关于TN-C-S接地系统的讨论

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关于TN-C-S接地系统的讨论
从中性点直接接地的公用变380／220v低配网络取电的居民住宅楼配电系统，为了防止多种接地型式同时出现，有许多地区的电力部门规定采用TT接地型式，按规定配合使用末端RCD。照理这种配电方式能较好地防止接地故障所引起的触电及其它事故的发生但由于害怕网络中性线断裂而造成的负荷中心点漂移，许多地方的电管部问又采用中性线多点重复接地的办法，企图以此来遏制负荷中心点漂移的程度。并且一般在落火线引入建筑物处必须做这种重复接地。这样一来就很难重复保证TT接地型式中的末端设备外壳的接地极不与网络的N线重复接地极电气关联，从而使TT型式隐性地转化为TN-C-S型式。这种由TT型式隐性转化来的TN-C-S型式往往带来TN-C-S型式的全部缺陷而又不具备该型式的优点。原因是TT型式中末端用电设备的接地极与网络N线的重复接地极之间的电气关联往往是不稳定的，有时处在高阻状态下。既然TT接地型式易隐性转化为TN-C-S型式，则不如干脆采用TN-C-S型式，为可靠计仍配用RCD来作末端用电设备及线路的接地故障生保护采用TN-C-S接地型式，一般在建筑物电源引入的电缆接线箱处作PEN线的重复接地，之后PEN线分裂为N线和PE线，不得再相混淆。这是一种典型的TN-C-S接地型式，有的人喜欢把它叫做局部的TN-S型式，或者说进户之后采用TN-S型式，似乎都欠妥。
　　由于采用TN-C-S接地型式则末端用电设备及线路的接地故障系直接的金属短路，回路阻抗较小，短路电流较大，通常情况下都能使过流保护电器（断路器或熔断器）及时动作。加之采用RCD作接地故障的专上卫是护，应该说这种型式的配电系统对接地故障引起的触电及其它事故的保护是较TT型式更为安全可靠的。
　　凡事有利有弊。配电系统采用TN-C-S接地型式也有其固有的缺陷而需引起充分的注意。
（1）在相线和N线互调或相线搭落在N线上的事故状况下，设备外壳将带上致命的相电压，这是要力求避免的。
（2）中性线（PEN）断裂将使与负荷中心点相连的设备个壳带上危险电压。由于这时候三相不平衡电流流经由重复按地、大地及变压器的工作接地所组成的高阻回路，压降自然较流经PEN线时大。而这时如果又发生重复接地引线断裂，则三相负荷中心点漂移加剧可能危及用电设备的安全，而且设备外壳电压将再度升高，尤其在这时候若发生末端用电设备的接地故障，将使设备外壳的对地电位升高到220伏的相电压，这就十分危险了。为了防止PEN两年线强度。另外可能采用电力电缆作为低压母线，这对防止与PEN线断裂也是十分有利的。
　　上述几条基本上与低配网络有关，而公用变引出的380／220伏低压配电网络是隶属电管部门的所有和管理的，与作为某一住宅楼建筑的电气设计关系不大。从设计和施工的角度来说，TN-C-S接地型式算是找到了一种较好的居民住宅楼低压配电系统的接地制式。为了保证该系统中RCD的正常运行，防止误动作或难以合闸，要再强调的一点是RCD之后的末端系统中的N线必须与相线一样地保持对地的良好绝缘。

防雷接地问答

（一）问题
1.明敷防雷引下线近地端为什么要加以保护？
2.防雷引下线设置断接卡子的目的是什么？
3.利用建筑物钢筋混凝土中的结构钢筋作防雷网时，为什么要将电气部分的接地和防密接地连成一体，即采取共同接地方式？
4.周围无高层建筑，低压架空线引人建筑物时，为什么要将进户杆的瓷瓶铁校担按地？
5.装有避自带的屋顶上，安装风机等电气设备后，如何进行防密措施？
6.装有避自带的水塔顶上有一只航空灯，该航空灯的电源线敷设时要注意什么问题？
7.多层建筑的防雷装置如何施工？
（二）答案
1．明敷防雷引下线近地端为什么要加以保护？
明敷防雷引下线地上 1.7m 至地下 0.3m 的一段加保护措施的目的有两个：（1）在易受机械损坏的地方，加保护管后可防止防雷引下线受机械外力而损坏；（2）在人们能接近的地方．加绝缘保护（套硬塑料管或包缠绝缘材料），一旦雷击时，可减小接触电压。
在工矿企业，防雷引下线设在人们不易接近的地方。为防止防雷引下线受到机械外力，可用角钢或钢管加以保护．如图1 所示。当用钢管保护时，钢管两端，应把钢管管口和防雷引下线焊成一体，如不焊接，则雷击时，钢管感应电抗大，不利把雷引到地下；钢管的上口应封口．防止管内积水。
在住宅区，防雷引下线应用硬塑料管保护，塑料管的上口亦应封口。保护管或保护角钢应用铁卡子固定在墙上．铁卡子离地面或离保护管上口的距离为300mm，铁卡子一般用 25mm×4mm 锌扁钢加工。
2．防雷引下线设置断接卡子的目的是什么？
GB5O169-92《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》第2.5.1条第三款明文规定：建筑物上的防雷设施采用多根引下线时．宜在各引下线距地面的 1.5～1.8m 处设置断接卡。
设置断接卡的目的是便于测量引下线的接地电阻，供检查用。规范指出：设置断接卡是对有多根引下线的场合。当建筑物（例烟囱）只有一组接地极时，不应该设置断接卡；当建筑物（例厂房）有两组及以上的引下线，每根引下线下有一组接地极时，设置断接卡可分别测量每组接地极的接地电阻。
规范未强调“必须”，而用“宜”在各引下线距地面的 1.5～1.8m 处设置断接卡，这里“宜”有双重含义：
（1）并非有多根引下线时，都必须设置断接卡。例如，利用建筑物柱头内主钢筋作为防雷引下线，并利用混凝土桩内钢筋作为接地极时，不应该设置断接卡。为了测量接地极电阻，在混凝土桩打入地下后，测量每根桩的接地电阻，然后把所有桩用圆钢（直径最小为 10mm，通常用 16mm）或扁钢（最小截面为 25mm×4mm，通常用40mm×4mm）连成一体，再测量总接地电阻。为了在建筑物投入使用后，检查接地电阻，可在建筑物近地端引出检测点，即从引下线主钢筋上焊出接地线至检测点，此检测点可为钢板并外露。
（2）断接卡并非一定要设置在 1.5～1.8m 处。一般在公共场合，如住宅区，防雷引下线明敷时，应把断接卡设置在 1.5～1.8m 处；暗敷时，为不影响建筑物的外观，断接卡可设在近地端的墙内（一般为距地 300～400mm）。当防雷引下线既未设置断接卡、又未设置检测点时，若检查接地电阻，可用导线把建筑物顶上的避雷带或避雷针引至地面进行测量，测量结果需减去导线的电阻。
3．利用建筑物钢筋混凝土中的结构钢筋作防雷网时，为什么要将电气部分的接地和防雷接地连成一体．即采取共同按地方式？
当防雷装置受到雷击时，在接闪器、引下线和接地极上都会产生很高的电位。如果建筑物内的电气设备、电线和其它金属管线与防雷装置的距离不够时，它们之间就会产生放电。这种现象称之为反击，其结果可能引起电气设备绝缘破坏，金属管道烧穿，从而引起火灾、爆炸及电击等事故。

为了防止发生反击，建筑物的防雷装置须与建筑物内外的电气设备及其它接地导体之间保持一定的距离，但在工程中往往存在许多困难而无法做到。当利用钢筋混凝土建筑物的结构钢筋作暗装防雷网和引下线时，更难做到。如电气配管就无法与结构钢筋分开到足够的绝缘距离。
　
当把电气部分的接地和防雷接地连成一体后，就使建筑物内的钢筋间构成一个法拉第笼，在此笼内的电气设备和导体都与笼相连接，就不会受到反击。
4．周围无高层建筑。低压架空线引入建筑物时，为什么要将进户杆的瓷瓶铁横担接地？
发生雷击时，雷电波往往会沿架空电线进入室内。为了防止雷电波进入室内，将固定瓷瓶的铁横担接地，就使横担与导线之间形成一个放电保护间隙，其放电电压约40kV、当雷电波沿架空电线侵入时，瓷瓶上发生沿面放电，将雷电波导流入地，大大降低架空电线上的电位，将高电位限制在安全范围以内。为此 SDJ4-79《架空配电线路设计技术规程》第58条作了如下规定；为防止雷电波沿低压配电线路侵人建筑物，接户线上的绝缘子铁脚直接接地，其接地电阻不宜大于 30Ω。公共场所（如剧院和教室等）的接户线以及由木杆或木横担引下的接户线，绝缘子铁脚应接地。
5．装有避雷带的屋顶上，安装风机等电气设备后，如何进行防雷措施？
建筑物屋顶上装有风机、热泵、航空灯等电气设备时，把设备外壳与避雷带连成一体这是通常的做法，但往往忽视了重要的一点：即这些电气设备的电源线未加防护不能直接与配电装置相连接。
GB50169-92《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》第2.5.3条作了如下规定。装有避雷针和避雷线的构架上的照明灯电源线必须采用直埋于土壤中的带金属护层的电缆或穿入金属管的导线、电缆的金属护层或金属管必须接地，埋入土壤中的长度应在 10m 以上，方可与配电装置的接地网相连或与电源线、低压配电装置相连接。
　
如果与避雷装置连成一体的电气设备的电源线，未加防护直接与低压配电装置相连接．当遭到雷击时，雷击引起的高电位就会通过电源线传到其它低压配电装置上。
与屋顶避雷装置已连成一体的电气设备的外壳，如再与屋内的接地线相连是更严重的错误。因为屋顶遭到雷击时，雷电流就会从避雷带→屋顶电气设备外壳→屋内电气设备外壳，使屋内电气设备外壳出现高电位，这是极其危险的。因此屋顶电气设备的外壳已与避雷装置连成一体后，不允许再与屋内接地线相连。
6．装有避雷带的水塔顶上有一只航空灯，该航空灯的电源线敷设时要注意什么问题？
装有避雷带的水塔，落雷时，雷电流除了沿着避雷引下线入地外，还有可能沿着航空灯的电源线进入室内。因此航空灯的未加防护电源线不能直接进入室内，而应采用带金属护层的电缆或穿入金属管的导线，且金属护层或金属管必须接地，埋入土壤中的长度应在 10m以上，方可再与电源或低压配电装置相连接。
当航空灯采用光导纤维传送光时，则不必采取上述措施。例如上海东方明珠电视塔的航空灯，强光从下面通过不导电只导光的光导纤维传送到高空，向天空发出强光信号，对这种光导纤维就不必采取避雷措施了。
7．多层建筑的防雷装置如何施工？
沿屋脊、屋檐及屋面两侧的斜边上装避雷带；若屋面为平顶，则沿屋面四周或女儿墙上架设避雷带，避雷带距外墙边的距离宜小于或等于避雷带支起的高度。
为避兔接闪部分的振动力，可将避雷带支起 10～20cm，支点间距不应大于 1.5m，一般取 1m。若屋顶有水箱，因水箱高出屋顶，因此在水箱顶部四周亦应安装避雷带。采用避雷带防雷时，屋面上任何一点距避雷带的距离不应大于 10m。如果屋面宽度超过20m 时，可增加避雷带，用避雷带组成 20m×20m 的网格。
避雷带一般用 25mm×4mm镀锌扁钢做成，女儿墙上的避雷带也可用装饰金属栏杆。避雷带至少有两根引下线和防雷接地极相连，引下线应对称设置。引下线之间距离对于一般建筑不大于 24m。引下线可明装亦可暗装，明装一般用 25mm×4mm 镀锌扁钢，明装引下线与建筑物墙面间隙一般不小于15mm。明装引下线是在建筑物外墙土建施工完后进行的。当引下线与支架焊接连接时，在引下线与墙之间应衬垫铁皮，避免焊接飞溅沾污墙面。焊接完后再拿走铁皮。暗装引下线则利用柱头主钢筋，这在土建施工时完成。
接地极通常每组用两根，相距 5m，两者用扁钢相连。接地极可用 50mm×5mm 角钢或 φ40mm 钢管（厚3.5mm）长2500mm 制成，埋深不宜小于 0.6m。有多根引下线时，在引下线距地面 1.5～1.8m 处，宜设置断接卡，断接卡以下的明敷引下线应用绝缘管（如 PVC 塑料管）加以保护

华夏一奇

楼主真厉害！学习了！

 

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