在建筑物供配電設(shè)計(jì)中,接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)占有重要的地位,因?yàn)樗P(guān)系到供電系統(tǒng)的可靠性,安全性。不管哪類建筑物,在供電設(shè)計(jì)中總包含有接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)。而且,隨著建筑物的要求不同,各類設(shè)備的功能不同,接地系統(tǒng)也相應(yīng)不同。尤其進(jìn)入90年代后,大量的智能化樓宇的出現(xiàn)對(duì)接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出了許多新的內(nèi)容。在常用的幾種接地方式中,哪一種能夠適合智能化樓宇呢?我們不妨分析一下下面幾種接地系統(tǒng)。
1.TN-C系統(tǒng)
TN-C系統(tǒng)被稱之為三相四線系統(tǒng),該系統(tǒng)中性線N與保護(hù)接地PE合二為一,通稱PEN線。這種接地系統(tǒng)雖對(duì)接地故障靈敏度高,線路經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單,但它只適合用于三相負(fù)荷較平衡的場(chǎng)所。智能化大樓內(nèi),單相負(fù)荷所占比重較大,難以實(shí)現(xiàn)三相負(fù)荷平衡,PEN線的不平衡電流加上線路中存在著的由于熒光燈、晶閘管(可控硅)等設(shè)備引起的高次諧波電流,在非故障情況下,會(huì)在中性線N上疊加,使中性線N電壓波動(dòng),且電流時(shí)大時(shí)小極不穩(wěn)定,造成中性點(diǎn)接地電位不穩(wěn)定漂移。不但會(huì)使設(shè)備外殼(與PEN線連接)帶電,對(duì)人身造成不安全,而且也無法取到一個(gè)合適的電位基準(zhǔn)點(diǎn),精密電子設(shè)備無法準(zhǔn)確可靠運(yùn)行。因此TN-C接地系統(tǒng)不能作為智能化建筑的接地系統(tǒng)。
2.TN-C-S系統(tǒng)
TN-C-S系統(tǒng)由兩個(gè)接地系統(tǒng)組成,第一部分是TN-C系統(tǒng),第二部分是TN-S系統(tǒng),分界面在N線與PE線的連接點(diǎn)。該系統(tǒng)一般用在建筑物的供電由區(qū)域變電所引來的場(chǎng)所,進(jìn)戶之前采用TN-C系統(tǒng),進(jìn)戶處做重復(fù)接地,進(jìn)戶后變成TN-S系統(tǒng)。TN-C系統(tǒng)前面已做分析。TN-S系統(tǒng)的特點(diǎn)是:中性線N與保護(hù)接地線PE在進(jìn)戶時(shí)共同接地后,不能再有任何電氣連接。該系統(tǒng)中,中性線N常會(huì)帶電,保護(hù)接地線PE沒有電的來源。PE線連接的設(shè)備外殼及金屬構(gòu)件在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),始終不會(huì)帶電.因此TN-S接地系統(tǒng)明顯提高了人及物的安全性.同時(shí)只要我們采取接地引線,各自都從接地體一點(diǎn)引出,及選擇正確的接地電阻值使電子設(shè)備共同獲得一個(gè)等電位基準(zhǔn)點(diǎn)等措施,那么TN-C-S系統(tǒng)可以作為智能型建筑物的一種接地系統(tǒng)。
3.TN-S系統(tǒng)
TN-S是一個(gè)三相四線加PE線的接地系統(tǒng)。通常建筑物內(nèi)設(shè)有獨(dú)立變配電所時(shí)進(jìn)線采用該系統(tǒng)。TN-S系統(tǒng)的特點(diǎn)是,中性線N與保護(hù)接地線PE除在變壓器中性點(diǎn)共同接地外,兩線不再有任何的電氣連接。中性線N是帶電的,而PE線不帶電。該接地系統(tǒng)完全具備安全和可靠的基準(zhǔn)電位。只要象TN-C-S接地系統(tǒng),采取同樣的技術(shù)措施,TN-S系統(tǒng)可以用作智能建筑物的接地系統(tǒng)。如果計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備沒有特殊的要求時(shí),一般都采用這種接地系統(tǒng)。
4.TT系統(tǒng)
通常稱TT系統(tǒng)為三相四線接地系統(tǒng)。該系統(tǒng)常用于建筑物供電來自公共電網(wǎng)的地方。TT系統(tǒng)的特點(diǎn)是中性線N與保護(hù)接地線PE無一點(diǎn)電氣連接,即中性點(diǎn)接地與PE線接地是分開的。該系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí),不管三相負(fù)荷平衡不平衡,在中性線N帶電情況下,PE線不會(huì)帶電。只有單相接地故障時(shí),由于保護(hù)接地靈敏度低,故障不能及時(shí)切斷,設(shè)備外殼才可能帶電。正常運(yùn)行時(shí)的TT系統(tǒng)類似于TN-S系統(tǒng),也能獲得人與物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)器的出現(xiàn),該系統(tǒng)也會(huì)越來越作為智能型建筑物的接地系統(tǒng)。從目前的情況來看,由于公共電網(wǎng)的電源質(zhì)量不高,難以滿足智能化設(shè)備的要求,所以TT系統(tǒng)很少被智能化大樓采用。
5.IT系統(tǒng)
IT系統(tǒng)是三相三線式接地系統(tǒng),該系統(tǒng)變壓器中性點(diǎn)不接地或經(jīng)阻抗接地,無中性線N,只有線電壓(380V),無相壓壓(220V),保護(hù)接地線PE 各自獨(dú)立接地。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)一相接地時(shí),不會(huì)使外殼帶有較大的故障電流,系統(tǒng)可以照常運(yùn)行。缺點(diǎn)是不能配出中性線N。因此它是不適用于擁有大量單相設(shè)備的智能化大樓的。
在智能化樓宇內(nèi),要求保護(hù)接地的設(shè)備非常多,有強(qiáng)電設(shè)備,弱電設(shè)備,以及一些正常情況下不帶電的導(dǎo)電設(shè)備與構(gòu)件,均必須采用有效的保護(hù)接地。如果采用TN-C系統(tǒng),將TN-C系統(tǒng)中的N線同時(shí)用做接地線;或者在TN-S系統(tǒng)中將N線與PE線接在一起,再連接到底板上去;再或不設(shè)置電子設(shè)備的直流接地引線,而將直流接地直接接到PE線上;有的干脆把N線、PE線、直流接地線混接在一起。以上這些做法都是不符合接地要求的,且是錯(cuò)誤的。前面已經(jīng)分析過,在智能化大樓內(nèi),單相用電設(shè)備較多,單相負(fù)荷比重較大,三相負(fù)荷通常是不平衡的,因此在中性線N中帶有隨機(jī)電流。另外,由于大量采用熒光燈照明,其所產(chǎn)生的三次諧波疊加在N線上,加大了N線上的電流量,如果將N線接到設(shè)備外殼上,會(huì)造成電擊或火災(zāi)事故;如果在TN-S系統(tǒng)中將N線與PE線連在一起再接到設(shè)備外殼上,那么危險(xiǎn)更大,凡是接到PE線上的設(shè)備,外殼均帶電;會(huì)擴(kuò)大電擊事故的范圍;如果將N線、PE線、直流接地線均接在一起除會(huì)發(fā)生上述的危險(xiǎn)外,電子設(shè)備將會(huì)受到干擾而無法工作。因此智能建筑應(yīng)設(shè)置電子設(shè)備的直流接地,交流工作接地,安全保護(hù)接地,及普通建筑也應(yīng)具備的防雷保護(hù)接地。?
下面,我們接著分析一下智能化樓宇應(yīng)采取的各種接地措施。
1.防雷接地:
為把雷電流迅速導(dǎo)入大地,以防止雷害為目的的接地叫作防雷接地。
智能化樓宇內(nèi)有大量的電子設(shè)備與布線系統(tǒng),如通信自動(dòng)化系統(tǒng),火災(zāi)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng),樓宇自動(dòng)化系統(tǒng),保安監(jiān)控系統(tǒng),辦公自動(dòng)化系統(tǒng),閉路電視系統(tǒng)等,以及他們相應(yīng)的布線系統(tǒng)。從已建成的大樓看,大樓的各層頂板,底板,側(cè)墻,吊頂內(nèi)幾乎被各種布線布滿。這些電子設(shè)備及布線系統(tǒng)一般均屬于耐壓等級(jí)低,防干擾要求高,最怕受到雷擊的部分。不管是直擊,串擊,反擊都會(huì)使電子設(shè)備受到不同程度的損壞或嚴(yán)重干擾。因此對(duì)智能化樓宇的防雷接地設(shè)計(jì)必須嚴(yán)密,可靠。智能化樓宇的所有功能接地,必須以防雷接地系統(tǒng)為基礎(chǔ),并建立嚴(yán)密,完整的防雷結(jié)構(gòu)。
智能建筑多屬于一級(jí)負(fù)荷,應(yīng)按一級(jí)防雷建筑物的保護(hù)措施設(shè)計(jì),接閃器采用針帶組合接閃器,避雷帶采用25×4(mm)鍍