住宅電氣保護(hù)接地有關(guān)問題的認(rèn)識與探討

1、住宅電氣保護(hù)接地有關(guān)問題的熟悉與探討 隨著強(qiáng)制性規(guī)范住宅電氣制定規(guī)范GB500961999于1999年6月1日的開始實施，原先合乎規(guī)范要求的TNC系統(tǒng)已不再使用于住宅低壓配電系統(tǒng)了?，F(xiàn)代住宅電氣的制定和安裝有了明確的依據(jù)。新規(guī)范是“以人為本，在保證“適用、安全、衛(wèi)生、美觀的前提下，對住宅安全方面提出了相當(dāng)嚴(yán)格的要求。新的住宅制定規(guī)范與舊規(guī)范GBJ9686相比較，在安全方面的要求更為嚴(yán)格，主要有以下4點：1每棟住宅總電源進(jìn)線斷路器應(yīng)具有漏電保護(hù)功能。2除空調(diào)電源插座外，其他電源插座電路應(yīng)設(shè)有漏電保護(hù)功能。3住宅配電系統(tǒng)的制定應(yīng)采納TT、TNC-S或TN-S接地方式，并進(jìn)行等電位聯(lián)接。4衛(wèi)生間等潮

2、濕場所宜采納局部等電位聯(lián)結(jié)。按以上要求，對居民住宅安裝的電氣設(shè)備，可使住戶的居住更為安全。下面介紹不宜采納TNC系統(tǒng)的原因，以及新規(guī)范中的三種低壓配電系統(tǒng)的接地方式和故障防范。1、不宜采納TNC系統(tǒng)的原因用電設(shè)備的接地，一般分為保護(hù)性接地和功能性接地。保護(hù)性接地又分為接地和接本兩種形式。所謂“接地是指用電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分對地直接的電氣連接。而接零則是指外露可導(dǎo)電部分通過保護(hù)線PE或PEN線與供電系統(tǒng)的接地點進(jìn)行直接電氣連接交流系統(tǒng)中，接地點即為中性點。TN-C系統(tǒng)被稱為三相四線系統(tǒng)，整個系統(tǒng)的中性N與保護(hù)線PE是合一的，稱PEN線。由于TNC系統(tǒng)中采納的是保護(hù)接零，即用電設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分

3、與PEN有優(yōu)良的導(dǎo)線連接。當(dāng)用電設(shè)備發(fā)生接地故障時，由于PEN線阻抗小，較大的短路電流使保護(hù)裝置迅速動作，反應(yīng)靈敏度高。但由于TNC系統(tǒng)需要依靠PEN線中的不平衡電流來維持三相電壓的平衡，所以TNC系統(tǒng)一般使用于三相負(fù)荷較平衡的場合。目前，住宅用戶大部分是單相用戶，難以實現(xiàn)三相負(fù)荷的平衡，PEN中將有較大的、不穩(wěn)定的不平衡電流流過，而且大量家電設(shè)備使用中產(chǎn)生的高次諧波也疊加在中性線N上，使中性線接地電位偏移。一旦PEN發(fā)生斷路故障或PEN線接觸電阻增大時，中性點電位將嚴(yán)重地偏移，使家電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分的金屬外殼帶電，造成電擊事故的發(fā)生。而且接地故障最易引發(fā)電氣火災(zāi)。所以新規(guī)范中已明確規(guī)定住宅

4、供電已不再使用TNC系統(tǒng)了。2、住宅但計規(guī)范已明確規(guī)定住宅供電系統(tǒng)應(yīng)來用TT、TN一s、或TN-C-S方式。需要說明的幾點：1、以前的建筑電氣制定技術(shù)規(guī)范，曾把接零看成是接地的方式之一，而采納統(tǒng)一的術(shù)語“接地，這樣容易引起概念混淆，特別是隨著低壓網(wǎng)系統(tǒng)接地形式多樣化，更有必要把接地與接零兩者的區(qū)別加以明確，以使減少實際工作中出現(xiàn)的問題。2、原規(guī)程只是籠統(tǒng)提出零線在規(guī)定的地方應(yīng)重復(fù)接地；而工作零線中性線即N線一般是不應(yīng)重復(fù)接地的。再裝有漏電流保護(hù)裝置后的PEN線更是不容許重復(fù)接地。因為一旦重復(fù)接地將會造成漏電保護(hù)裝置發(fā)生誤動作或拒絕動作。在民用建筑電氣制定規(guī)范14.2.1條中，對低壓電氣系統(tǒng)的接

5、地形式已有了明確的定義。2.1TN系統(tǒng)。電力系統(tǒng)有一點直接接地，按照中性線與保護(hù)線組合狀況又可分為三種形式：lTNS系統(tǒng)，也稱三相五線制系統(tǒng)。該系統(tǒng)是三相四線加PE線的接地系統(tǒng)。整個系統(tǒng)的中性線N與保護(hù)線PE是分開的用電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分接在PE線上。一般當(dāng)住宅樓內(nèi)有獨(dú)立變壓器時便采納TN-S系統(tǒng)。由于TN-S系統(tǒng)中性線N與保護(hù)接地線PE除在變壓器中性點共同接地外，兩線從變壓器低壓母線處便分開了，所以與TT系統(tǒng)一樣，不管中性點N是否帶電，PE線均不帶電,與PE線連接的設(shè)備外殼同樣均不會帶電。而且在TNS系統(tǒng)中，發(fā)生電氣故障時，通過PE線接地電流較大，一般熔斷器、斷路器都能動作切斷電源靈敏度高。

6、因此TN-s接地系統(tǒng)顯然提升了使用安全性。在用戶配電箱內(nèi)，PE線與接地線排的總接地端子板連接。2TNCS系統(tǒng)。該系統(tǒng)有一點直接接地，用電設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分通過保護(hù)線與接地點連接，系統(tǒng)中前一部分線路的中性線N與保護(hù)線是合一的，第二部分是TN-S系統(tǒng)，即N與PE線是分開的。采納TNC-S系統(tǒng)時，當(dāng)中性線與保護(hù)線分開后通常在住宅進(jìn)戶處就不能再合并中性線的絕緣水平應(yīng)與相線相同。因此在住宅中采納TN-C-S系統(tǒng)，實際上就成了TN-S系統(tǒng)。也即PEN線在進(jìn)人用戶配電箱后，配電箱內(nèi)分開設(shè)置了N端子板和PE端子板，N與PE線進(jìn)人住宅便互相分開不再有任何電氣連接了。 3TNC系統(tǒng)。整個系統(tǒng)的中性線與保護(hù)線是合

7、一的。2.2TT系統(tǒng)亦為三相四線系統(tǒng)。系統(tǒng)有一點直接接地，系統(tǒng)無PE線。用電設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分PE線接至與電力系統(tǒng)接地點無直接關(guān)聯(lián)的接地極上。TT系統(tǒng)的特點是中性點N與保護(hù)接地線無一點電氣連接，即N與PE線是分開的，適用于公共電網(wǎng)供電的住宅，一般每棟住宅樓各有單獨(dú)的接地極和PE線。所以不管三相負(fù)荷是否平衡，中性線是否帶電，PE線均不會帶電，用電設(shè)備外露導(dǎo)電部分亦不會帶電，保證了使用安全。當(dāng)用電設(shè)備發(fā)生單相接地故障時，由于TT系統(tǒng)單相短路保護(hù)的靈敏度比TN系統(tǒng)低TT系統(tǒng)以大地為故障電流通路，與電源和PE線的接地電阻有關(guān)故障電流小，熔斷器和短路器往往不能馬上動作，造成設(shè)備外殼帶電。所以必須采納漏

8、電保護(hù)來切斷電源，才能提升TT系統(tǒng)觸電保護(hù)的靈敏度，使TT系統(tǒng)更為安全可靠。需要附帶說明的是，TT系統(tǒng)和TN系統(tǒng)不存在誰優(yōu)誰劣。由于TN系統(tǒng)合適于三相平衡的場所，而住宅及智能大廈因單相負(fù)荷較大，難以執(zhí)行三相負(fù)荷的平衡。因此，TT系統(tǒng)目前已在住宅特別在別墅中被大量采納。另外，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信及數(shù)字通訊要求的電壓質(zhì)量電壓偏移、電壓彼動、電壓頻率、諧波、三相平衡等較高，TNC系統(tǒng)因有諧波疊加，中性線上接地電位不穩(wěn)定的漂移，而對人身不安全及無法取得合格的基準(zhǔn)電位，使精密電子設(shè)備不能準(zhǔn)確運(yùn)行，所以絕不能作為計算機(jī)系統(tǒng)的供電方式。TNCS、TN-S接地系統(tǒng)均具備安全性和可靠性的基準(zhǔn)電壓，所以可作為計算機(jī)系統(tǒng)

9、的接地系統(tǒng)。TT系統(tǒng)不管三相負(fù)荷是否平衡，PE線不會帶電，所以正常運(yùn)行時，TT系統(tǒng)類似于TN-S系統(tǒng)，具有較好的安全性和取得合格的基準(zhǔn)接地電位。隨著大容量的漏電保護(hù)器的應(yīng)用，該系統(tǒng)越來越在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)供電中得到使用，但目前因公共電網(wǎng)電源質(zhì)量不高，采納的較少。3 接地故障的防范接地故障不同于一般的電氣短路故障。而是帶電導(dǎo)體通過金屬材料與大地發(fā)生的短路故障。由于接地故障比較隱蔽，常常是多次火災(zāi)的起因，而且往往還伴隨著接地故障而發(fā)生電擊人身傷害事故。因此，為了住宅居住人員的安全，有必要強(qiáng)化對接地故障的防范。3.1不能隨意更改按地系統(tǒng)。假設(shè)原先采納的是TN-CS系統(tǒng)100KVA以上變壓器，中性點接地

10、電阻為4歐，PE線接地電阻為10歐改變?yōu)門T系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)生用電設(shè)備金屬外殼單相接地短路時，由于PE線未按TT系統(tǒng)的接地電阻要求接地，必定使設(shè)備金屬外殼帶上較高的電壓理論計算達(dá)157V，從而發(fā)生間接電擊事故。3.2嚴(yán)禁PE線與N線連接。假設(shè)PE線與N線連接便成了TNC系統(tǒng)，其不良后果前面已討論過了。3.3每套住宅總電源進(jìn)線斷路器應(yīng)具有漏電保護(hù)功能。除空調(diào)電源外，其他電源插座應(yīng)設(shè)置漏電保護(hù)裝置。通過兩極保護(hù)分別起到防電氣火災(zāi)和防電擊的作用。住宅內(nèi)家用電器通常由插座供電，電源插座上應(yīng)安裝額定電流不大于30MA的快速漏電保護(hù)器，以防止電擊造成的人身傷害事故。而當(dāng)發(fā)生電弧性接地故障時，由于電弧有很大阻抗，

11、限制了接地故障電流，使斷路器、熔斷器不能及時切斷電源，造成火災(zāi)。所以要在住宅的電源進(jìn)線處安裝額定動作電流為300MA的漏電保護(hù)器，井帶有0.15S的延時，可以避免電氣火災(zāi)的發(fā)生低于500MA的電弧能量尚不夠以引燃起火。3.4作等電位和局部等電位連接。等電位聯(lián)結(jié)是防止觸電危險的一項重要安全措施，它可大幅度地降低在接地放狀況下人所遭受的接觸電壓。由分析結(jié)果可知，它比重復(fù)接地降低接觸電壓幅度的效果要好很多。這樣，即使在接地故障保護(hù)失靈的狀況下，也能達(dá)到在較大限度范圍內(nèi)消除觸電傷亡事故。1總等電位聯(lián)結(jié)NEB。作用在于降低建筑物內(nèi)間接接觸電擊的接觸電壓和不同金屬部件間的電位差，并消除來自建筑物外經(jīng)電氣線

12、路和各種金屬管道引人的危險電壓故障的危害。通過配線箱近旁的總等電位聯(lián)結(jié)端子板接地母排，將卞列導(dǎo)電部分互相連通：進(jìn)線配線箱的PE母排；公用設(shè)施的金屬管道如L、下水、熱力、煤氣等管道；建筑物金屬結(jié)構(gòu)鋼筋；人工接地的接地極引線等。建筑物每一電源進(jìn)線都應(yīng)做總電位聯(lián)結(jié)，每個總等電位聯(lián)結(jié)板的端子應(yīng)互相連通。在做總等電位連接后，TN系統(tǒng)中的重復(fù)接地的接地極，已處在總等電位聯(lián)結(jié)區(qū)之外，規(guī)定接地電阻值已無意義了。因為住宅用戶全在總等電位聯(lián)接區(qū)內(nèi)，人身所能碰到因接地故障引起的接觸電擊電壓由PE線的電壓降決定，已和有無重復(fù)接地?zé)o關(guān)。建筑物的鋼筋和各種公用設(shè)施的金屬管道本身就是極優(yōu)良的接地體接地電阻不到1歐，已經(jīng)起到

13、了比重復(fù)接地更好的作用。通過分析，做等電位連接后，PE線上的電壓降，僅為重復(fù)接地的13l4。2局部等電位聯(lián)接。衛(wèi)生間因其特別潮濕的原因成為電擊最大的場所。衛(wèi)生間做局部等電位連接的目的，是在局部范圍內(nèi)將人體可同時觸及的有可能同時出現(xiàn)危險電壓差的不同導(dǎo)電部分再作一次聯(lián)接，可使故障電流引起的電壓降更小，接觸電壓低于接觸的限壓值。衛(wèi)生間的局部等電位聯(lián)接，將以下導(dǎo)電部分互相連通：PE母線或PE干線；公用設(shè)施的金屬管道；建筑物的鋼筋網(wǎng)和金屬結(jié)構(gòu)等部分。電擊人身傷害事件的發(fā)生，是由于出現(xiàn)了危險的間接接觸電壓。建筑物接地目的就是為了減少接觸電壓，而現(xiàn)代住宅建筑施工中，須按規(guī)范要求進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié)，這樣便獲得了相當(dāng)?shù)偷慕佑|電阻，極大地降低了接觸電壓。進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié)后，還消除了建筑物外沿PE線竄入的危險故障電壓，消除電磁場干擾，減少保護(hù)器動作不可靠所帶來的危害以及防雷電等。另外，通常