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民用建筑電氣設計中，依據GB/T50065-2011《交流電氣裝置的接地設計規范》第7.2.2條要求，配電變壓器設置在建筑物外其低壓采用TN系統時，低壓線路在引入建筑物處，PE或PEN應重復接地，接地電阻不宜超過10Ω。 那么為什么要做重復接地呢？下面就針對TN系統是否做重復接地對室內配電設備安全運行的影響來分析一下。 1、TN系統在進線做重復接地對室內配電的影響 我們知道，TN系統在進線處做重復接地，可以使PE線在故障時的對地電位更接近于地電位，那么我們通過計算TN系統在進線處做重復接地和不做重復接地時的室內總進線配電箱的PE排對地電位和用電設備金屬外殼電壓值的大小來比較一下，看看重復接地是否能降低用電設備金屬外殼的對地電位。 2、TN-C-S系統在進線處不做重復接地: （圖一）當室內用電設備正常供電時，電流I通過PEN線返回變壓器，這時在PE排上會產生電位，其值Ut=I*R2。 （圖一）當室內用電設備出現相線碰殼時，故障電流Id通過PE線和PEN線返回變壓器，在用電設備金屬外殼產生的電壓Uf=Id*R1+Id*R2。 R1----PE排至用電設備的PE線的電阻； R2----變壓器至總進線處PE排的PEN線的電阻； Ut----不做重復接地時PE排的對地電位； Uf----不做重復接地時用電設備金屬外殼的電壓。 3、TN-C-S系統在進線處做重復接地 （圖二）當室內用電設備正常供電時，電流I通過PEN線返回變壓器，這時在PE排上會產生電位，但因為此PE排做了重復接地（相當于Ra與Rb串聯再與R2并聯），那PE排上的對地電位就變成了Ra的電壓降，為R2電壓降的分壓，其值Ut’=I * R2 * Ra/(Ra+Rb)。 （圖二）當室內用電設備出現相線碰殼時，故障電流Id通過PE線和PEN線返回變壓器，但因為此PE排做了重復接地（相當于Ra與Rb串聯再與R2并聯），那PE排上的對地電位就變成了Ra的電壓降，為R2電壓降的分壓，在用電設備金屬外殼產生的電壓Uf’=Id*R1+Id*R2* Ra/(Ra+Rb)。 R1----PE排至用電設備的PE線的電阻； R2----變壓器至總進線處PE排的PEN線的電阻； Ut’----做重復接地時PE排的對地電位； Uf’---做重復接地時用電設備金屬外殼的電壓。 4、兩種情況比較 1）從以上分析可知，在用電設備正常運行時，做了重復接地，PE排的對地電位降低值為： Ut-Ut’=I*R2 - I * R2 * Ra/(Ra+Rb) =I * R2 * Rb/(Ra+Rb) 假設系統接地電阻Rb為4Ω，重復接地電阻為10Ω，那么做了重復接地的PE排對地電位與不做重復接地的PE排對地電位的比值為： Ut’/Ut=[I * R2 * Ra/(Ra+Rb)] / I*R2= Ra/(Ra+Rb)=10/(10+4)=0.71 即做了重復接地時，PE排對地電位降到了不做重復接地時的0.71倍。 2）當室內用電設備出現相線碰殼時，做了重復接地，在用電設備金屬外殼產生的電壓降低值為： Uf-Uf’=[Id*R1+Id*R2] - [Id*R1+Id*R2* Ra/(Ra+Rb)]=Id*R2* Rb/(Ra+Rb) 假設系統接地電阻Rb為4Ω，重復接地電阻為10Ω，為方便計算，我們假設R1=R2,那么做了重復接地的用電設備金屬外殼電壓與不做重復接地的用電設備金屬外殼電壓的比值為： Uf’/Uf=[Id*R1+Id*R2* Ra/(Ra+Rb)] /[Id*R1+Id*R2] =[1+ Ra/(Ra+Rb)] / [1+1]=0.85 即做了重復接地時，用電設備金屬外殼電壓降到了不做重復接地時的0.85倍。 5、TN-S系統重復接地分析 以上是對TN-C-S系統的重復接地分析，如果換成TN-S系統，因為TN-S系統的PE線和N線在變電所處就已經分開，因此設備正常運行時，PE線上是沒有電流經過的，那么正常運行時PE排就不存在對地電位了。當用電設備發生相線碰殼時，其分析方法與TN-C-S一致，此處不再重復計算。 通過以上計算可以得知，在低壓總進線處設置PE或PEN線的重復接地確實能降低PE線的對地電位，對TN系統的配電安全來說有益無害，而PE或PEN線的重復接地并不難實現，PE或PEN線只要與總等電位端子箱MEB做等電位聯結即可實現重復接地，因為MEB是與接地網和進出建筑物的地下金屬管道等相連接，而這些地下的金屬管道也是現成的良好接地體，另外TN系統的重復接地是PE線或PEN線，而不能是中性線（N線）。 |
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