多\高层住宅小区配电系统接地型式探讨

摘要:文章通过列举实例探讨了南宁市某多、高层住宅小区配电系统采用的几种接地型式,并比较了其优、缺点,同时指出多、高层住宅小区配电系统接地型式应根据项目的实际情况进行选择。

关键词:住宅小区;配电系统;配电设备;接地型式;室外箱变;室内变电所;外露导电

中图分类号:TM715文献标识码:A

文章编号:1009-2374 (2010)22-0132-02

随着强制性规范《住宅设计规范》(GB50096-1999)于1999年6月1日开始实施,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。而该规范已明确住宅配电系统的设计应采用TT、TN-S或TN-C-S接地方式,并进行总等电位连接。因此本文只对上述三种配电系统的接地型式进行探讨。

1三种接地型式的接地方式及其优缺点

1.1TN-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。多、高层住宅的配电设备外露可导电部分接在PE线上。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,所以不管中性点N是否带电,PE线均不带电,与PE线连接的配电设备外壳同样均不会带电。当发生电气故障时,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,因此TN-S接地系统使用很安全。缺点是全程设PE线,不够经济。

1.2TN-C-S系统

该系统有一点直接接地,配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PE是合一的,第二部分是TN-S系统,即N线与PE线是分开的。采用TN-C-S系统,当N线与PE线分开后(通常在进入住宅配电箱后)就不能再合并。因此在多、高层住宅中采用TN-C-S系统,实际后半部分就成了TN-S系统。也即PEN线在进入住宅用户配电箱后,配电箱内分开设计了N端子板,和PE端子板,N线与PE线进入住宅便互相分开,不再有任何电气连接了。因此TN-C-S系统从变电所到进入住宅前少了一根专用PE线,较经济。而进入住宅配电箱后又是TN-S接地系统较安全的优点。但其PEN线需连接非常可靠,一旦断线,此时系统内配电设备如发生电气接地故障会使得外露导电部分带电,从而发生间接电击事故,为了避免以上缺点通常采用等电位接地来防范。

1.3TT系统也为三相四线系统

系统有一点直接接地,系统无PE线。配电(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PE无一点电气连接,即N线与PE线是分开的。多、高层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N是否带电,PE线均不会带电,用电设备的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,熔断器、断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。使得配电设备要安装漏电保护开关,设备便复杂,不够经济。优点:因TT接地型式兼有TN-S和TN-C-S接地型式的优点,同时还避免了TN系统所共有的缺点。对多、高层住宅配电系统来讲宜作为首选的接地型式。

住宅小区配电系统常用的三种接地型式如下图所示:

2 南宁市某多、高层住宅小区配电系统接地型式选择实例

2.1 某多层住宅小区,采用室外箱式变电站(简称箱变)配电至各栋各单元

因为室外箱变一般都较远离建筑物,其基础接地又独立设置。箱变的N线与接地保护PE线是合在一起的。而多层住宅各栋建筑也有自己独立的基础接地型式,箱变接地与各栋建筑接地是分开的。从箱变引出四芯电缆(L1、L2、L3、N)进入栋号单元一层楼梯间配电箱时,因配电箱外壳已经和建筑物基础接地连接,故箱变只出四芯电缆即可。因此优先选用TT接地型式。

2.2 某多层建筑小区,采用在一层建筑内做成室内变电所配电至各栋各单元

室内变电所的接地可以和多层建筑接地连接在一起,可视为一个接地体。室内变电所也可以单独接地,和多层建筑接地分开。因此可选用TN-S和TT两种接地型式。如果变电所只是为住宅部分一户一表和照明供电的,优先选用TT接地型式。此时从室内变电所低压回路把四芯电缆(L1、L2、L3、N)引到各栋号各单元分接箱和电表箱即可。如果变电所只是为住宅公共部分动力、照明供电的,优先选用TN-S接地型式。

2.3某高层住宅小区,采用地下室变电所配电至各栋各单元

因高层建筑均有地下室,而变电所设在负一层地下室,变电所的接地和各栋建筑的接地均是相互连接在一起的。很难实施TT或TN-C-S接地型式。因而选择TN-S接地型式。若变电所采用在地下室地面上设室外箱变,其地面上的箱变接地实际上也和建筑物的接地连接在一起,可视为一个地,也选择TN-S接地型式。

2.4 某多、高层住宅小区在高层楼下有地下室,室外箱变或室内变电所配电至各栋各单元

该住宅小区示意图如下图所示:

多层(1#、2#楼)、高层(3#楼)住宅部分照明用电是由设在1#楼右下边的室外箱变提供的。而室外箱变由于邻近多层(1#楼)建筑物,因此箱变接地可以和1#楼建筑物的接地连接在一起,可视为一个接地体,选择TN-S接地型式。但如果把室外箱变做成单独接地,那么箱变低压出线就可以采用四芯电缆引到1#、2#、3#楼各单元的分接箱和配电箱,因配电箱外壳接地和建筑接地共用共一接地体。可选择TT接地型式。故后者比前者经济适用,安装维护方便,优先选用。

多层和高层公共部分(商业、动力、照明)用电由地下室变电所提供的,而地下室变电所接地和多、高层建筑的接地连接在一起。因此选择TN-S接地型式。此时多、高层的电梯控制箱、地下室消防风机控制箱、应急、公共照明箱等配电箱电源都由变电所低压柜出线回路采用五芯电缆(L1、L2、L3、N、PE)引入。虽然不够经济,但相对安全。

3结语

由前面的讨论和例子可以得出如下几点浅见:

(1)多层住宅建筑通常采用户外箱变和室内变电所作为供电电源,宜优先采用TT接地型式。仅在室外箱变和室内变电所接地与建筑接地分不开时,才选用TN-S接地型式。

(2)某高层住宅小区采用地下室变电所作为供电电源的,宜选择TN-S接地型式。

(3)多、高层住宅部分照明用电由室外箱变作为供电电源的宜采用TT接地型式。多、高层住宅公共部分(商业、动力、应急照明)用电由地下室变电所作为供电电源的宜采用TN-S接地型式。

(4)TN-C-S接地型式在工程设计中应根据项目实际情况谨慎采用。

(5)同一工程可能使用多种接地型式。

参考文献

[1] 住宅设计规范(GB50096-1999)[S].2003.

[2] 系统接地的型式及安全技术要求(GB14050-93)[S].

[3] 李坤宅.施工现场临时用电安全技术规范实施手册[M].中国建筑工业出版社,2007.