探讨低压电气设备接地保护

探讨低压电气设备接地保护

李建华

李建华

身份证号：13010519770401xxxx

摘要：随着我国建筑行业的快速发展，我国的建筑电气设备类型不断增加，配电系统越来越复杂，因此加强建筑电气低压配电系统的保护就显得非常重要，不同的接地系统受到了各方的关注。建筑电气接地系统对于相关设备的使用安全性以及稳定性都具有非常重要的作用，所以要不断完善已有技术，有效分析低压配电设计中各种接地系统的情况，这对于进一步推动建筑电气低压配电设计的发展具有非常重要的意义。

关键词：低压电气；设备；接地保护

1建筑电气低压配电设计简述

根据当今我国大力推广低压配电系统的接地形式的不同。对低压配电的系统进行如下分类。他们都有着自己各自的特点，正确选择接地系统会使低压配电系统安全可靠性的得到提升，而接地故障会导致低压配电系统无法正常运行，因此应采取必要的接地故障保护方式，让配电系统能够正常运行。本文主要从下面三个方面开始进行介绍，低压配电系统中常用的接地方式有三种，即TT、TN和IT。鉴于此，以下重点对三种接地系统的故障保护措施进行了分析。

2低压电气设备接地保护措施

2.1防雷接地的措施

从当前来看，高层建筑施工中用的防雷接地主要有供电系统接地和整体结构防雷：

其一，供电系统接地。高层建筑的内部，各种电气设备主要电能的供给来源，就供电系统。供电系统一旦由于雷击，而停止了运行，高层建筑就容易瘫痪。供电系统防雷保护，是带电外设备外壳接地，原理基本与整体结构防雷一样，也是在钢筋网与接地线相连。

其二，整体结构防雷。将建筑钢筋结构的主体与避雷设备连接，在高层建筑顶层比较开阔的位置，将避雷针安装上，将避雷针和钢结构依次利用扁铁依次进行连接，最后向地下引入，对电流进行疏导，实现避雷效果。

2.2TT系统

TT系统的电源中性点直接接地，电源中性点接地为工作接地，设备外露可导电部分接地为保护接地。其外露可导电部分所连接的接地极应该和共用接地网或者总接线端子可靠相连。TT系统广泛应用于比较分散的小型低压用户，适用于有爆炸火灾危险及精密电子设备供电场所。该系统虽然可以降低漏电设备的故障电压，但无法降低至安全范围内，因此TT系统必须设置剩余电流保护器装置，以达到及时切除故障的目的。大大减少人被电击的危害，这种风险指数需要进一步降低。

2.3TN-S系统

TN-S系统作为一种中性线，能够通过将N线和PE线进行分开，由于PE线并不通过正常的负荷电流，PE线以及外壳不带电，TN-S系统可以直接在民用建筑电气系统中应用，也能够在精密电子设备中应用，既可以有效解决对地故障电压蔓延的问题，也能够避免由于对地短路而引起中性点电位比较高的情况。

2.4TN-C-S系统分析

此系统综合了TN-C系统以及TN-S系统的特点，就是将中性线N与保护线PE采取不同的设置，某些是合二为一，某些是分开设置。在D点之前为TN-C系统，不需要设置剩余电流断路器，在D点之后为TN-S系统，需要设置剩余电流断路器。此系统的接线相对简单，安全性较高，一般情况下此种系统主要应用在民用建筑配电设计中，先是采取PEN线进入到总进线柜，之后将其分为N线以及PE线。因为电源线路中的PEN线存在着相应的电压降并且会在设备外壳中体现出来，所以需要在单体进线位置对于PEN线实施重复性接地，当接地电阻不大于10Ω的情况下将PEN线分成N线以及PE线，并且要将N线和地绝缘。

2.5电气安全运行的措施

电气设备投入使用一段时间以后，因为材料特性和工作环境等相关因素的影响，破损和老化以及故障等问题都会出现，所以，为了使高层建筑电气设备安全运行得以有效地保证，还需要定期检查高层建筑内部电气设备工况。例如，电气设备接地线，容易有锈蚀和绝缘外套破损等相关问题出现，致使导电能力和防雷效果下降。定期检修电气，能够将类似的问题及时发现，将一个安全环境给电气设备营造出来。若部分电气设备出现绝缘层故障，容易造成设备自身带电，必须要引起注意，检修人员为了能够使作业安全，防护工作必须要做好。

2.6IT系统

IT系统的电源不接地或者通过阻抗接地，大多数的设备外露，都有可能导致直接接地或者保护线接地在IT系统内部电气装置的带电导体和地绝缘体存在中性点，并且经过高阻抗接地而外露的导线部分和装置外导电部分的装置，非常容易出现接地情况，由于这样的设计在第一次产生故障时电流较小，而且电气设备金属外壳不会产生高压，可以在不断电的情况下确保电气设备稳定运行，并且能够保证工作人员对故障位置进行及时的判断。当系统内部出现二次故障时，能够立即切断电源。确保整个设备运行的安全，如果在另一相线或者中心线上出现第二次故障，则必须排除故障。IT接地系统使用的场所非常的广泛，必须要保证其连续供电或者电量需求较高的区域内使用，例如医疗手术间，机械车间等由于IT接地系统的电源金属大多数都是与大地绝缘，而且不需要与大地相接触，这样的情况也不需要引出中线，所以IT系统的结构能够得到有效优化，再出现接地事故时，泄漏电源仅仅是非故障相应对地面的电容量比较小，不会对人造成危害。

2.7保护线PE的作用及约束

对于我国的民用建筑来说，常常使用的低压配电接地系统为TN系统、TT系统以及IT系统。而以上三种系统在实际的运用阶段，需要涉及到的用电设备及其金属外壳与PE线之间建立联系。而正是用电设备与PE线进行连接，才能确保接地系统中的用电设备以及相关人员的安全性。因此，在进行建筑电气低压配电系统中接地系统的分析研究中，应当重视PE线在接地系统中所起到的作用。就PE线在接地系统中的具体应用来说，当低压配电系统在运行中产生故障问题，则可以利用PE线将产生的故障电流进行传导，从而对用电设备形成用电保护措施。PE线在实际保护的过程中，应当满足一定的条件：第一，由于PE线设置的最红目的是为了保护用电设备，因此，PE线的载流能力应当与用电设备的基本用电之间保持一致；第二，当PE线处于载流的状态时，其自身会产生一定的热量以及感应强度。所以，为了保证PE线在载流过程中能够确保建筑内不发生火灾、爆炸等安全事故，需要将PE线的载流热度与感应强度设置在较高的范围内。在PE线设置的过程中，假设PE线是运用在TN-S系统当中，如果该系统出现接地问题，则PE线会在TN-S系统故障的过程中承受单项短路电流。因此，为了保证PE线能够在系统出现问题时正常使用，需要将PE线的电压设置在建筑安全电压五十伏以下.

结论

综上所述，虽然中国已经制定了低压电气设备接地保护系统的相关运行标准，但在实际运行中仍存在一些问题。然而，当人体接触外壳时，接触电压，步幅电压的大小和电压电平都涉及由电击事故引起的损坏的可能性和程度。必须严格按照标准的有关规定进行，并以高度的责任感进行设计和施工，及时进行试验，并确保通过试验后才能投入使用。同时，需要经常检查并测试各种参数，以确保接地装置能够长时间安全、稳定、可靠地运行。

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