張志明

(山西省建筑設(shè)計(jì)研究院，山西太原 030013)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，用電常識(shí)的普及，越來越多的電氣安全問題擺在面前，本文就實(shí)際工程的應(yīng)用，闡述一下低壓配電IT接地系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。

根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)，低壓配電系統(tǒng)的接地形式可分為TN，TT，IT三種類型。

TN系統(tǒng):電力系統(tǒng)有一點(diǎn)直接接地，電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分通過保護(hù)線與該接地點(diǎn)相連接。其中TN系統(tǒng)根據(jù)N線和PE線的不同又分為三種類型，即TN-C系統(tǒng)、TN-S系統(tǒng)、TN-C-S系統(tǒng)。

TT系統(tǒng):電力系統(tǒng)有一點(diǎn)直接接地，電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分通過保護(hù)線接至與電力系統(tǒng)接地點(diǎn)無關(guān)的接地極。

IT系統(tǒng):第一字母I表示供電電源的中性點(diǎn)不接地或有一點(diǎn)經(jīng)高阻抗(如1 000 Ω)接地，第二字母T表示電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分(金屬外殼)直接接地，與電源接地?zé)o聯(lián)系。

IT系統(tǒng)有三種接線方式:1)供電電源的中性點(diǎn)對(duì)地絕緣的不接地系統(tǒng)，電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分(金屬外殼)采取直接接地;2)供電電源的中性點(diǎn)經(jīng)1 000 Ω的電阻接地，電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分(金屬外殼)采取獨(dú)立接地;3)供電電源的中性點(diǎn)經(jīng)1 000 Ω的電阻接地，電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分(金屬外殼)與供電電源的中性點(diǎn)的1 000 Ω電阻或阻抗共用一個(gè)接地極。

我國(guó)電氣接地系統(tǒng)沿用前蘇聯(lián)的規(guī)程和規(guī)定，又根據(jù)我國(guó)現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)條件，所以我國(guó)的現(xiàn)狀大多是TN-S或TN-C-S系統(tǒng)，少數(shù)重要場(chǎng)所的重要負(fù)荷采用IT系統(tǒng)。如潔凈手術(shù)室配電系統(tǒng)(《醫(yī)院潔凈手術(shù)部建筑技術(shù)規(guī)范》，8.3.1.3)，飛機(jī)庫(kù)應(yīng)急發(fā)電電源(《飛機(jī)庫(kù)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，8.3.3)以及一些特殊場(chǎng)所(礦井，玻璃廠，冶金廠，發(fā)電廠的廠用電，化工廠，爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所)。

民用設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)專業(yè)廠房機(jī)會(huì)比較少，所以對(duì)IT系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)比較少，去年我們有幸設(shè)計(jì)非洲喀麥隆雅溫得政府一號(hào)部委樓(簡(jiǎn)稱CNPS)，通過這個(gè)工程使我對(duì)IT系統(tǒng)有進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。

在做CNPS工程時(shí)，我們首先對(duì)工程進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的了解，CNPS工程屬已建建筑物，我們?cè)O(shè)計(jì)僅對(duì)建筑，水暖電進(jìn)行設(shè)計(jì)，辦公樓分成A，B，C，EC和T樓五個(gè)部分，主樓為18層，裙樓分別為2，3，5，7層。這樣的工程對(duì)于國(guó)內(nèi)來說，應(yīng)該算比較簡(jiǎn)單的辦公樓，但是針對(duì)本工程，屬于政府性質(zhì)辦公樓，且設(shè)計(jì)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)不同，導(dǎo)致我們修改了兩次。

第一次接到任務(wù)時(shí)，時(shí)間緊迫，又是第一次設(shè)計(jì)國(guó)際工程，沒有經(jīng)驗(yàn)，所以設(shè)計(jì)時(shí)沒有認(rèn)真溝通，按照國(guó)內(nèi)做法，所有的用電負(fù)荷均采用TN-S系統(tǒng)，結(jié)果第一版圖紙均被否定，經(jīng)溝通后得知CNPS工程為國(guó)際承保項(xiàng)目，非援建項(xiàng)目，所有的做法均應(yīng)按喀方標(biāo)準(zhǔn)或IEC標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計(jì)，不應(yīng)按國(guó)內(nèi)規(guī)范設(shè)計(jì)。所以接著我們進(jìn)行第二次修改。

為了第二次修改，我們相關(guān)專業(yè)人員親自到喀麥隆與喀方相關(guān)工作人員進(jìn)行了認(rèn)真的溝通和激烈的討論，通過這次討論，知道該建筑對(duì)于喀方來說，屬于喀麥隆標(biāo)志性建筑物，所有的標(biāo)準(zhǔn)就高不就低，同時(shí)喀方工程師提供了一份設(shè)計(jì)要求(簡(jiǎn)稱CCTP)，該CCTP已經(jīng)對(duì)各個(gè)供電系統(tǒng)提出了詳盡的設(shè)計(jì)要求，我們看完CCTP后與喀方工程師協(xié)商，最后確定為普通動(dòng)力，空調(diào)，正常照明屬一般負(fù)荷，同意采用TN-S系統(tǒng)，消防動(dòng)力、安防、弱電與應(yīng)急照明，這些負(fù)荷對(duì)供電不間斷要求較高，這些負(fù)荷采用IT系統(tǒng)。

當(dāng)我們進(jìn)行修改時(shí)，我們遇到了比較大的問題:1)IT系統(tǒng)平時(shí)設(shè)計(jì)較少，偶爾在醫(yī)院手術(shù)室設(shè)計(jì)，所以對(duì)IT系統(tǒng)比較生疏。2)喀方提供的設(shè)計(jì)初稿跟我們傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)IT系統(tǒng)有很大差別，我們傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)的IT系統(tǒng)(參見王厚余《低壓電氣裝置的設(shè)計(jì)安裝和檢驗(yàn)》)，供電電源直接配出三根相線，電源供給用電設(shè)備后，用電設(shè)備單獨(dú)接地，而不配出中性線，喀方CCTP提供的接地系統(tǒng)除了三根線以外，還從變壓器出來了一根中性線，所以我們看到CCTP提供的草圖時(shí)，第一，判斷以為是TT系統(tǒng)，后根據(jù)CCTP提供的文字說明，才理解喀方的意圖為IT系統(tǒng)，在理解之后，我們開始逐一修改圖紙，首先對(duì)消防設(shè)備雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)由三刀雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)改為四刀雙電源轉(zhuǎn)化開關(guān)(JGJ 16-2008民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范7.5.2I T系統(tǒng)中當(dāng)有中性導(dǎo)體時(shí)應(yīng)采用四極開關(guān));第二，在控制盤上加載絕緣監(jiān)測(cè)器以監(jiān)測(cè)應(yīng)急電源系統(tǒng)的絕緣完好狀況;第三，我們總結(jié)了IT系統(tǒng)供電的負(fù)荷，這些負(fù)荷主要包括消防動(dòng)力、應(yīng)急照明和一些安防系統(tǒng)的供電，而這些負(fù)荷的供電電源由應(yīng)急變壓器和兩臺(tái)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)組成，這樣我們將應(yīng)急變壓器和兩臺(tái)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的中性點(diǎn)經(jīng)1 000 Ω的電阻接地，然后與電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分(金屬外殼)共用一個(gè)接地極，這樣線路就可以提供標(biāo)稱電壓為380/220的任意電壓;第四，喀方希望柴油發(fā)電機(jī)不僅提供消防負(fù)荷的供電，而且還能給正常照明作為備用，因此我們?cè)诓裼桶l(fā)動(dòng)機(jī)供給正常照明出線端增加隔離變壓器，使接地系統(tǒng)由IT變?yōu)門N-S后，再增加有效的卸載措施(因?yàn)镮EC規(guī)定，IT系統(tǒng)應(yīng)急柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和應(yīng)急配電盤都只能專用于消防應(yīng)急之類的用途，不能作為一般的備用和替代的用途，除了采取有效的自動(dòng)卸載措施)，滿足了喀方的要求，通過以上對(duì)系統(tǒng)一一優(yōu)化，我們的設(shè)計(jì)在不違反IEC標(biāo)準(zhǔn)前提下，均滿足了喀方提出的要求。所以經(jīng)過這次修改，喀方認(rèn)同了我們?cè)O(shè)計(jì)的圖紙。

通過這個(gè)國(guó)際承保項(xiàng)目工程，鍛煉了自己，使我對(duì)IT系統(tǒng)有了更深一步的認(rèn)識(shí)，總結(jié)起來IT系統(tǒng)有以下的優(yōu)缺點(diǎn):

IT系統(tǒng)的缺點(diǎn):1)IT系統(tǒng)一相接地后另兩相對(duì)地電壓將升高為線電壓380 V，這時(shí)直接接觸的接觸電壓也高達(dá)380 V，電擊致死危險(xiǎn)性增高。2)TN或TT系統(tǒng)因中性點(diǎn)接地，可采用額定電壓為300/500的四芯或五芯電纜，而IT系統(tǒng)則需采用額定電壓為450 V/750 V的四芯或五芯電纜。3)電氣設(shè)備的絕緣也需適當(dāng)?shù)奶岣咭圆甙踩?)一般的國(guó)內(nèi)工程均有TN系統(tǒng)，所以融入IT系統(tǒng)后帶來了系統(tǒng)的復(fù)雜化，投資的增加以及管理麻煩等問題。

IT系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn):1)IT系統(tǒng)在發(fā)生第一次接地故障時(shí)不必切斷電源。2)IT系統(tǒng)接地故障電流非常小，可將接觸電壓限制到極低值。

雖然IT系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)較少，但是造成供電中斷的電氣短路絕大部分是接地故障，因此IT系統(tǒng)在發(fā)生第一次接地故障時(shí)不必切斷電源有不可替代的作用，所以IT系統(tǒng)在對(duì)一些供電不間斷要求較高的電氣裝置和對(duì)防電擊要求很高的場(chǎng)所得到廣泛的應(yīng)用。發(fā)達(dá)國(guó)家為了保證電氣安全，他們不惜增加投資，也不嫌管理麻煩，在很多的工程供電均采用IT系統(tǒng)其中包括普通的高層建筑。

根據(jù)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)條件和以前的認(rèn)識(shí)，我國(guó)的IT系統(tǒng)相對(duì)較少，相信隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)安全意識(shí)的增強(qiáng)以及電氣專業(yè)人員對(duì)IT系統(tǒng)認(rèn)識(shí)的提高，IT系統(tǒng)必將在我國(guó)得到更廣泛的應(yīng)用。

［1］ 王厚余.低壓電氣裝置的設(shè)計(jì)安裝和檢驗(yàn)［Z］.

［2］ 電氣裝置應(yīng)用指南［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2010.

［3］ JGJ 16-2008，民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［4］ GB 50052-2009，供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［5］ GB 50053-94，10 kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［6］ GB 50065-94，電力裝置的接地設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.