隨著大量的智能化樓宇的出現(xiàn),對接地系統(tǒng)也提出了許多新的要求。在常用的幾種接地型式中,哪一種能夠適合智能化樓宇?智能化系統(tǒng)的弱電設(shè)備及線路的接地要求如何與強電設(shè)備及線路的接地統(tǒng)籌考慮?下面一一分析!
1、it系統(tǒng)
i表示電源端不接地,或經(jīng)過高阻抗接地。t表示負載側(cè)電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分直接接地。it系統(tǒng)最大的優(yōu)點是當發(fā)生單相接地故障時,故障電流很小,可以不切斷故障線路。為保證人身安全,它要求發(fā)生接地故障時發(fā)出信號,設(shè)備的接觸電壓不大于50v,其動作電流應(yīng)符合下式要求:
ra·id≤50v式中:ra―外露可導(dǎo)電部分的接觸電阻(ω)
id―相線和外露可導(dǎo)電部分間第一次短路故障電流(a)
為達到此要求,應(yīng)減少配電系統(tǒng)的對地電容,例如限制設(shè)備線路總長度。it系統(tǒng)的缺點是不宜配出中性線n,并必須補充一些安全措施,不宜用于擁有大量單相設(shè)備的智能化大樓的低壓配電系統(tǒng)。但智能化系統(tǒng)重要的主機房設(shè)備和各層終端設(shè)備設(shè)置防雷擊、防干擾隔離變壓器后可采用it系統(tǒng)供電。
2、tt系統(tǒng)
第一個符號t表示電源端有一點直接接地;第二個符號t表示電氣裝置外露可導(dǎo)電部分直接接地,此接地點在電氣上獨立于電源端的接地點。
(1)tt系統(tǒng)的特點是中性線n與保護接地線pe無電氣連接,即中性點接地與pe線接地是分開的。該系統(tǒng)在正常運行時,當三相負荷不平衡時,在中性線n帶電情況下,pe線不會帶電。
(2)當電氣設(shè)備的金屬外殼帶電(相線碰殼或設(shè)備絕緣損壞而漏電)時,接地故障保護的動作特性應(yīng)符合下式要求:ra·ia≤50v式中:
ra―外露可導(dǎo)電部分的接地電阻和pe線電阻(ω)
ia―保證保護電器切斷故障回路的動作電流(a)
由于接地故障電流的大小受電源端的接地電阻和設(shè)備外殼的接地電阻之和的限制,一般情況下其電流較小,不能啟動低壓斷路器跳閘或熔斷器熔斷,將造成漏電設(shè)備的外殼對地電壓高于安全電壓,故應(yīng)采用漏電保護器保護。
(3)tt接地型式的適用范圍
適用于以低壓供電遠離變電所的建筑物,對接地要求高的精密電子設(shè)備以及要防火防爆的場所。
3、tn-c系統(tǒng)
tn-c系統(tǒng)是用中性線(n)兼作接地保護線(pe),稱作保護中性線,通稱pen線。
(1)tn系統(tǒng)的接地故障保護的動作特性應(yīng)符合下式要求:zs·ia≤u0式中:zs―接地故障回路阻抗(ω)
ia―保證保護電器在規(guī)定的時間內(nèi)自動切斷故障回路的電流(a)
uo―相線對地標稱電壓(v)
zs包括變壓器阻抗和自變壓器至接地故障處相線與pe(pen)線的阻抗。因tn系統(tǒng)的接地故障電流大,使故障線路的保護裝置迅速動作,切斷故障回路電源達到保護目的。
(2)由于三相負載不平衡,pen線上有不平衡電流,對地有電壓,所以與pen線所連接的電氣設(shè)備金屬外殼有一定的電壓。
(3)如果pen斷線,則設(shè)備外殼帶電。
(4)如果電源的相線碰地,則設(shè)備的外殼電位升高,使pen線上的危險電位蔓延。
(5)tn-c系統(tǒng)干線上不能使用漏電保護器。
(6)tn-c系統(tǒng)雖對接地故障靈敏度高,線路簡單經(jīng)濟,但在智能化大樓內(nèi),有大量的照明、計算機、消防等設(shè)備,其中單相負荷所占比重較大,難以實現(xiàn)三相負荷平衡,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,會在中pen線上疊加,使pen線電壓波動,不但會使設(shè)備外殼(與pen線連接)帶電,對人身造成不安全,而且也無法取到一個合適的電位基準點,精密電子設(shè)備無法準確可靠運行。因此tn-c接地系統(tǒng)不能作為智能化建筑的接地系統(tǒng)。
4、tn-c-s系統(tǒng)
tn-c-s系統(tǒng)由兩個部分組成,第一部分是tn-c系統(tǒng),第二部分是tn-s系統(tǒng),分界面在pen線與pe線的連接點。該系統(tǒng)一般用在建筑物的配電由公共變電所引來的場所,進戶之前為tn-c系統(tǒng),在進戶配電箱處做pen線的重復(fù)接地,配電箱饋出線將n線與pe線分開至設(shè)備,并不再有電氣連接。當三相電力變壓器工作接地情況良好、三相負載比較平衡時,同時只要我們采取等電位連接,使電子設(shè)備共同獲得一個等電位基準點,那么tn-c-s系統(tǒng)可以作為智能型建筑物低壓配電系統(tǒng)的一種接地型式。
5.tn-s系統(tǒng)
tn-s系統(tǒng)是把中性線n和保護接地線pe嚴格分開的低壓配電系統(tǒng)。通常建筑物內(nèi)設(shè)有獨立變配電所時采用該系統(tǒng)。
(1)tn-s系統(tǒng)的接地故障保護特性見3.1。
(2)中性線n與保護接地線pe除在變壓器中性點處共同接地外,兩線不再有任何的電氣連接。系統(tǒng)正常運行時,pe線上沒有電流,只是n線上有不平衡電流。
3)pe線不許斷線,對地沒有電壓,所以電氣設(shè)備金屬外殼是接在pe線上安全可靠。
(4)tn-s系統(tǒng)的適用范圍
tn-s系統(tǒng)安全可靠,適用于工業(yè)與民用建筑等低壓配電系統(tǒng)。智能化樓宇除計算機等主要電子設(shè)備有特殊的要求時,一般都采用這種接地系統(tǒng)。
6、智能化樓宇的電氣接地措施
(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)有建筑電氣設(shè)備和大量的電子設(shè)備與布線系統(tǒng),如通信自動化系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)、火災(zāi)報警及消防聯(lián)動控制系統(tǒng)、樓宇自動化系統(tǒng)、安全防范系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)、閉路電視系統(tǒng)、車庫管理系統(tǒng)等。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。其中電子設(shè)備及布線系統(tǒng)一般均屬于耐壓等級低,防干擾要求高,最怕受到雷擊的部分。不管是直擊、串擊、反擊雷、雷電感應(yīng)及雷電波侵入都會使電子設(shè)備受到不同程度的損壞或嚴重干擾。
(2)工作接地
將變壓器中性點直接與大地作金屬連接,稱為工作接地,接地的中性線(n線)必須用銅芯絕緣線,不能與其它接地線混接,也不能與pe線連接。
(3)安全保護接地
安全保護接地就是將電氣設(shè)備不帶電的金屬部分與接地體之間作良好的金屬連接。即將大樓內(nèi)的電氣設(shè)備以及設(shè)備附近的金屬構(gòu)件、金屬管等用pe線連接起來,但嚴禁將pe線與n線連接。這些措施不僅是保障智能建筑電氣系統(tǒng)安全、有效運行的措施,也是保障非智能建筑內(nèi)設(shè)備及人身安全的必要手段。
(4)屏蔽接地與防靜電接地
電磁屏蔽及其正確接地是電子設(shè)備防止電磁干擾的最佳保護方法。可將設(shè)備外殼與pe線連接;穿導(dǎo)線或電纜的金屬管、電纜的金屬外皮和屏蔽層的一端或兩端與pe線可靠連接;重要電子設(shè)備室的墻、頂板、地板的鋼筋網(wǎng)及金屬門窗也應(yīng)多點與pe線可靠連接。
防靜電干擾也很重要。防靜電接地要求在潔靜干燥環(huán)境中,所有設(shè)備外殼、金屬管及室內(nèi)(包括地坪)設(shè)施必須均與pe線多點可靠連接。
(5)共用接地系統(tǒng)
智能化樓宇的建筑物防雷接地、電氣設(shè)備(含電子設(shè)備)的接地、屏蔽接地及防靜電接地應(yīng)采用一個總的共用接地裝置。共用接地裝置優(yōu)先采用大樓的鋼筋混凝土內(nèi)的鋼筋、金屬物件及管道等自然接地體。其接地電阻應(yīng)≤1ω。若達不到要求,可增加人工接地體或采用化學(xué)降阻法,使接地電阻≤1ω。
(6)等電位連接
等電位連接是防止人身遭受電擊、發(fā)生電氣火災(zāi)及電子設(shè)備抗電磁干擾的主要措施。將建筑物的各種設(shè)備金屬外殼、金屬管、電纜支架、金屬線槽、電纜金屬外皮、建筑物的鋼筋網(wǎng)等金屬體,就近與共用接地裝置可靠連接。
1)強、弱電系統(tǒng)分別設(shè)置各自的等電位接地端子板,分別通過接地干線或接地母排與共用接地裝置連接。
2)各電氣設(shè)備應(yīng)采用單獨的pe線與等電位端子板連接,不得將幾個設(shè)備用接地線串聯(lián)接地。
3)等電位接地端子板與接地干線或共用接地裝置的連接點,至少應(yīng)有兩點,并在不同位置。
4)各等電位接地端子板應(yīng)設(shè)置在便于安裝和檢查以及接近各種引入線的位置,避免裝設(shè)在潮濕或有腐蝕性氣體及易受機械損傷的地方。等電位接地端子板的連接點應(yīng)具有牢固的機械強度和良好的電氣連續(xù)性。
5)從建筑物外引入建筑物內(nèi)的各種金屬管、金屬線槽、電纜金屬外皮等,應(yīng)在引入處與共用接地裝置進行等電位連接,或與強電系統(tǒng)等電位接地端子板連接。
7.結(jié)束語
綜上所述,智能化系統(tǒng)設(shè)備的供配電和接地應(yīng)做到安全可靠、經(jīng)濟合理。智能化樓宇接地設(shè)計應(yīng)首先采用tn-s系統(tǒng),為了保證人身和設(shè)備安全及系統(tǒng)的正常運行,應(yīng)設(shè)置電氣、電子設(shè)備的防雷接地、工作接地、安全保護接地、屏蔽接地與防靜電接地,各種接地應(yīng)采用共用接地裝置和等電位連接。
智能化系統(tǒng)設(shè)備的供配電和接地應(yīng)做到安全可靠、經(jīng)濟合理。智能化樓宇接地設(shè)計應(yīng)首先采用tn-s系統(tǒng),為了保證人身和設(shè)備安全及系統(tǒng)的正常運行,應(yīng)設(shè)置電氣、電子設(shè)備的防雷接地、工作接地、安全保護接地、屏蔽接地與防靜電接地,各種接地應(yīng)采用共用接地裝置和等電位連接。