信息技术与机电化工
建筑电气低压配电设计中各种接地系统分析
陈健
（132523197709203839）
摘要：建筑电气的低压配电设计对于整个建筑工程的设计具有重要影响。本文主要从低压配电设计过程中各接地系统的主要原理出发，从TN-C系统、TN-S系统、TN-C-S系统、TT系统以及IT系统的特点等方面，对低压配电设计过程中的各接地系统特点进行了深入分析。
关键词：建筑电气；低压配电设计；接地系统；TN-C系统；TT系统随着我国经济的稳定增长，我国建筑行业也得到了飞速的发展，电气设备的种类正在不断增加，整个工程的配电系统也变得越来越复杂，因此，掌握低压配电设计过程中各接地系统的主要原理，分析各接地系统的主要特点，对于提高建筑低压配电系统的整体设计水平具有重要意义。
1.低压配电设计过程中各接地系统的主要原理
在低压配电设计过程中，各种接地系统主要可以分为倾向于负载一侧的接地系统以及倾向于电源一侧的接地系统。当接地系统归属于中性点时，通常可以使用T来代表，负载侧外露面与电源侧的接地中性点通常可以表示为TN系统，若电气设备与电源的中性点之间无干扰，则可以用T来表示低压配电的接地系统，用TT来表示整个接地系统，而C通常代表中性线与保护线，S通常代表各中性线与保护线的优缺点[1]。
2.低压配电设计过程中各接地系统的特点分析2.1TN-C系统的特点分析
该系统即为中性线N与保护线PE的结合，设备的主要金属外壳与PE线和N线通常会连接至PEN线上，并将其作为保护接零。下图1即为该系统示意图
由上图1可知，PEN线不仅需要承担具有常规性质的电流，同时还可以允许谐波电流的流通，而PEN线产生的电压，通常可以通过该系统设备外壳和金属管线来体现，此时若发生PEN断线，则会瞬间产生较大的对地电压。在常规电压下，在同一种变压器的供电范围中，其PEN线通常都是相互联通的，若发生上述情况，则产生对地电压会迅速沿着PEN线延伸，直至到达其他建筑内的电气装置，从而导致建筑内相关人员受伤，严重的还会引发火灾。
TN-C系统不可以在爆炸或者医疗数据处理等电子设备的用电方面，通常可以用在谐波较少的情况下，若图1表示的I、II处发生了绝缘线破损，而且相关人员还触碰了壳体的情况，就会生成断路电流，从而使断路器发挥电流保护的作用，因此，在该系统添加断路器不仅成本低，而且还会起到和剩余电流线路保护器相同的效果。
2.2TN-S系统的特点分析
TN-S系统与TN-C系统有很大差别，该系统中性线路N以及保护线路PE通常是相互分开的，PE线往往不流通常规性电流负荷，因此PE线的设备外壳是无电的，当线路发生了故障时，PE线才会产生相应的电位。这种系统适合用于民用建筑的电气，或者是一些精密性的电子装置的供电上，但是该系统没有办法解决线路问题，如对地等故障的电压蔓延问题，或者由于相线对地断路问题引发的中性点电位迅速提高的突发状况等。
TN-S系统中，其N线通常会让以下三种电流通过，即谐波型电流、
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单相工作型电流以及三相不平衡型电流，就谐波型电流而言，由于建筑中通常会存在各类型直流电子装置以及荧光灯装置等，这些装置通常会生成较高层次的谐波，从而使N线产生谐波电流；就单相工作型电流而言，常规电压下，N线电流与相线电流的大小是相同的，但是单相型工作电流会依据照度标准的不断提高而不断增强；就三相不平衡型电流而言，它的不平衡性质会比较复杂，TN-S系统则是专门针对该类型电流而设计的。
2.3TN-C-S系统的特点分析
该系统是前两种系统特点的结合，即将电路的中性线N和其保护线PE进行不同方式的设置，部分是结合的，部分是分离的，详细的系统设置方式见下图2。从图2中可以看出，D点前是TN-C系统，它不需要安装剩余电流的断路器，D点后是TN-S系统，它则需要安装剩余电流的断路器的。TN-C-S系统的接线比较简便，且安全性也较高，通常会将该系统用于民用建筑的配电系统设计中，以此来保证居民的用电安全性[2]。
图2TN-C-S系统设置示意图
2.4TT系统与IT系统的特点分析
就TT系统而言，它主要是利用单独接地极来对用电装置的外壳进行接地安装，并不与相应的电源相互关联，此外，建筑的不同电气设备通常都会选用单独类型的地级并实施相应的接地操作，往往不统一安装PE线，这种系统通常会用在公用的电压电网供电系统中。
就IT系统而言，它的中性点通常不会直接被安装接地，而是采用用电装置的金属外壳来进行的接地安装，同时，该系统不会设置安装N线，在要求安装N线的情况下，通常会在其上加装过流保护装备，以此来确保其可以采取N线的相关设置，此外，在三相电源侧安装四极断路器也可以产生同样的效果，这种系统通常会被用在电机的系统接地上。
3.结论
综上所述，低压配电设计过程中存在各种类型的接地系统，如TN-C系统、TN-S系统、TN-C-S系统、TT系统以及IT系统等，这些接地系统各有其特点，通过对这些系统的特点分析，可以在很大程度上帮助相关人员在实际的建筑施工中，选择正确的接地系统，从而保证整个电气工程可以更加安全稳定的运行。
参考文献：
[1]孟彬彬.建筑电气低压配电设计中各种接地系统的分析[J].建材与装饰，2019，06:165-166.
[2]朱华兵.建筑电气低压配电设计中各种接地系统的合理规划[J].通讯世界，2018，06:162-163.
建筑电气低压配电设计中各种接地系统分析
