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2010-05-25 09:29 機電之家 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
隨著(zhù)強制性規范《住宅電氣設計規范》GB50096—1999于1999年6月1日的開(kāi)始實(shí)施,原先合乎規范要求的TN—C系統已不再使用于住宅低壓配電系統了,F代住宅電氣的設計和安裝有了明確的依據。新規范是“以人為本”,在保證“適用、安全、衛生、美觀(guān)”的前提下,對住宅安全方面提出了相當嚴格的要求。新的《住宅設計規范》與舊規范GBJ96—86相比較,在安全方面的要求更為嚴格,主要有下列4點(diǎn):
。1)每棟住宅總電源進(jìn)線(xiàn)斷路器應具有漏電保護功能。
。2)除空調電源插座外,其他電源插座電路應設有漏電保護功能。
。3)住宅配電系統的設計應采用TT、TN—C-S或TN-S接地方式,并進(jìn)行等電位聯(lián)接。
。4)衛生間等潮濕場(chǎng)所宜采用局部等電位聯(lián)結。
按以上要求,對居民住宅安裝的電氣設備,可使住戶(hù)的居住更為安全。
下面介紹不宜采用TN—C系統的原因,以及新規范中的三種低壓配電系統的接地方式和故障防范。
1、不宜采用TN—C系統的原因
用電設備的接地,一般分為保護性接地和功能性接地。保護性接地又分為接地和接本兩種形式。所謂“接地”是指用電設備外露可導電部分對地直接的電氣連接。而接零則是指外露可導電部分通過(guò)保護線(xiàn)(PE)或PEN線(xiàn)與供電系統的接地點(diǎn)進(jìn)行直接電氣連接(交流系統中,接地點(diǎn)即為中性點(diǎn))。
TN-C系統被稱(chēng)為三相四線(xiàn)系統,整個(gè)系統的中性(N)與保護線(xiàn)(PE)是合一的,稱(chēng)PEN線(xiàn)。由于TN—C系統中采用的是保護接零,即用電設備的外露可導電部分與PEN有良好的導線(xiàn)連接。當用電設備發(fā)生接地故障時(shí),由于PEN線(xiàn)阻抗小,較大的短路電流使保護裝置迅速動(dòng)作,反應靈敏度高。但由于TN-C系統需要依靠PEN線(xiàn)中的不平衡電流來(lái)維持三相電壓的平衡,所以TN—C系統一般使用于三相負荷較平衡的場(chǎng)合。目前,住宅用戶(hù)大部分是單相用戶(hù),難以實(shí)現三相負荷的平衡,PEN中將有較大的、不穩定的不平衡電流流過(guò),而且大量家電設備使用中產(chǎn)生的高次諧波也疊加在中性線(xiàn)N上,使中性線(xiàn)接地電位偏移。一旦PEN發(fā)生斷路故障或PEN線(xiàn)接觸電阻增大時(shí),中性點(diǎn)電位將嚴重地偏移,使家電設備外露可導電部分的金屬外殼帶電,造成電擊事故的發(fā)生。而且接地故障最易引發(fā)電氣火災。所以新規范中已明確規定住宅供電已不再使用TN—C系統了。
2、《住宅但計規范》已明確規定。住宅供電系統應來(lái)用TT、TN一s、或TN-C-S方式。
需要說(shuō)明的幾點(diǎn):
1、以前的《建筑電氣設計技術(shù)規范》,曾把接零看成是接地的方式之一,而采用統一的術(shù)語(yǔ)“接地”,這樣容易引起概念混淆,特別是隨著(zhù)低壓網(wǎng)系統接地形式多樣化,更有必要把接地與接零兩者的區別加以明確,以使減少實(shí)際工作中出現的問(wèn)題。
2、原規程只是籠統提出零線(xiàn)在規定的地方應重復接地;而工作零線(xiàn)(中性線(xiàn)即N線(xiàn))一般是不應重復接地的。再裝有漏電流保護裝置后的PEN線(xiàn)更是不容許重復接地。因為一旦重復接地。將會(huì )造成漏電保護裝置發(fā)生誤動(dòng)作或拒絕動(dòng)作。
在《民用建筑電氣設計規范》14.2.1條中,對低壓電氣系統的接地形式已有了明確的定義。
2.1TN系統。電力系統有一點(diǎn)直接接地,按照中性線(xiàn)與保護線(xiàn)組合情況又可分為三種形式:
。╨)TN—S系統,也稱(chēng)三相五線(xiàn)制系統。該系統是三相四線(xiàn)加PE線(xiàn)的接地系統。整個(gè)系統的中性線(xiàn)(N)與保護線(xiàn)(PE)是分開(kāi)的用電設備外露可導電部分接在PE線(xiàn)上。一般當住宅樓內有獨立變壓器時(shí)便采用TN-S系統。由于TN-S系統中性線(xiàn)N與保護接地線(xiàn)PE除在變壓器中性點(diǎn)共同接地外,兩線(xiàn)從變壓器低壓母線(xiàn)處便分開(kāi)了,所以與TT系統一樣,不管中性點(diǎn)N是否帶電,PE線(xiàn)均不帶電,與PE線(xiàn)連接的設備外殼同樣均不會(huì )帶電。而且在TN—S系統中,發(fā)生電氣故障時(shí),通過(guò)PE線(xiàn)接地電流較大,一般熔斷器、斷路器都能動(dòng)作切斷電源(靈敏度高)。因此TN-s接地系統明顯提高了使用安全性。在用戶(hù)配電箱內,PE線(xiàn)與接地線(xiàn)排的總接地端子板連接。
。2)TN—C—S系統。該系統有一點(diǎn)直接接地,用電設備的外露可導電部分通過(guò)保護線(xiàn)與接地點(diǎn)連接,系統中前一部分線(xiàn)路的中性線(xiàn)N與保護線(xiàn)是合一的,第二部分是TN-S系統,即N與PE線(xiàn)是分開(kāi)的。采用TN—C-S系統時(shí),當中性線(xiàn)與保護線(xiàn)分開(kāi)后(通常在住宅進(jìn)戶(hù)處)就不能再合并(中性線(xiàn)的絕緣水平應與相線(xiàn)相同)。因此在住宅中采用TN-C-S系統,實(shí)際上就成了TN-S系統。也即PEN線(xiàn)在進(jìn)人用戶(hù)配電箱后,配電箱內分開(kāi)設置了N端子板和PE端子板,N與PE線(xiàn)進(jìn)人住宅便互相分開(kāi)不再有任何電氣連接了。
。3)TN—C系統。整個(gè)系統的中性線(xiàn)與保護線(xiàn)是合一的。
2.2TT系統亦為三相四線(xiàn)系統。系統有一點(diǎn)直接接地,系統無(wú)PE線(xiàn)。用電設備的外露可導電部分
。≒E)線(xiàn)接至與電力系統接地點(diǎn)無(wú)直接關(guān)聯(lián)的接地極上。TT系統的特點(diǎn)是中性點(diǎn)N與保護接地線(xiàn)無(wú)一點(diǎn)電氣連接,即N與PE線(xiàn)是分開(kāi)的,適用于公共電網(wǎng)供電的住宅,一般每棟住宅樓各有單獨的接地極和PE線(xiàn)。所以不管三相負荷是否平衡,中性線(xiàn)是否帶電,PE線(xiàn)均不會(huì )帶電,用電設備外露導電部分亦不會(huì )帶電,保證了使用安全。當用電設備發(fā)生單相接地故障時(shí),由于TT系統單相短路保護的靈敏度比TN系統低(TT系統以大地為故障電流通路,與電源和PE線(xiàn)的接地電阻有關(guān)故障電流。,熔斷器和短路器往往不能立即動(dòng)作,造成設備外殼帶電。所以必須采用漏電保護來(lái)切斷電源,才能提高TT系統觸電保護的靈敏度,使TT系統更為安全可靠。
需要附帶說(shuō)明的是,TT系統和TN系統不存在誰(shuí)優(yōu)誰(shuí)劣。由于TN系統適合于三相平衡的場(chǎng)所,而住宅及智能大廈因單相負荷較大,難以實(shí)行三相負荷的平衡。因此,TT系統目前已在住宅(特別在別墅)中被大量采用。另外,計算機網(wǎng)絡(luò )通信及數字通訊要求的電壓質(zhì)量(電壓偏移、電壓彼動(dòng)、電壓頻率、諧波、三相平衡等)較高,TN—C系統因有諧波疊加,中性線(xiàn)上接地電位不穩定的漂移,而對人身不安全及無(wú)法取得合格的基準電位,使精密電子設備不能準確運行,所以絕不能作為計算機系統的供電方式。TN-C—S、TN-S接地系統均具備安全性和可靠性的基準電壓,所以可作為計算機系統的接地系統。TT系統不管三相負荷是否平衡,PE線(xiàn)不會(huì )帶電,所以正常運行時(shí),TT系統類(lèi)似于TN-S系統,具有較好的安全性和取得合格的基準接地電位。隨著(zhù)大容量的漏電保護器的應用,該系統越來(lái)越在計算機網(wǎng)絡(luò )系統供電中得到使用,但目前因公共電網(wǎng)電源質(zhì)量不高,采用的較少。
3接地故障的防范
接地故障不同于一般的電氣短路故障。而是帶電導體通過(guò)金屬材料與大地發(fā)生的短路故障。由于接地故障比較隱蔽,經(jīng)常是多次火災的起因,而且往往還伴隨著(zhù)接地故障而發(fā)生電擊人身傷害事故。因此,為了住宅居住人員的安全,有必要加強對接地故障的防范。
3.1不能隨意更改按地系統。若原先采用的是TN-C—S系統(100KVA以上變壓器,中性點(diǎn)接地電阻為4歐,PE線(xiàn)接地電阻為10歐)改變?yōu)門(mén)T系統。當發(fā)生用電設備金屬外殼單相接地短路時(shí),由于PE線(xiàn)未按TT系統的接地電阻要求接地,必然使設備金屬外殼帶上較高的電壓(理論計算達157V),從而發(fā)生間接電擊事故。
3.2嚴禁PE線(xiàn)與N線(xiàn)連接。若PE線(xiàn)與N線(xiàn)連接便成了TN—C系統,其不良后果前面已討論過(guò)了。
3.3每套住宅總電源進(jìn)線(xiàn)斷路器應具有漏電保護功能。除空調電源外,其他電源插座應設置漏電保護裝置。通過(guò)兩極保護分別起到防電氣火災和防電擊的作用。住宅內家用電器通常由插座供電,電源插座上應安裝額定電流不大于30MA的快速漏電保護器,以防止電擊造成的人身傷害事故。而當發(fā)生電弧性接地故障時(shí),由于電弧有很大阻抗,限制了接地故障電流,使斷路器、熔斷器不能及時(shí)切斷電源,造成火災。所以要在住宅的電源進(jìn)線(xiàn)處安裝額定動(dòng)作電流為300MA的漏電保護器,井帶有0.15S的延時(shí),可以避免電氣火災的發(fā)生(低于500MA的電弧能量尚不足以引燃起火)。
3.4作等電位和局部等電位連接。等電位聯(lián)結是防止觸電危險的一項重要安全措施,它可大幅度地降低在接地放情況下人所遭受的接觸電壓。由分析結果可知,它比重復接地降低接觸電壓幅度的效果要好很多。這樣,即使在接地故障保護失靈的情況下,也能達到在較大限度范圍內消除觸電傷亡事故。
。1)總等電位聯(lián)結(NEB)。作用在于降低建筑物內間接接觸電擊的接觸電壓和不同金屬部件間的電位差,并消除來(lái)自建筑物外經(jīng)電氣線(xiàn)路和各種金屬管道引人的危險電壓故障的危害。通過(guò)配線(xiàn)箱近旁的總等電位聯(lián)結端子板(接地母排),將卞列導電部分互相連通:進(jìn)線(xiàn)配線(xiàn)箱的PE母排;公用設施的金屬管道(如L、下水、熱力、煤氣等管道);建筑物金屬結構鋼筋;人工接地的接地極引線(xiàn)等。建筑物每一電源進(jìn)線(xiàn)都應做總電位聯(lián)結,每個(gè)總等電位聯(lián)結板的端子應互相連通。
在做總等電位連接后,TN系統中的重復接地的接地極,已處在總等電位聯(lián)結區之外,規定接地電阻值已無(wú)意義了。因為住宅用戶(hù)全在總等電位聯(lián)接區內,人身所能遇到因接地故障引起的接觸電擊電壓由PE線(xiàn)的電壓降決定,已和有無(wú)重復接地無(wú)關(guān)。建筑物的鋼筋和各種公用設施的金屬管道本身就是極良好的接地體(接地電阻不到1歐),已經(jīng)起到了比重復接地更好的作用。通過(guò)分析,做等電位連接后,PE線(xiàn)上的電壓降,僅為重復接地的1/3~l/4。
。2)局部等電位聯(lián)接。衛生間因其特別潮濕的原因成為電擊最大的場(chǎng)所。衛生間做局部等電位連接的目的,是在局部范圍內將人體可同時(shí)觸及的有可能同時(shí)出現危險電壓差的不同導電部分再作一次聯(lián)接,可使故障電流引起的電壓降更小,接觸電壓低于接觸的限壓值。衛生間的局部等電位聯(lián)接,將下列導電部分互相連通:PE母線(xiàn)或PE干線(xiàn);公用設施的金屬管道;建筑物的鋼筋網(wǎng)和金屬結構等部分。
電擊人身傷害事件的發(fā)生,是由于出現了危險的間接接觸電壓。建筑物接地目的就是為了減少接觸電壓,而現代住宅建筑施工中,須按規范要求進(jìn)行等電位聯(lián)結,這樣便獲得了相當低的接觸電阻,極大地降低了接觸電壓。進(jìn)行等電位聯(lián)結后,還消除了建筑物外沿PE線(xiàn)竄入的危險故障電壓,消除電磁場(chǎng)干擾,減少保護器動(dòng)作不可靠所帶來(lái)的危害以及防雷電等。另外,通常情況下,衛生間是電擊危險最大的地方,因采用了局部等電位后,將身體有可能接觸到的任何導電部分作了等電位連接,使故障電流引起的電壓降更小。而且在《民用建筑電氣設計規范》中明確規定:衛生間內應改防濺插座;在淋浴區域內(淋浴區及深盆的沿0.6米內)嚴禁設置插座;換氣扇接線(xiàn)盒應距地2.25米以上等措施,使住宅用戶(hù)使用更為安全。新的《住宅設計規范》貫徹“以人為本‘的思想,在總則中增加了”住宅設計應以人為核心“這一條,更充分考慮了住宅的安全性。
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