我國經(jīng)濟(jì)背景下民用建筑低壓配電系統(tǒng)接地型式與對(duì)策

文/鄒彧（漢境設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司）

如今隨著社會(huì)生活水平日益提高，大眾對(duì)于幸福感、安全感等有了新的追求。體現(xiàn)在建筑行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，具體表現(xiàn)為對(duì)建筑建設(shè)的合理性、安全性、可靠性和人性化水平有了新的要求。在進(jìn)行建筑安全性考量方面，建筑工程的電氣設(shè)備作為安全性指標(biāo)的重要考核點(diǎn)，就成為與用戶接觸最多的方面，同時(shí)，也只有在施工過程中做好接地系統(tǒng)的布置和安排，才能切身保障用戶的生命財(cái)產(chǎn)安全。在施工中要嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格落實(shí)安全制度，切實(shí)保障建筑施工安全，但是在具體工作進(jìn)行的過程中，也要恪守人性化和合理化，不能矯枉過正，劍走偏鋒。

如今社會(huì)已轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段，建筑行業(yè)也正面臨著前所未有的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，只有從最基本的方面如低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)做起做好，才能使得建筑工作在將來有更好的發(fā)展。

一、低壓配電接地系統(tǒng)概述

由于建筑行業(yè)領(lǐng)域是直接面向用戶體驗(yàn)服務(wù)的，因此建筑施工的設(shè)計(jì)和施工中，都會(huì)面臨許多復(fù)雜情況。例如在低壓配電接地系統(tǒng)的配置和分類中，就會(huì)由于不同的情況而分為許多不同的種類，例如經(jīng)常見到的系統(tǒng)有IT、TT、TN等主要幾個(gè)。IT和TT系統(tǒng)相對(duì)較為完整，而在具體的建筑施工過程中，TN系統(tǒng)又會(huì)根據(jù)具體的施工環(huán)境和施工要求分成許多小的類別。對(duì)于建筑施工工作者，對(duì)低壓配電系統(tǒng)有一個(gè)深入了解和認(rèn)識(shí)，能夠清楚地認(rèn)識(shí)到每一種低壓配電系統(tǒng)的特性、使用情況和主要問題，都對(duì)整個(gè)施工過程中的安全性、合理性有著重要的意義。同時(shí)，在施工過程中，科學(xué)化、合理化地選取正確的低壓配電系統(tǒng)，也是提高施工效率和施工質(zhì)量的重要前提。為了能夠清楚認(rèn)識(shí)到這些問題，在下文中將會(huì)對(duì)常見的IT、TT、TN系統(tǒng)進(jìn)行簡單的分析和概括。

（一）lT系統(tǒng)

IT系統(tǒng)是低壓配電系統(tǒng)中較為常見和常用的一種系統(tǒng)類型。其主要用于醫(yī)院或是一些重工業(yè)等用電比較集中、對(duì)供電穩(wěn)定性要求比較高的地區(qū)。IT系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，電源中性點(diǎn)一般在系統(tǒng)阻抗比較高的地方接地，或者絕緣接地。在設(shè)計(jì)中一般的用電裝置的外殼都經(jīng)過各自的保護(hù)接地線從而和地面單獨(dú)連接。因此，IT系統(tǒng)的主要特點(diǎn)就是各個(gè)用電裝置之間互不干擾，互相保持一定的獨(dú)立性，從而使得整個(gè)系統(tǒng)在出現(xiàn)意外情況而發(fā)生故障的時(shí)候，不會(huì)出現(xiàn)緊急斷電的情況，而是能夠做到在第一時(shí)間及時(shí)利用警報(bào)裝置為工作人員發(fā)送警報(bào)信息，從而及時(shí)排除故障。即使在整體電路系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時(shí)候，IT系統(tǒng)也能夠依靠自身的優(yōu)勢(shì)，使得與用電器相連接的單相設(shè)備和三相用電設(shè)備繼續(xù)保持電力供應(yīng)而保證運(yùn)行狀態(tài)。但是，IT系統(tǒng)作為一種以保證持續(xù)供電和穩(wěn)定供電低壓配電系統(tǒng)，在進(jìn)行施工建設(shè)的過程中就要提早對(duì)其設(shè)置相應(yīng)的接地故障警報(bào)裝置和相應(yīng)的絕緣監(jiān)視裝置，使得IT系統(tǒng)在運(yùn)行過程中能夠更好地完成自身的使命，為穩(wěn)定用電和安全用電要求高的部門保證良好的用電體驗(yàn)。

（二）TT系統(tǒng)

TT系統(tǒng)是一種不同于IT系統(tǒng)的低壓配電系統(tǒng)。其主要的特點(diǎn)是將用電的電氣設(shè)備的金屬外殼直接設(shè)計(jì)為接地模式，其具有簡單設(shè)置、工作穩(wěn)定等特點(diǎn)，在過去幾十年里一直作為我國主要使用的幾種低壓供電系統(tǒng)之一。TT系統(tǒng)在實(shí)際使用的過程中一直具有許多優(yōu)異的特點(diǎn)，尤其是在發(fā)生供電故障使得高壓電輸送線路與低壓線輸送線路出現(xiàn)短路的時(shí)候，能夠有效防止擊穿低壓電網(wǎng)。除此之外，TT系統(tǒng)還能保證在外界天氣較為惡劣的時(shí)候，有效防止因?yàn)殚W電擊中用電設(shè)備從而造成過電壓傷害，同時(shí)對(duì)發(fā)生故障時(shí)也能夠比較有效降低用電器外殼對(duì)地面的接地電壓，從而減少因?yàn)檎`觸而造成人身傷害的可能。綜合考量TT系統(tǒng)的各項(xiàng)優(yōu)異性能，其主要可以用于許多必須設(shè)置于室外的用電器供電，如室外工程工作裝置，照明和場(chǎng)地電路布置等。雖然TT系統(tǒng)具有許多優(yōu)點(diǎn)，但是在實(shí)際施工建造的時(shí)候，也存在一系列的不足和問題。如TT系統(tǒng)的保護(hù)性不如IT系統(tǒng)，同時(shí)在建造施工的時(shí)候需要用到大量的材料，成本比較高。因此在具體的施工建造過程中，就要充分考慮到各種情況以及各個(gè)方面的問題，合理、科學(xué)地選擇合適的低壓配電系統(tǒng)。

圖1 TN-C-S系統(tǒng)

（三）TN系統(tǒng)

TN系統(tǒng)是一類特殊的低壓配電系統(tǒng)，其定義概念是電源端有一端直接與地面相接，同時(shí)電氣裝置暴露在環(huán)境中的導(dǎo)電部分可以利用保護(hù)中性導(dǎo)體和保護(hù)導(dǎo)體連接到相應(yīng)與地面相接的地點(diǎn)，其主要的特性就是將系統(tǒng)中的電源中性點(diǎn)直接與地面相接，從而達(dá)到保護(hù)的效果。TN系統(tǒng)大都是三相系統(tǒng)，在實(shí)際使用場(chǎng)景中，電氣設(shè)備暴露于環(huán)境中的部分與系統(tǒng)接地點(diǎn)可以直接連接。因此在發(fā)生電路故障的時(shí)候，短路電流可以及時(shí)形成閉合回路變成單相短路，從而產(chǎn)生比較大的單相短路電流，有利于在TN系統(tǒng)中及時(shí)觸發(fā)警報(bào)，完成故障排除。同時(shí)根據(jù)不同的特點(diǎn)和工作原理，可以將TN系統(tǒng)再細(xì)分為TN-S系統(tǒng)、TN-C系統(tǒng)、TN-CS系統(tǒng)。

（1）TN-C系統(tǒng)

在TN-C系統(tǒng)中，如果發(fā)生供電故障，用電設(shè)備的金屬外殼發(fā)生帶電情況時(shí)，電流就可以在第一時(shí)間被導(dǎo)入零相回路從而形成單相短路，使得電源能夠及時(shí)切斷，從而有效地保護(hù)用戶的生命財(cái)產(chǎn)安全。

（2）TN-S系統(tǒng)

TN-S系統(tǒng)屬于典型的三相五線制，在使用的過程中暴露于環(huán)境中的用電器即使出現(xiàn)故障，也不會(huì)出現(xiàn)明顯的對(duì)地電壓。因此，在許多室外環(huán)境的用電情況下使用該系統(tǒng)，即使因?yàn)橐馔獍l(fā)生電路故障，該系統(tǒng)也能及時(shí)切斷相應(yīng)的電源開關(guān)，有力地保障用戶的用電安全。

（3）TN-C-S系統(tǒng)

TN-C-S系統(tǒng)是TN系統(tǒng)中的一部分中性導(dǎo)體和保護(hù)導(dǎo)體合一的，因此在設(shè)置的過程中，分別具有TN-C系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)的特點(diǎn)。但是又因?yàn)槠鋬?nèi)部結(jié)構(gòu)中，N線帶電而PE線不帶電，這樣就同樣能在發(fā)生線路故障的時(shí)候有效保證電路安全，確保使用者的生命財(cái)產(chǎn)安全。

TN-C-S系統(tǒng)能夠有效降低成本，在實(shí)際使用的過程中增加單相接地故障的電流，同時(shí)大幅度降低了N與PE導(dǎo)體之間的電壓差，在一些特殊使用場(chǎng)景中具有較為廣泛的使用。但是正因?yàn)椴糠謱?dǎo)體作為PEN導(dǎo)體,因此使得系統(tǒng)在使用的時(shí)候如果發(fā)生意外斷開的情況就會(huì)使得中性點(diǎn)的不平衡電壓漂移體現(xiàn)在設(shè)備的外殼上，大大增加了發(fā)生意外事故的可能性。因此在使用TN-C-S系統(tǒng)時(shí)，就要首先做到對(duì)PEN線進(jìn)行周密的保護(hù)，并結(jié)合實(shí)際使用情況進(jìn)行安排處理。

TN-C-S系統(tǒng)在進(jìn)行布置時(shí)還應(yīng)該盡量避免與水管和燃?xì)夤艿绕渌哂袑?dǎo)電性的管路相接觸。TNC-S系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和使用就是要切實(shí)保證工作電流在期望的線路中安全運(yùn)行。

TN-C-S系統(tǒng)中有一部分線路的中性線與保護(hù)線合一的TN系統(tǒng)。TN-C-S 方式供電系統(tǒng)在建筑施工臨時(shí)供電中，如果前部分是 TN-C方式供電，而施工規(guī)范規(guī)定施工現(xiàn)場(chǎng)必須采用 TN-S 方式供電系統(tǒng)，則可以在系統(tǒng)后部分現(xiàn)場(chǎng)總配電箱分出 PE 線。

二、低壓配電系統(tǒng)電器接地的對(duì)策

（一）防雷接地的對(duì)策

在建筑施工的初期階段，都會(huì)結(jié)合建筑主要的使用場(chǎng)景進(jìn)行一些防雷的措施布置，因此在建筑本體中大都設(shè)置比較多的耐低壓布線設(shè)備，因此在設(shè)置配電系統(tǒng)的過程中一定要設(shè)置較為合理的防雷接地系統(tǒng)，從而有效保證建筑在惡劣天氣下的電路防護(hù)功能。同時(shí)，在設(shè)置防雷系統(tǒng)的時(shí)候，還要根據(jù)出現(xiàn)雷電天氣情況下的具體情況，設(shè)置合理的工頻接地電阻，以整個(gè)系統(tǒng)中電氣設(shè)備的電阻最小值進(jìn)行設(shè)置，以此來最大程度保障電路系統(tǒng)的安全性。

（二）屏蔽接地和防靜電接地措施

許多建筑在進(jìn)行施工建造的時(shí)候，常常會(huì)忽略建筑本身以及所要使用電氣設(shè)備的電子兼容性，因此在建筑施工結(jié)束后進(jìn)行正常工作的時(shí)候，就很容易出現(xiàn)電路故障的問題。因此，在施工建設(shè)完成之后為了較好地保證電氣設(shè)備的安全性，就要在前期建設(shè)階段盡早對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的布線進(jìn)行合理、科學(xué)的設(shè)置，以此來最大程度降低外界對(duì)電氣設(shè)備的干擾和電氣設(shè)備內(nèi)部電路的傳導(dǎo)隱患。正確的接地電路的設(shè)置和屏蔽措施，都可以有效解決上述問題。除此之外，還應(yīng)該做好靜電防護(hù)措施。一般在空氣濕度比較低的工作環(huán)境中，電氣設(shè)備的運(yùn)行、不同工作材料以及用戶生活中造成的身體摩擦和織物摩擦，都很容易產(chǎn)生大量的靜電。尤其是民用建筑，對(duì)于靜電防護(hù)的要求也比較高。如果沒有做好靜電防護(hù)工作，就很容易對(duì)電子設(shè)備產(chǎn)生影響，甚至擊穿一些精密設(shè)備的芯片。因此，設(shè)置較為科學(xué)、合理的靜電防護(hù)裝置，對(duì)于保證電路的良好運(yùn)行有著極大的意義。

（三）直流接地措施

許多精密電子儀器和設(shè)備的內(nèi)部工作原理都是利用微電流和微電位的變化來完成信息交互和功能處理，而如今互聯(lián)網(wǎng)的大力普及，也使得移動(dòng)電子設(shè)備和精密電子設(shè)備的使用率大幅度上升。因此，結(jié)合目前的民用用電特點(diǎn)，為了保障如今許多電子設(shè)備運(yùn)行時(shí)能夠有更加穩(wěn)定和更加安全的使用環(huán)境，就要在電路布置中確?；鶞?zhǔn)電位和電源的穩(wěn)定性。具體的操作中可以使用較粗的銅線作為引線，直接將電子設(shè)備直流端接地，另外一端則連接相應(yīng)的基準(zhǔn)電位。

三、結(jié)束語

居民生活質(zhì)量提升的同時(shí)，民用建筑的安全性和用電穩(wěn)定性也要得到有效保障。建立健全合理、科學(xué)的低壓配電系統(tǒng)，是保證民用建筑安全使用的基礎(chǔ)，同時(shí)也是建筑電路安全性、可靠性和穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。在社會(huì)高速發(fā)展的今天，民用建筑行業(yè)只有從最基本的電路安全方面做起，優(yōu)化低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，才能使得建筑行業(yè)工作在將來有更好的發(fā)展。因此，本文對(duì)于現(xiàn)有低壓配電的接地系統(tǒng)相關(guān)的問題進(jìn)行了一定的討論，以期為相關(guān)工作者提供一定的幫助和借鑒。