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建筑电气低压配电设计中各种接地系统研究梁惠

发表时间：2021/6/16 来源：《城市建设》2021年6月作者：梁惠

[导读] 电是现代社会中不可缺少的一种重要资源。建筑电气系统相对复杂，安全隐患较多，一旦发生火灾事故，便会带来严重的经济损失，甚至导致人员伤亡，不利于社会和谐稳定。基于此，现如今人们不仅提高了对电气设备使用功能的要求，更提高了对其稳定性、安全性的要求。

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摘要：电是现代社会中不可缺少的一种重要资源。建筑电气系统相对复杂，安全隐患较多，一旦发生火灾事故，便会带来严重的经济损失，甚至导致人员伤亡，不利于社会和谐稳定。基于此，现如今人们不仅提高了对电气设备使用功能的要求，更提高了对其稳定性、安全性的要求。低压配电系统是建筑电气系统中不可或缺的重要部分，而接地系统是低压配电系统中的重要组成部分，其主要作用是保障电气设备的安全稳定运行。
关键词：建筑电气;低压配电设计;各种接地系统;研究
        引言
        直流配电系统的接地形式与交流配电系统的接地形式一样，直流配电系统的接地形式也分为TT、TN、IT等。直流系统中可能存在通过变流器与交流系统的联络，系统的直流电压值等因素也影响了直流配电接地系统的选择。考虑到电池效应对接地极的电腐蚀作用，在低压直流系统中不推荐使用TT系统。同时考虑到直流系统电压转换的方便和系统的覆盖范围，低压直流系统也采用二线和三线制的供电系统。
        1系统的保护接地与功能
        接地对于接地系统，保护接地不等于功能接地。保护接地要求在系统出现接地故障时配电系统安全，而功能接地仅要求系统中设备正常运行或故障判断，不能用于系统保护接地。在工程设计及安装中两者应有明显的区别，功能接地可以接入保护系统中，但不能采用常用的保护地线标识。光伏系统中的接地就是为了减少电压振荡引起电压升高而进行的功能接地。电气隔离不等于电气分隔，电流隔离需要采用机械隔离或采用符合IEC61558系列标准要求的隔离变压器。而电气分隔仅需要采用双绕组变压器，变压器可以安装在变流器内或系统外。
        2低压配电设计方式
        一般会在1F或以下设置低压总配电间。低压配电采用放射式与树干式相结合的方式。对于建筑设备的低压配电线路，采用放射式配电方式;至一般设备的配电线路，采用放射式与树干式相结合的混合配电方式。所有消防类二级负荷均设置ATS自动切换，以确保供电的可靠性;消防水泵房、防烟与排烟风机房的消防用电设备供电，在其最末一级配电箱处设置自动切换装置。
        3建筑电气低压配电设计中各种接地系统应用研究
        3.1过电流保护
        过电流保护的一大特点是其脱扣器的整定至关重要。如变压器低压侧总开关的过电流保护是按照低压侧额定电流乘以一系数来设置脱扣器的整定值。如果整定结果较变压器额定电流大很多，会导致变压器长期过负荷，影响设备的工作寿命；如果整定的结果偏小，则容易导致保护装置误动。其次，对于用其实现接地故障保护的功能而言，变压器低压干线额定电流动辄几百安，过电流保护对能够产生特别大故障电流的接地故障才有分断能力。一些情况下故障电流的回路阻抗较大，产生的接地故障电流远小于过电流保护的整定值，用其作接地故障保护，很难保证灵敏性。再者，当供电距离较远时，如果线路末端发生单相接地故障，故障电流同样较小，往往不能使低压侧总开关过电流保护跳闸。因此，采用过电流保护兼作接地故障保护只在某些特定的情况下才具有良好效果。

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        3.2剩余电流保护
        剩余电流保护按照安装位置的不同，可分为总保、中保和户保。在调研中发现，某些区域安装在变压器低压侧总开关处的剩余电流保护装置（总保）出现频繁误动。通过分析发现，此类故障多发生在TN-C及TN-C-S接地系统中。在实际工况中，可能存在三相负荷不平衡现象，中性线N上有电流通过，由于中性线上存在重复接地点，中性线上的电流可能通过重复接地点流向大地。
        3.3交流配电系统中的直流故障电流防护
        对于交流系统中的剩余电流保护，AC型ＲCD是较为常用的剩余电流保护产品，但此类ＲCD产品不适于交流配电系统中的直流故障电流防护，主要原因是波动的直流或是平滑直流波故障电流叠加在交流系统中流过互感器一次回路时，会使互感器出现磁饱和，继而无法对交流系统的故障电流进行监测输出，保护功能失效。直流剩余电流对AC型ＲCD的作用，系统中产生的交流剩余电流III在互感器二次侧产生的电流IV的幅值被极大地限制。
        3.4断线不接地故障电流防护
        断线不接地故障发生后，不会出现大的故障电流，过流保护不能识别此类故障。故障发生后，故障点之后的负荷停止运行，大量负荷消失相当于一种幅度较大的三相负荷不平衡状态，若产生的零序电流超过零序电流保护的整定值，则可能导致零序电流误动作，会造成一定范围停电，但这也为断线故障的识别提供了一种思路。由剩余电流保护的工作原理可知，剩余电流为三相导线与中性线N的电流矢量和，当线路发生断线不接地故障后，忽略正常泄漏电流，此矢量和仍为0，因此剩余电流保护无法识别出此类故障。
        3.5低压配电设备的安全保护
        在建筑电气系统中，接地保护、低压配电系统的主要目的是确保接地的稳定性、安全性，有效控制安全隐患、避免安全事故的产生。接地保护、用电主体的稳定性、安全性密切相关，因而应为接地系统配备相应的保护设备。若是设备运行过程中或者设备主体电路出现问题，应及时将电力供应截停，从而尽可能地降低故障问题所带来的损失，提升低压配电系统的稳定性与安全性。接地系统能够对电气设备产生保护效果，同时也可以保障电路维修人员、用户的生命财产安全。若想要保障供电的安全性，便要确保接地系统的质量，需要保障用电设备与接地系统之间等电位连接，预防外界因素给供电安全造成的不利影响。利用接地方式对电气设备进行保护，预防其遭受强电流所造成的冲击，是接地系统的主要保护措施。有较强电流通过的时候，需要充分发挥接地系统的作用来切断电气设备的电源，采取高电阻、高对抗方式，有效控制电气设备的通过电流。
        结束语
        综上所述，目前IT系统、TT系统以及TN系统是建筑电气系统中低压配电接地系统的主要类型。不同类型的低压配电系统适用范围不同，且各有优势与缺点，因此对接地系统的要求也有所不同。对于建筑电气低压配电接地系统来说，应充分考虑建筑电气系统的实际情况、用电特点等因素，对接地系统的类型进行合理选择，以保障电气系统的安全、稳定运行。
参考文献
[1]祖琦.建筑电气低压配电设计中各种接地系统分析[J].通讯世界,2019,26(06):175-176.
[2]陈浩.建筑电气低压配电设计中各种接地系统解析[J].南国博览,2019(05):297.
[3]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(11):65-66.