摘要：分別對建筑電氣低壓配電系統(tǒng)中的各種接地系統(tǒng)進行了詳細的介紹，分析了其各自的特點及如何選用。詳細論述了PE保護線及等電位聯(lián)結(jié)在低壓配電系統(tǒng)中的重要作用。
　　關(guān)鍵詞：建筑電氣，低壓配電系統(tǒng)，接地系統(tǒng)
　　1TN—C系統(tǒng)
　　TN—C系統(tǒng)的中性線N與保護線PE是合二為一的，即將設(shè)備金屬外殼與PE線、N線連接在PEN線上，作為保護接零。PEN線除通過正常負荷電流外，有時還會通過諧波電流，PEN線上產(chǎn)生的電壓降(△=ILZPLN)將呈現(xiàn)在用電設(shè)備外殼和線路金屬管線上。當發(fā)生PEN線斷線或相線碰地短路事故時，將出現(xiàn)高的對地電壓。在同一臺變壓器供電范圍內(nèi)的PEN線是連通的，故障電壓可沿PEN線竄至其他建筑物內(nèi)的用電設(shè)備，不僅使人觸電，還會對地放電引起火災(zāi)，因為故障電壓已經(jīng)超過了安全值。
　　TN—C系統(tǒng)適用于三相負荷基本平衡且諧波電流較少的供電。對有爆炸、火災(zāi)、井下、醫(yī)療和無專門維修的民用建筑、數(shù)據(jù)處理和一些精密電子設(shè)備用電不宜用TN—C系統(tǒng)。如果相線的絕緣損壞而碰殼時，相當于相線、中性線短路，短路電流較大，斷路器過電流保護足以瞬時切斷電路。因此在TN—C系統(tǒng)中使用剩余電流斷路器和僅使用斷路器的保護作用是一樣的，如果使用剩余電流斷路器會增加成本，還會在同一段PEN線上的用電設(shè)備之間傳遞高電位。保護接零就是中性線接地。在接零的系統(tǒng)中發(fā)生一相碰殼故障時，形成單相短路，電流很大，能使線路保護設(shè)備迅速動作，切除故障。
　　2TN—S系統(tǒng)
　　TN—S系統(tǒng)的中線性N和保護線PE是分開的，PE線不通過正常的負荷電流，因此，PE線和設(shè)備外殼不帶電位。PE線只有在發(fā)生故障時才產(chǎn)生電位，因此，可較安全地用于民用建筑電氣中，也適宜用于精密電子設(shè)備的供電。該系統(tǒng)不能解決對地故障電壓蔓延和相線對地短路引起中性點電位升高等問題。在TN—S系統(tǒng)中，N線上帶有以下成分的電流：
　　2.1諧波電流。現(xiàn)代建筑物中一般都用各種直流電子設(shè)備以及大量的熒光燈。它們產(chǎn)生的高次諧波除了對電源污染外，還會給N線帶來諧波電流，尤其是3次諧波電流。按理論分析，發(fā)生在三相中的3次諧波電流會在N線上疊加，疊加后的電流值是相當可觀的。有時N線上疊加的諧波電流甚至大于相線電流。因此，一般在三相四線回路中采用4根截面相等的電線或電纜供電。
　　2.2單相工作電流。N線上的電流與相線上的電流大小一樣，隨著照度標準的提高，單相工作電流也越來越大，這是不能忽視的。
　　2.3三相不平衡電流。這是單相負荷的供電系統(tǒng)中必然發(fā)生的現(xiàn)象。而且這種不平衡隨著時間變化，情況也變得更復(fù)雜。TN—S系統(tǒng)供電也就是針對三相不平衡用電負荷制訂的。上述3種成分電流混合后在N線上通過，其絕對值是不會太小的。另一方面，N線存在著阻抗，線路越長，阻抗越大，加上中間連接點的阻抗，N線上累積的阻抗是不容忽視的。尤其是越接近末端，阻抗就越大。N線上有電流和阻抗，必然產(chǎn)生對地電壓降。同一N線上的電壓降也是隨不同段變化，這個電壓降可能會大于50V。假如N線上某點帶有100A電流，該點的阻抗是0．5Q，則該點的電壓降便達到50V(人體最大安全電壓為50V)。因此，TN—S系統(tǒng)在正常運行時N線帶電，會發(fā)生電擊的危險。
　　3TN—C—S系統(tǒng)
　　TN—C—S系統(tǒng)中，中性線N和保護線PE一部分是合二為一的，另一部分是分開的，在民用建筑配電中，TN—C—S是常用的接地系統(tǒng)，通常電源線路中用PEN線進人建筑物總進線柜上后，再分為N線和PE線。這種方式接線簡單，具有一定的安全，適用于分散的民用建筑物配電。由于電源線路中的PEN線上有一定的電壓降，此電位仍將呈現(xiàn)在設(shè)備的外殼上，因此在單體進線處將PEN線做重復(fù)接地，接地電阻≤10Q后，分為PE線和N線，N線與地絕緣。
　　4TT系統(tǒng)
　　該系統(tǒng)過去稱為接地制，用電設(shè)備外殼用單獨的接地極接地，與電源的接地在電氣上無聯(lián)系，各個建筑物的電氣設(shè)備用自己的接地極接地，PE線互不連接，這就杜絕了故障電壓沿PE線自戶外竄人戶內(nèi)的危險。因此供電部門提供給公用低壓電網(wǎng)供電的用戶大多是用TT接地系統(tǒng)，在農(nóng)村用得較廣。因農(nóng)村用電負荷分散，線路故障電流小，這個系統(tǒng)接地可以就地打接地極，避免了從電源引來PE線的麻煩。
　　5IT系統(tǒng)
　　IT系統(tǒng)中性點不直接接地或經(jīng)高阻抗接地，也就是說電源帶電部分對地絕緣，用電設(shè)備的金屬外殼直接接地。該系統(tǒng)主要用于電機系統(tǒng)接地。IT系統(tǒng)不宜配出N線，如要配出N線時，需要在N線上裝設(shè)過電流保護，并用來包括N線在內(nèi)的所有導(dǎo)線斷電。在有大量的單相用電設(shè)備時，需要配出N線。可在三相電源設(shè)置四極斷路器或隔離開關(guān)，在發(fā)生短路故障時同時切斷相線及N線。
　　6PE線的作用及約束條件
　　在民用建筑中，常用的低壓配電系統(tǒng)的接地形式有3種。在這些低壓配電系統(tǒng)設(shè)計中，需將所有電氣設(shè)備及可觸及到的金屬物體與保護PE線相連。在電氣設(shè)備與其相連的情況下，對電氣設(shè)備及操作人員起到保護作用。因此，在低壓配電系統(tǒng)保護中，PE線的設(shè)置是十分重要的一項技術(shù)措施。PE線是低壓配電系統(tǒng)在接地故障狀態(tài)下傳送故障電流的導(dǎo)線，對其有如下幾點要求:第一，載流能力需滿足保護裝置靈敏度的要求；第二，載流時的線載溫度及電磁感應(yīng)強度對建筑物及內(nèi)部不能產(chǎn)生火災(zāi)或爆炸的危險。第三，TT系統(tǒng)由于接地故障電流小，因此，TT系統(tǒng)接地故障保護的約束條件為RAIa≤50V,式中RA—外露可導(dǎo)電部分的接地極電阻,Ia—保證保護電器在規(guī)定的時間內(nèi)切斷故障線的動作電流。
　　近幾年來，不少電纜和母線槽生產(chǎn)廠家開發(fā)了五芯電纜及五線母線槽，這類產(chǎn)品已在工程中被廣泛采用。這類產(chǎn)品是為了滿足TN—S、TN—C—S、TT系統(tǒng)在制式上的要求，實際上這些系統(tǒng)只要求提供一條低阻抗的電流通道，并不要求每個出線回路PE線均需專設(shè)。各組PE線的選擇應(yīng)按組內(nèi)出線回路最大接地故障電流值來確定，或者按組內(nèi)最大相截面積來確定。對于小容量支線回路，PE線允許專設(shè)。
　　目前在工程設(shè)計中常出現(xiàn)一些不正確的叫法。按國際標準正常供電的配電系統(tǒng)，不是按正常時是否通過電流這一原則劃分，而是單純從傳輸線的根數(shù)取其名稱，如“三相五線”等，這不是一種規(guī)范化的稱謂，還是應(yīng)該以國際標準取其名稱。
　　7等電位聯(lián)結(jié)式中
　　等電位聯(lián)結(jié)可明顯降低預(yù)期接觸電壓，其效果比重復(fù)接地好得多，在工程中也易于實現(xiàn)。等電位聯(lián)結(jié)可分為主等電位聯(lián)結(jié)(常稱為總等電位聯(lián)結(jié)，MPB)和輔助電位聯(lián)結(jié)(常稱為局部電位聯(lián)結(jié)，LEB)兩種。其中主等電位聯(lián)結(jié)就是用主保護導(dǎo)體、主接地導(dǎo)體及電氣裝置的外部可導(dǎo)電部分(如金屬水管、主金屬構(gòu)架、基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋等)全部連接，在其影響區(qū)域內(nèi)，電擊防護水平可明顯提高。輔助等電位聯(lián)結(jié)是在一個局部范圍內(nèi)將能同時觸及的外露可導(dǎo)電部分、外部可導(dǎo)電部分相互連接，使其在局部地區(qū)內(nèi)外于同一電位。對建筑物內(nèi)的電氣裝置實施等電位聯(lián)結(jié)及安裝，可防止PEN線和PE線傳導(dǎo)引入的故障電壓而導(dǎo)致的電擊事故，也可消除電位差、電弧、電火花的發(fā)生，有利于消除電磁場引起的干擾，對弱電系統(tǒng)也是不可忽視的一項有效的抗干擾措施。等電位聯(lián)結(jié)安裝要求應(yīng)執(zhí)行國家建筑標準設(shè)計圖集及國家標準中有關(guān)等電位部分要求。
　　8結(jié)語
　　建筑電氣設(shè)計中正確選擇接地系統(tǒng)十分重要。如果選擇不當，引起的問題就很難采取措施來補救。故對接地系統(tǒng)的分析和選擇使用應(yīng)當引起人們的重視。