电气低压配电技术设计研究王亢

电气低压配电技术设计研究王亢

王亢

黑龙江省建筑设计研究院

摘要：在建筑工程电气设计中,低压配电系统是建筑电气设计的重要内容,低压配电系统设计的质量将严重影响建筑电气系统的安全稳定运行,如果低压配电系统在设计中出现问题,将会增加建筑内电器的负荷,节能性差,提高建筑电气设备的运行成本。所以加强对建筑电气低压配电系统的设计工作具有极为重要的现实意义。

关键词：建筑工程；电气；低压配电系统；接地系统

低压配电系统是由配电变电所(电网的输电电压降为配电电压)、高压配电系统是由配电变电所(电网的输电电压降为配电电压)、高压配电线路(即1千伏以上的电压)、配电变压器、低压配电器、以及相关的控制保护设备共同组成的。而接地系统的分类是根据电源点的对地关系和负荷侧电气装置的外露导电部分的对地关系而划分，低压配电接地系统主要包括了IT系统、TT系统和TN系统(TN系统又分为TN－C系统、TN－S系统、TN－C－S系统)这三种，是建筑电气中重要的组成部分，会直接关系到建筑电气设备的安全的问题，同时也对人们的生命财产安全有着十分重要的影响。所以，设计单位要对建筑电气中的低压配电系统进行合理的设计，保证配电设备能够有效的为人们服务。

一、建筑电气低压配电设计中的接地系统的简述

接地系统也就是一个接地网系统，在地下埋多个金属接地和导体形成的一个网状的电力接电系统，现在运用的范围十分的广阔。建筑电气低压配电系统的接地是将大地和目标电气相连接的一个过程，一般由于大地的电阻十分的低，可以看作为零，但是电容较大，所以，在建筑电气低压配电的设计一定要保证用电的安全性，将电气的带电的一边和大地相连接，在实际的接电过程中，由于接地原理不同，使得接地的系统也就有所不同，在这些系统中，第一个字母表示电源端与地的关系，T代表了电源端有一点直接接地，I代表了电源端所有带电部分不接地或有一点通过阻抗接地。第二个字母表示电气装置的外露可导电部分与地的关系，T代表了电气装置的外露可导电部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源端的接地点，N代表了负荷端接地与电源端接地有直接电气连接。C代表保护导体和中性导体合在一起，S代表了保护导体和中性导体是分开的。

因此，在建筑电气低压配电设计的各种接地系统中要注意到这两个方面，一方面是电源端导体接地问题，另一方面是系统中的负荷侧电气设置外露可导电部分接地的问题，这样能够有效的减少用电事故的发生，确保电力系统的安全和稳定。

二、建筑电气低压配电设计中各种接地系统的重要性

低压配电接地系统是建筑电气工程的重要组成，该系统运行的稳定性与安全性直接关系着用户的生命财产安全，也影响着用电设备正常运行情况。社会在不断的发展，对电能电量也有着较高的需求，在一些建筑物中，传统的低压配电系统已经无法满足人们的需求，所以，相关工作人员必须对配电体系以及设备进行不断的完善与改进。

三、建筑电气低压配电设计中各种接地系统的分析

1.TN系统

（1）TN-C系统

TN-C系统的中性线与保护线是合为一处的，其通过设备的外壳将N、PE有效的连结在一处：PEN线上。在其实际工作中，PEN线除了保证电路中的正常电流通过之外，一些谐波电流有时也会经过。同时，PEN线的电压降也会体现在线路的管线以及设备外壳上。如果PEN发生了断线或者出现了短路情况，则会出现较高的对地电压。TN-C系统适用于谐波电流较少、三相负荷较为平衡的供电工作中。而对于一些精密设备、重要数据处理以及经常发生爆炸、井下等环境中则不宜选用。因为其在变压器的供电范围内，PEN线是互相连通的，如果发生较大的电压，那么就可以顺着PEN线直接窜到其他用电设备中，从而导致事故的发生。

（2）TN-S系统

TN-S系统中的保护线与中性线是隔离开来的，PE线也不会通过正常的电流，所以PE线的外壳也不会带电。所以，这种系统就可以较为安全的运用在民居以及精密设备的供电工作中。但是，TN-S系统却不能够对对地短路以及故障电压蔓延的情况进行解决。同时在这个系统中，其N线还带有三线还带有三种成分电流：谐波电流、单项工作电流以及三相不平衡电流。由于这三种电流在N线上通过，其所产生的绝对值通常较大。同时，N线还存着阻抗的特点，其随着N线线路的增加，其阻抗也随之增大，再加上连接点处的阻抗，N线上的阻抗就已经很可观了。而由于这两种因素的存在，就使其不可避免的对地面产生电压降。这就使TN-S系统在日常工作中会发生电击的危险。

3.TN-C-S系统

在TN-C-S系统中，其保护线的一部分与中性线进行了合并，而另一部分却是分开的。在我国普通的民居配电中，通常都以TN-C-S系统作为接地系统，同时其用PEN线在进入民居之后，再从一体分出PE线与N线。通过这种方式进行连接，就使用电的安全性得到了一定的保证，从而更适合于分散民居的配电工作当中。

2.TT系统

TT系统也成为接地制，其通过用电设备的外壳同接地极进行接地，从而其与电源的接地处在电气上再无联系。同时，其每个建筑之间的电气设备都考自身的接地极进行接地，其之间的PE线没有连接。通过这样的方式就保证了其故障电压不会顺着PE线进入民居之内从而造成事故的发生。由于有着这一种特性，TT系统就经常运用在一些地区的公用低压电网供电工作中。同时，由于我国的农村村民居住的较为分散，就使得其用电负荷不集中，线路出现故障的电流也很小，这种特点就使得TT系统在我国的农村中运用的较为广泛，同时也避免了从电源进入PE的繁琐。

3.IT系统

IT系统的特点是其中性点不会直接同地面进行解除，即其电源带电的部分是同地面绝缘的。这种用电系统通常运用在我国的电机系统中。同时，其不是非常适合配N线，如果根据实际情况要求必须配N线，那么就应当在N线上设置好电流保护措施，以此来对所有导线进行断电的保障。

4.PE线的作用及约束

在我国的民用建筑中，经常使用到的低压配电接地系统即为以上三种。而在这些设计方式中，都需要将其电气设备与可能接触到的金属外壳与PE线进行连接。也正是这种同PE线进行连接的方式，才能够对系统中的电气设备以及电气工作人员起到安全的保护。所以，在对低压配电系统进行保护的工作中，一定要对PE线的设置起到应有的重视。PE线是在低压配电系统在故障情况下对故障电流进行传送的导线，作为这种关键的保护的措施，其也需要满足一定的要求：首先，PE线的载流能力应当能满足其所进行保护装置的要求。其次，其在载流过程中的载流温度与感应强度应当保持在一定的数值范围之内，以保证其不会在建筑物内发生危险事故如火灾、爆炸等。同时，在对PE线进行设置时，如果是在应用TN-S系统时出现了接地故障，那么由于PE在故障的时间内需要对其单项短路电流进行承受，所以应当保证发生在PE线上的电压应当保证低于建筑安全电压50V以上。另外，在对PE线进行敷设时，应当尽可能的使其同配电导线的距离相近，并以同路的形式即同槽、同管的形式进行敷设。还应当最大程度的对中性线与地相线间的回路阻抗进行降低，从而使发生故障时对电气的灵敏度得到保护。

结束语

总而言之，在建筑电气低压配电系统设计时，应重视低压配电系统接地系统的设计的合理性，严格按照有关的建筑电气低压配电系统规范要求实施接地保护装置的设置，进而提高整个建筑工程电气低压配电系统运行的安全性和稳定性。

参考文献：

[1]杨云娜.建筑电气低压配电设计中各种接地系统的探究[J].电子技术与软件工程，2015（06）.

[2]黄春玲.各种接地系统在建筑电气低压配电设计中的应用研究[J].低碳世界，2017（26）.

[3]马正慧.关于建筑电气低压配电设计中各种接地系统的研究[J].科技与创新，2026（09）.