全。

二、接地保护设计的分析及实际用电时的建议

（一）PE线的重要性

PE线就是我们常常提到的地线，其不会直接与火线或零线连接进电力线路中，而是将电气设备外壳或其外表面导电体连接于地下，避免导电与漏电事故的发生。在电气低压配电设计中，需要将其电气设备与可接触到的金属外壳与PE线进行连接。这种与PE线进行连接的方式，使其保证了系统中电气设备的正常运行以及电气工作人员的安全。因此，在对低压配电系统进行保护工作的同时，必须要把PE线的设置放于重要位置。

PE线在低压配电系统出现电路故障时会将故障电流传送入地下，作为关键的保护措施，PE线应满足必要性的要求：首先，PE线的载流能力应满足其所进行保护设置的需求。再者，PE线在载流过程中的载流温度与感应强度应保持在一定的数值范围之内，以此避免建筑内火灾，爆炸等危险事故的发生。与此同时，在进行PE线设置时，如果在应用TN-S系统时出现接地故障，PE线就会在故障时间内承受相应的单项短路电流，因此应保发生在PE线上的电压低于建筑安全电压50V以上。此外，敷设PE线时，应尽力使其与配电导线的距离更加接近，并以同路的形式即同管、同槽的形式进行敷设。对中性线与地相线间的回路阻抗进行最大程度的降低，从而保护了应对故障时电气的灵敏识别度。

（二）实际用电时的接地系统应用建议

在国进行配电系统初期，常常选择TN-C系统进行接地，改革开放以来，我国采用了国际IEC标准，渐渐改用TN-S的接地系统。TN-S作为低压配电接地的标准形式通常应用于我国的建筑工程中。TN-C系统通常应用于我国各种低压配电所中，从而使我国的民用建筑中出现室内为TN-S，室外为NT-C的特点。在TN-S系统中，因为此系统N线与地面绝缘和其N线与PE线绝缘的特点，在低压网路范围较大时，其N线的路径就会相对变得很长，从而导致N线的阻抗也相对增大。正因为这种特点的存在使得当三相不平衡时，电路中偏离的电位过多而导致用电设备的安全性受到影响。而此时就应使用TN-C系统或者TN-C-S系统，来保证用电人员的安全。

三、总结

综上所述，接地系统在建筑电气低压配电系统的运行过程中极其重要，进行相应的接地系统设计和安装是必要的，因此建筑电气系统的安全运行才能得到保障。我们应结合实际环境，在接地系统设计中采取相对更安全更高效的接地系统方式，使现代建筑电气系统得以安全运行，用电人员的安全得以保障。

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