[建筑]接地系統(tǒng)知識(shí)

1、.工作接地就是變壓器處中性點(diǎn)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(shí)1K，有傷口時(shí)800），根據(jù)歐姆定律，絕緣損壞時(shí)通過(guò)人體的電流僅為總電流的1/500。 國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)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(diǎn)相連，這個(gè)接地點(diǎn)通常是配電系統(tǒng)的中性點(diǎn)。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(shí)，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(dòng)作切斷電源。TN系統(tǒng)的電力系統(tǒng)有一點(diǎn)直接接地，電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分通過(guò)保護(hù)導(dǎo)體與該點(diǎn)連接。 TN系統(tǒng)通常是一個(gè)中性點(diǎn)接地的三相電網(wǎng)系統(tǒng)。其特點(diǎn)是電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分直接與系統(tǒng)接地點(diǎn)相連，當(dāng)發(fā)生碰殼短路時(shí)，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(dòng)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(shí)，一部分電流就可能分流于重復(fù)接地點(diǎn)，會(huì)使保護(hù)裝置不能可靠動(dòng)作或拒動(dòng)，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(kāi)敷設(shè)，并且是相互絕緣的，同時(shí)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(duì)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(diǎn)與配電變壓器工作接地點(diǎn)之間的接線已無(wú)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(guò)重復(fù)接地點(diǎn)分流。由于這樣可以認(rèn)為重復(fù)接地點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(kāi)，系統(tǒng)造價(jià)略貴。除具有TN-C系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)外，由于正常時(shí)PE線不通過(guò)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(yùn)行時(shí)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(xiǎn)環(huán)境中。在民用建筑內(nèi)部、家用電器等都有單獨(dú)接地觸點(diǎn)的插頭。采用 TN-S供電既方便又安全?！綯NC系統(tǒng)】該系統(tǒng)中保護(hù)線與中性線合并為PEN線，具有簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)發(fā)生接地

5、短路故障時(shí)，故障電流大，可使電流保護(hù)裝置動(dòng)作，切斷電源。該系統(tǒng)對(duì)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(guò)，其產(chǎn)生的壓降，將會(huì)呈現(xiàn)在電氣設(shè)備的金屬外殼上，對(duì)敏感性電子設(shè)備不利。此外，PEN線上微弱的電流在危險(xiǎn)的環(huán)境中可能引起爆炸。所以有爆炸危險(xiǎn)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(diǎn)起分開(kāi)為保護(hù)線（PE）和中性線（N）。分開(kāi)以后N線應(yīng)對(duì)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(kāi)后，PE線不能再與N線再合并。TNC-S系統(tǒng)是一個(gè)廣泛采用的配電系統(tǒng)，無(wú)論在工礦企業(yè)還是在民用建筑中，其線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)

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(diǎn)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(diǎn)不接地的三相電源系統(tǒng)中，當(dāng)接到這個(gè)系統(tǒng)上的某電氣設(shè)備因絕緣損壞而使外殼帶電時(shí)，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(guò)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(gè)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(gè)電流可能達(dá)到危險(xiǎn)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(lái)。電氣設(shè)備采用保護(hù)接地措施后，設(shè)備外殼已通過(guò)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(shí)，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(guò)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(diǎn)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(diǎn)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(shí)，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(kāi)，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(diǎn)直接接地的配電系統(tǒng)。在電源的中性點(diǎn)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(diǎn)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(shí)，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(huì)較大，在27.5接地短路電流的作用下，將不會(huì)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(zhǎng)期存在對(duì)地電壓d，其值為：d=27.5*4=110V。顯然，這是很危險(xiǎn)的。如果保護(hù)接地電阻大于電源中性點(diǎn)接地電阻，設(shè)備外殼的對(duì)地電壓還要高，這時(shí)危險(xiǎn)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(shí)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(guò)機(jī)殼、接地體形成的短路電流不能及時(shí)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(duì)地電壓，造成更多的觸電。電源電性點(diǎn)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(diǎn)接地

10、的配電系統(tǒng)中，當(dāng)一根相線和大地接觸時(shí)，通過(guò)接地的相線與電源中性點(diǎn)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(diǎn)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(yùn)行，但這時(shí)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(duì)地的電壓將等于接地的相線從接地點(diǎn)到電源中性點(diǎn)的電壓值，是十分危險(xiǎn)的，如圖6-7-18所示。三、重復(fù)接地對(duì)于TNS系統(tǒng)，重復(fù)接地就是對(duì)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(shí)，系統(tǒng)處于既不接零也不接地的無(wú)保護(hù)狀態(tài)。而對(duì)其進(jìn)行復(fù)重接地以后，當(dāng)PE正常時(shí)，系統(tǒng)處于接零保護(hù)狀態(tài)；當(dāng)PE斷線時(shí)，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(gè)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?cè)谧儔浩鞯闹行狞c(diǎn)上相連。（2）當(dāng)相線斷線與大地發(fā)生短路時(shí)，由于故障電流的存在造成了PE線電位的升高，當(dāng)斷線點(diǎn)與大地間電阻較小時(shí)，PE線的電位很有可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)安全電壓。這種危險(xiǎn)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(duì)地電壓，減少觸電危險(xiǎn)。 （3）PE線的重復(fù)接地可以降低當(dāng)相線碰殼短

12、路時(shí)的設(shè)備外殼對(duì)地的電壓，相線碰殼時(shí)，外殼對(duì)地電壓即等于故障點(diǎn)P與變壓器中性點(diǎn)間的電壓。假設(shè)相線與PE線規(guī)格一致，設(shè)備外殼對(duì)地電壓則為110V.而PE線重復(fù)接地后，從故障點(diǎn)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(diǎn)的等效阻抗，仍接近于從P至變壓器中性點(diǎn)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(diǎn)間的電壓UPO仍約為 110V，而此時(shí)設(shè)備外殼對(duì)地電壓UP僅為故障P點(diǎn)與變壓器中性點(diǎn)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(duì)N線重復(fù)接地，它不具有上述第（1）項(xiàng)與第（3）項(xiàng)作用，只具有上述第（2）項(xiàng)的作用 .對(duì)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(duì)N線的重復(fù)接地。     如果將P