民用建筑中接地系统的应用探讨

高凯凌

(山西四建集团有限公司， 山西 太原 030024)

民用建筑中接地系统的应用探讨

高凯凌

(山西四建集团有限公司， 山西 太原 030024)

针对建筑物接地系统进行分类阐述，详细论述了各种接地系统的特点及应用，总结出每种接地系统的优势与不足，并结合实际工作针对不同建筑物、不同的设备的提出相应的参考意见，以提高各类接地系统安全使用。

电气设备；接地系统；特点；应用

随着时代的发展,建筑物内各种信息化的电子、电气设备越来越多，接地系统占有重要的地位，因为它关系到整个建筑物供电系统的可靠性，安全性。不管哪类建筑物，在供电系统施工中总包含有接地系统。建筑物要求不同，各类设备功能不同，接地系统也相应不同。本文仅对建筑物接地系统进行了分析探讨。

1 接地按功能分为系统接地和保护接地。

系统接地：是给配电系统提供一个参考电位并保证配电系统正常和安全运行而进行的接地。如：通信设备的接地；变压器中性点接地；电子设备的逻辑地；等等。保护接地：为了保证设备的安全、人身的安全而进行的接地。

2 各种接地系统的特点及应用

接地系统有TN系统, TT系统,IT系统三种. 这些接地系统的文字符号的含义是：

第一个字母说明电源的带电导体与大地的关系，也即如何处理系统接地：

T：电源的一点（通常是中性线上的一点）与大地直接连接。

I：电源与大地隔离或电源的一点经高阻抗与大地连接。

第二个字母说明电气装置的外壳与大地的关系，也即如何处理保护接地。

T：设备外壳直接接大地，它与电源的接地无联系。

N：设备外壳通过与接地的电源中性点连接而接地。

TN系统按N线和PE线的不同组合又分为三种类型：分为 TN-C、TN-S和TN-C-S三种系统。

1.TN-C系统

图1 -1

TN-C系统一—该系统中性线N与保护接地PE合二为一，通称PEN线。注意，此处的全系统是从电源配电盘出线处算起。

从图1--1可知，TN-C系统内的PEN线兼起PE线和N线的作用，可节省一根导线，所以有对接地故障灵敏度高，线路经济简单的优点。但从电气安全着眼、这个系统存在以下问题：当单相负荷所占比重较大时，难以实现三相负荷平衡，PEN线的不平衡电流加上线路中存在着的由于荧光灯、晶闸管（可控硅）等设备引起的高次谐波电流，在非故障情况下，会在中性线N上叠加，使中性线N电压波动，且电流时大时小极不稳定，造成中性点接地电位不稳定漂移。不但会使设备外壳（与PEN线连接）带电，对人身造成不安全，而且也无法取到一个合适的电位基准点，精密电子设备无法准确可靠运行。由于上述一些不安全因素，除特殊情况外，现时TN-C系统已很少采用。

2.TN-S系统

图1 --2

从图1--2可知，在整个TN-S系统内，保护接地线PE和中性线N被分为两根线。中性线N与保护接地线PE除在变压器中性点共同接地外，两线不再有任何的电气连接。中性线N是带电的，而PE线不带电。除非施工安装有误，除不大的对地泄漏电流外，PE线基本不通过电流，也不带电位。它只在发生接地故障时通过故障电流，因此电气装置的外露导电部分对地平时几乎不带电位，该接地系统完全具备安全和可靠的基准电位，但它需在回路的全长多敷用一根导线。

在设有变电所的建筑物内接地系统的最佳选择是TN-S系统，特别是在爆炸危险场所，为避免电火花的发生，更宜采用TN-S系统。另外TN-S系统可以用作智能建筑物的接地系统。如果计算机等电子设备没有特殊的要求时，一般都采用这种接地系统。

3.TN-C-S系统

图1 —3

从图1--3可知，TN-C-S系统自电源到另一建筑物用户电气装置之间节省了一根专用的PE线。TN-C-S系统由两个接地系统组成，第一部分是TN-C系统，第二部分是TN-S系统，分界面在N线与PE线的连接点。该系统一般用在建筑物的供电由区域变电所引来的场所，进户之前采用TN-C系统，进户处做重复接地，进户后变成TN-S系统。

就信息技术设备的抗干扰而言，因为在采用 TN-C-S系统的建筑物内同一信息系统内的诸信息技术设备的“地”即其金属外壳，都是连接只通过正常泄漏电流的PE线的，PE线上的电压降很小，所以TN-C-S系统和TN-S系统一样都能使各信息技术设备取得比较均等的参考电位而减少干扰。但就减少共模电压干扰而言TN-C-S系统内的中性线和PE线是在低压电源进线处才分开，不像TN-S系统在变电所出线处就分开，所以在低压用户建筑物内TN-C-S系统内中性线对PE线的电位差或共模电压小于TN-S系统。因此就信息技术设备的抗共模电压干扰而言TN-C-S优于TN-S系统。

综上所述可知，当建筑物以低压供电如果采用TN系统时宜采用TN-C-S系统而不宜采用TN-S系统。一些发达国家都是这样做的。

4.TT系统

图1 —4

从图l--4可知，TT系统的电气装置的保护接地各有其自己的接地极和PE线，中性线N与保护接地线PE无一点电气连接，即中性点接地与PE线接地是分开的，它和电源端的系统接地是不连通的。该系统在正常运行时，不管三相负荷平衡不平衡，由于装置内的外露导电部分为大地电位，电源侧和各装置出现的故障电压不互窜,在中性线N带电情况下，PE线不会带电。只有单相接地故障时，由于保护接地灵敏度低，故障不能及时切断，设备外壳才可能带电。但发生接地故障时因故障回路内包含两个接地电阻R和Ra，故障回路阻抗较大，故障电流较小，一般不能用过电流防护兼作接地故障防护。因此为防人身电击事故需装用RCD来快速切断电源，增加了电气装置的投资和复杂性。

TT系统内各个电气设备或各组电气设备可各有自己的接地极和PE线。各PE线之间在电气上没有联系。这样在 TT系统供电范围内的接地故障电压就不会像TN系统那样通过PE线的导通而传导蔓延，导致一处发生接地故障，多处发生电气事故，必须在各处设置等电位联结或采取其他措施来消除这种传导电压导致的事故。因此TT系统较适用于建筑物供电来自公共电网的地方和无等电位联结的户外场所，例如农场、施工场地、路灯、庭园灯、户外临时用电场所等。

正常运行时的TT系统类似于TN-S系统，也能获得人与物的安全性和取得合格的基准接地电位。随着大容量的漏电保护器的出现，该系统也会越来越多的被采用 。

5.IT系统

图1 —5

从图1--5可知，该系统变压器中性点不接地或经阻抗接地，无中性线N，只有线电压（380V），无相压压（220V），只做保护接地且保护接地线 PE各自独立接地。在发生第一次接地故障时由于不具备故障电流返回电源的通路，其故障电流仅为两非故障相对地电容电流的相量和，其值甚小。因此在保护接地的接地电阻RA上产生的对地故障电压很低，不致引发电击事故。不需也不会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220V电源，且其故障防护和维护管理较复杂，加上其他原因，使其应用受到限制。它适用于对供电不间断和防电击要求很高的场所，在我国矿井下钢铁厂以及医院手术室以及怕停电的场所均采用IT系统。很少应用。

会扩大电击事故的范围；如果将N线、PE线、直流接地线均接在一起除会发生上述的危险外，电子设备将会受到干扰而无法工作。因此应设置电子设备的直流接地，交流工作接地，安全保护接地，及普通建筑也应具备的防雷保护接地。此外，若建筑内设有具有防静电要求的程控交换机房，计算机房，消防及火灾报警监控室，以及大量易受电磁波干扰的精密电子仪器设备，还应考虑防静电接地和屏蔽接地的要求。

3 结语

综上所述，在民用建筑电气系统中，接地系统起着非常重要的作用,其接地系统工程的好坏直接影响电力系统的安全可靠运行。因此在具体的实际工作中，一定要科学、合理的选择民用建筑供配电接地系统，严格规范电气施工操作流程，同时加强专业电气施工人员的技术水平,确保电气设备和人员的施工安全,从而进一步加强民用建筑电气施工的建设。

[1]民用建筑接地保护的应用[J]. 杨华. 黑龙江科技信息. 2010(08)

[2]浅析高层建筑电气工程中接地系统的探讨[J]. 郁香保. 四川水泥. 2015(11)

[3] JGJ 16-2008. 民用建筑电气设计规范[S]. 2008

G322

B

1007-6344（2017）09-0282-02

高凯凌（1975年10月）男，汉，山西太原人，山西四建集团有限公司，工程师，本科学历，建筑电气施工管理。