[建筑]接地系統(tǒng)知識

1、.工作接地就是變壓器處中性點接地；保護(hù)接地是設(shè)備金屬外殼經(jīng)接地線接到接地體上；保護(hù)接零就是金屬外殼接保護(hù)零線。以保護(hù)人身安全為目的，把電氣設(shè)備不帶電的金屬外殼接地或接零，叫做保護(hù)接地及保護(hù)接零。用電規(guī)程規(guī)定保護(hù)接地電阻應(yīng)4，而人體的電阻一般大于2000（干燥2K，出汗時1K，有傷口時800），根據(jù)歐姆定律，絕緣損壞時通過人體的電流僅為總電流的1/500。 國際電工委員會（IEC）對供電系統(tǒng)作了統(tǒng)一規(guī)定：分為IT系統(tǒng)、TT系統(tǒng)、TN系統(tǒng)，其中TN系統(tǒng)包含TN-C、TN-S、TN-C-S系統(tǒng)?！綯T系統(tǒng)】TT方式供電系統(tǒng)TT方式是指將電氣設(shè)備的金屬外殼直接接地的保護(hù)系統(tǒng)，稱為保護(hù)接地系統(tǒng)

2、，也稱TT系統(tǒng)。【TN 系統(tǒng)】在TN系統(tǒng)中，所有電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均接到保護(hù)線上，并與電源的接地點相連，這個接地點通常是配電系統(tǒng)的中性點。TN系統(tǒng)，稱作保護(hù)接零。當(dāng)故障使電氣設(shè)備金屬外殼帶時，形成相線和零線短路，回路電阻小，電流大，能使熔絲迅速熔斷或保護(hù)裝置動作切斷電源。TN系統(tǒng)的電力系統(tǒng)有一點直接接地，電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分通過保護(hù)導(dǎo)體與該點連接。 TN系統(tǒng)通常是一個中性點接地的三相電網(wǎng)系統(tǒng)。其特點是電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分直接與系統(tǒng)接地點相連，當(dāng)發(fā)生碰殼短路時，短路電流即經(jīng)金屬導(dǎo)線構(gòu)成閉合回路。形成金屬性單相短路，從而產(chǎn)生足夠大的短路電流，使保護(hù)裝置能可靠動作，將故障切除。 如果將

3、工作零線N重復(fù)接地，碰殼短路時，一部分電流就可能分流于重復(fù)接地點，會使保護(hù)裝置不能可靠動作或拒動，使故障擴(kuò)大化。 在TN系統(tǒng)中，也就是三相五線制中，因N線與PE線是分開敷設(shè)，并且是相互絕緣的，同時與用電設(shè)備外殼相連接的是PE線而不是N線。因此我們所關(guān)心的最主要的是PE線的電位，而不是N線的電位，所以在TN-S系統(tǒng)中重復(fù)接地不是對N線的重復(fù)接地。如果將PE線和N線共同接地，由于PE線與N線在重復(fù)接地處相接，重復(fù)接地點與配電變壓器工作接地點之間的接線已無PE線和N線的區(qū)別，原由N線承擔(dān)的中性線電流變?yōu)橛蒒線和PE線共同承擔(dān)，并有部分電流通過重復(fù)接地點分流。由于這樣可以認(rèn)為重復(fù)接地點前側(cè)已不存在PE

4、線，只有由原PE線及N線并聯(lián)共同組成的PEN線，原TN-S系統(tǒng)所具有的優(yōu)點將喪失，所以不能將PE線和N線共同接地。 由于上述原因在有關(guān)規(guī)程中明確提出，中性線(即N線)除電源中性點外，不應(yīng)重復(fù)接地。【TNS 系統(tǒng)】該系統(tǒng)中保護(hù)線和中性線分開，系統(tǒng)造價略貴。除具有TN-C系統(tǒng)的優(yōu)點外，由于正常時PE線不通過負(fù)荷電流，故與PE線相連的電氣設(shè)備金屬外殼在正常運行時不帶電，所以適用于數(shù)據(jù)處理和精密電子儀器設(shè)備的供電，也可用于爆炸危險環(huán)境中。在民用建筑內(nèi)部、家用電器等都有單獨接地觸點的插頭。采用 TN-S供電既方便又安全。【TNC系統(tǒng)】該系統(tǒng)中保護(hù)線與中性線合并為PEN線，具有簡單、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點。當(dāng)發(fā)生接地

5、短路故障時，故障電流大，可使電流保護(hù)裝置動作，切斷電源。該系統(tǒng)對于單相負(fù)荷及三相不平衡負(fù)荷的線路，PEN線總有電流流過，其產(chǎn)生的壓降，將會呈現(xiàn)在電氣設(shè)備的金屬外殼上，對敏感性電子設(shè)備不利。此外，PEN線上微弱的電流在危險的環(huán)境中可能引起爆炸。所以有爆炸危險環(huán)境不能使用TN-C系統(tǒng)，?！綯N-C-S系統(tǒng)】該系統(tǒng)PEN線自A點起分開為保護(hù)線（PE）和中性線（N）。分開以后N線應(yīng)對地絕緣。為防止PE線與N線混淆，應(yīng)分別給PE線和PEN線涂上黃綠相間的色標(biāo)，N線涂以淺藍(lán)色色標(biāo)。此外，自分開后，PE線不能再與N線再合并。TNC-S系統(tǒng)是一個廣泛采用的配電系統(tǒng)，無論在工礦企業(yè)還是在民用建筑中，其線路結(jié)構(gòu)簡

6、單，又能保證一定安全水平。    TN-S系統(tǒng)PE線是接地，N線是零線。它們只能在變壓器的中心點上相連，其它地方是不允許連在一起的！一、保 護(hù) 接 地在中性點不接地的三相電源系統(tǒng)中，當(dāng)接到這個系統(tǒng)上的某電氣設(shè)備因絕緣損壞而使外殼帶電時，如果人站在地上用手觸及外殼，由于輸電線與地之間有分布電容存在，將有電流通過人體及分布電容回到電源，使人觸電，如圖6-7-13所示。在一般情況下這個電流是不大的。但是，如果電網(wǎng)分布很廣，或者電網(wǎng)絕緣強(qiáng)度顯著下降，這個電流可能達(dá)到危險程度，這就必須采取安全措施。    保護(hù)接地就是把電氣設(shè)備的金屬外殼用足夠

7、粗的金屬導(dǎo)線與大地可靠地連接起來。電氣設(shè)備采用保護(hù)接地措施后，設(shè)備外殼已通過導(dǎo)線與大地有良好的接觸，則當(dāng)人體觸及帶電的外殼時，人體相當(dāng)于接地電阻的一條并聯(lián)支路，如圖6-7-14所示。由于人體電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于接地電阻，所以通過人體的電流很小，避免了觸電事故。保護(hù)接地應(yīng)用于中性點不接地的配電系統(tǒng)中。二、保 護(hù) 接 零（一）保護(hù)接零的概念    所謂保護(hù)接零（又稱接零保護(hù)）就是在中性點接地的系統(tǒng)中，將電氣設(shè)備在正常情況下不帶電的金屬部分與零線作良好的金屬連接。圖6-7-15是采用保護(hù)接零情況下故障電流的示意圖。當(dāng)某一相絕緣損壞使相線碰殼，外殼帶電時，由于外殼采用了保護(hù)接零措

8、施，因此該相線和零線構(gòu)成回路，單相短路電流很大，足以使線路上的保護(hù)裝置（如熔斷器）迅速熔斷，從而將漏電設(shè)備與電源斷開，從而避免人身觸電的可能性。保護(hù)接零用于380/220、三相四線制、電源的中性點直接接地的配電系統(tǒng)。在電源的中性點接地的配電系統(tǒng)中，只能采用保護(hù)接零，如果采用保護(hù)接地則不能有效地防止人身觸電事故。如圖6-7-16所示，若采用保護(hù)接地，電源中性點接地電阻與電氣設(shè)備的接地電阻均按考慮，而電源電壓為220，那么當(dāng)電氣設(shè)備的絕緣損壞使電氣設(shè)備外殼帶電時，則兩接地電阻間的電流將為：熔斷器熔體的額定電流是根據(jù)被保護(hù)設(shè)備的要求選定的，如果設(shè)備的容量較大，為了保證設(shè)備在正常情況下工作，所選用熔體

9、的額定電流也會較大，在27.5接地短路電流的作用下，將不會熔斷，外殼帶電的電氣設(shè)備不能立即脫離電源，所以在設(shè)備的外殼上長期存在對地電壓d，其值為：d=27.5*4=110V。顯然，這是很危險的。如果保護(hù)接地電阻大于電源中性點接地電阻，設(shè)備外殼的對地電壓還要高，這時危險更大。在同一供電系統(tǒng)中，一般不允許保護(hù)接零線和保護(hù)接地線同時采用。否則當(dāng)用電設(shè)備漏電碰及設(shè)備機(jī)殼后，若經(jīng)過機(jī)殼、接地體形成的短路電流不能及時切斷線路，零線電位升高，這樣使所有接零線的用電設(shè)備的金屬外殼或框架就出現(xiàn)了對地電壓，造成更多的觸電。電源電性點不接地的三相四線制配電系統(tǒng)中，不允許用保護(hù)接零，而只能用保護(hù)接地。在電源中性點接地

10、的配電系統(tǒng)中，當(dāng)一根相線和大地接觸時，通過接地的相線與電源中性點接地裝置的短路電流，可以使熔斷器熔斷，立即切斷發(fā)生故障的線路。但在中性點不接地的配電系統(tǒng)中，任一相發(fā)生接地，系統(tǒng)雖仍可照常運行，但這時大地與接地的相線等電位，則接在零線上的用電設(shè)備外殼對地的電壓將等于接地的相線從接地點到電源中性點的電壓值，是十分危險的，如圖6-7-18所示。三、重復(fù)接地對于TNS系統(tǒng)，重復(fù)接地就是對PE線的重復(fù)接地，其作用如下： （1）如不進(jìn)行重復(fù)接地，當(dāng)PE斷線時，系統(tǒng)處于既不接零也不接地的無保護(hù)狀態(tài)。而對其進(jìn)行復(fù)重接地以后，當(dāng)PE正常時，系統(tǒng)處于接零保護(hù)狀態(tài)；當(dāng)PE斷線時，如果斷線處在重復(fù)接地前側(cè)，系統(tǒng)則處在

11、接地保護(hù)狀態(tài)。進(jìn)行了重復(fù)接地的TNS系統(tǒng)具有一個非常有趣的雙重保護(hù)功能，即PE斷線后由TNS轉(zhuǎn)變成TT系統(tǒng)的保護(hù)方式（PE斷線在重復(fù)接地前側(cè)）。PE與N它們在變壓器的中心點上相連。（2）當(dāng)相線斷線與大地發(fā)生短路時，由于故障電流的存在造成了PE線電位的升高，當(dāng)斷線點與大地間電阻較小時，PE線的電位很有可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過安全電壓。這種危險電壓沿PE線傳至各用電設(shè)備外殼乃至危及人身安全。而進(jìn)行重復(fù)接地以后，由于重復(fù)接地電阻與電源工作接地電阻并聯(lián)后的等效電阻小于電源工作接地電阻，使得相線斷線接地處的接地電阻分擔(dān)的電壓增加，從而有效降低PE線對地電壓，減少觸電危險。 （3）PE線的重復(fù)接地可以降低當(dāng)相線碰殼短

12、路時的設(shè)備外殼對地的電壓，相線碰殼時，外殼對地電壓即等于故障點P與變壓器中性點間的電壓。假設(shè)相線與PE線規(guī)格一致，設(shè)備外殼對地電壓則為110V.而PE線重復(fù)接地后，從故障點P起，PE線阻抗與重復(fù)接地電阻RE同工作接地電阻RA串聯(lián)后的電阻相并聯(lián)。在一般情況下，由于重復(fù)接地電阻RE同工作接地電阻RA串聯(lián)后的電阻遠(yuǎn)大于PE線本身的阻抗，因而從P至變壓器中性點的等效阻抗，仍接近于從P至變壓器中性點的PE線本身的阻抗。如果相線與PE線規(guī)格一致，則P與變壓器中性點間的電壓UPO仍約為 110V，而此時設(shè)備外殼對地電壓UP僅為故障P點與變壓器中性點間的電壓UPO 的一部分，可表示為：UP=UPO×RE/（RA+RE） 假設(shè)重復(fù)接地電阻RE為10，工作接地電阻RA為4，則UP=78.6V.     如果只是對N線重復(fù)接地，它不具有上述第（1）項與第（3）項作用，只具有上述第（2）項的作用 .對于TNS系統(tǒng)，其用電設(shè)備外殼是與PE線相接的，而不是N線。因此，我們所關(guān)心的更主 要的是PE線的電位，而不是N線的電位，TNS系統(tǒng)的重復(fù)接地不是對N線的重復(fù)接地。     如果將P