施工管理:住宅电气保护接地的问题分析
来源:优易学  2011-12-31 10:49:01   【优易学:中国教育考试门户网】   资料下载   建筑书店

    随着强制性规范《住宅电气设计规范》GB50096—1999于1999年6月1日的开始实施,原先合乎规范要求的TN—C系统已不再使用于住宅低压配电系统了。现代住宅电气的设计和安装有了明确的依据。新规范是“以人为本”,在保证“适用、安全、卫生、美观”的前提下,对住宅安全方面提出了相当严格的要求。新的《住宅设计规范》与旧规范GBJ96—86相比较,在安全方面的要求更为严格,主要有下列4点:
    (1)每栋住宅总电源进线断路器应具有漏电保护功能。
    (2)除空调电源插座外,其他电源插座电路应设有漏电保护功能。
    (3)住宅配电系统的设计应采用TT、TN—C-S或TN-S接地方式,并进行等电位联接。
    (4)卫生间等潮湿场所宜采用局部等电位联结。
    按以上要求,对居民住宅安装的电气设备,可使住户的居住更为安全。
    下面介绍不宜采用TN—C系统的原因,以及新规范中的三种低压配电系统的接地方式和故障防范。
    1 不宜采用TN—C系统的原因
    用电设备的接地,一般分为保护性接地和功能性接地。保护性接地又分为接地和接本两种形式。所谓“接地”是指用电设备外露可导电部分对地直接的电气连接。而接零则是指外露可导电部分通过保护线(PE)或PEN线与供电系统的接地点进行直接电气连接(交流系统中,接地点即为中性点)。
    TN-C系统被称为三相四线系统,整个系统的中性(N)与保护线(PE)是合一的,称PEN线。由于TN—C系统中采用的是保护接零,即用电设备的外露可导电部分与PEN有良好的导线连接。当用电设备发生接地故障时,由于PEN线阻抗小,较大的短路电流使保护装置迅速动作,反应灵敏度高。但由于TN-C 系统需要依靠PEN线中的不平衡电流来维持三相电压的平衡,所以TN—C系统一般使用于三相负荷较平衡的场合。目前,住宅用户大部分是单相用户,难以实现三相负荷的平衡,PEN中将有较大的、不稳定的不平衡电流流过,而且大量家电设备使用中产生的高次谐波也叠加在中性线N上,使中性线接地电位偏移。一旦 PEN发生断路故障或PEN线接触电阻增大时,中性点电位将严重地偏移,使家电设备外露可导电部分的金属外壳带电,造成电击事故的发生。而且接地故障最易引发电气火灾。所以新规范中已明确规定住宅供电已不再使用TN—C系统了。
    2《住宅但计规范》已明确规定。住宅供电系统应来用TT、TN一s、或TN-C-S方式。
    需要说明的几点:1、以前的《建筑电气设计技术规范》,曾把接零看成是接地的方式之一,而采用统一的术语“接地”,这样容易引起概念混淆,特别是随着低压网系统接地形式多样化,更有必要把接地与接零两者的区别加以明确,以使减少实际工作中出现的问题。2、原规程只是笼统提出零线在规定的地方应重复接地;而工作零线(中性线即N线)一般是不应重复接地的。再装有漏电流保护装置后的PEN线更是不容许重复接地。因为一旦重复接地。将会造成漏电保护装置发生误动作或拒绝动作。
    在《民用建筑电气设计规范》14.2.1条中,对低压电气系统的接地形式已有了明确的定义。
    2.1TN系统。电力系统有一点直接接地,按照中性线与保护线组合情况又可分为三种形式:
    (l)TN—S系统,也称三相五线制系统。该系统是三相四线加PE线的接地系统。整个系统的中性线(N)与保护线(PE)是分开的用电设备外露可导电部分接在PE线上。一般当住宅楼内有独立变压器时便采用TN-S系统。由于TN-S系统中性线N与保护接地线PE除在变压器中性点共同接地外,两线从变压器低压母线处便分开了,所以与TT系统一样,不管中性点N是否带电,PE线均不带电,与PE线连接的设备外壳同样均不会带电。而且在TN—S系统中,发生电气故障时,通过PE线接地电流较大,一般熔断器、断路器都能动作切断电源(灵敏度高)。因此TN-s接地系统明显提高了使用安全性。在用户配电箱内,PE 线与接地线排的总接地端子板连接。
    (2)TN—C—S系统。该系统有一点直接接地,用电设备的外露可导电部分通过保护线与接地点连接,系统中前一部分线路的中性线N与保护线是合一的,第二部分是TN-S系统,即N与PE线是分开的。采用TN—C-S系统时,当中性线与保护线分开后(通常在住宅进户处)就不能再合并(中性线的绝缘水平应与相线相同)。因此在住宅中采用TN-C-S系统,实际上就成了TN-S系统。也即PEN线在进人用户配电箱后,配电箱内分开设置了N端子板和PE端子板,N与PE线进人住宅便互相分开不再有任何电气连接了。
    (3)TN—C系统。整个系统的中性线与保护线是合一的。
    2.2TT系统亦为三相四线系统。系统有一点直接接地,系统无PE线。用电设备的外露可导电部分(PE)线接至与电力系统接地点无直接关联的接地极上。 TT系统的特点是中性点N与保护接地线无一点电气连接,即N与PE线是分开的,适用于公共电网供电的住宅,一般每栋住宅楼各有单独的接地极和PE线。所以不管三相负荷是否平衡,中性线是否带电,PE线均不会带电,用电设备外露导电部分亦不会带电,保证了使用安全。当用电设备发生单相接地故障时,由于TT系统单相短路保护的灵敏度比TN系统低(TT系统以大地为故障电流通路,与电源和PE线的接地电阻有关故障电流小),熔断器和短路器往往不能立即动作,造成设备外壳带电。所以必须采用漏电保护来切断电源,才能提高TT系统触电保护的灵敏度,使TT系统更为安全可靠。
    需要附带说明的是,TT系统和TN系统不存在谁优谁劣。由于TN系统适合于三相平衡的场所,而住宅及智能大厦因单相负荷较大,难以实行三相负荷的平衡。因此,TT系统目前已在住宅(特别在别墅)中被大量采用。另外,计算机网络通信及数字通讯要求的电压质量(电压偏移、电压彼动、电压频率、谐波、三相平衡等)较高,TN— C系统因有谐波叠加,中性线上接地电位不稳定的漂移,而对人身不安全及无法取得合格的基准电位,使精密电子设备不能准确运行,所以绝不能作为计算机系统的供电方式。TN-C—S、TN-S接地系统均具备安全性和可靠性的基准电压,所以可作为计算机系统的接地系统。TT系统不管三相负荷是否平衡,PE线不会带电,所以正常运行时,TT系统类似于TN-S系统,具有较好的安全性和取得合格的基准接地电位。随着大容量的漏电保护器的应用,该系统越来越在计算机网络系统供电中得到使用,但目前因公共电网电源质量不高,采用的较少。

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责任编辑:xiaohan

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