电气系统的接地、零线与PE线的选择

企业   科技   2024-11-23 11:44   辽宁  

电气系统设计中,正确选择和安装接地、零线(N线)、保护接地线(PE线)是非常重要的,这不仅关系到系统的安全性和可靠性,也是遵守国家和国际标准的要求。

1. 接地系统的选择
1.1 接地系统的分类

低压配电系统的接地形式主要分为三种:TN系统、TT系统和IT系统。每种系统适用于不同的场景,具体选择需要根据实际需求和标准来确定。

TN系统:电源中性点直接接地,电气设备的外露可导电部分通过保护导体与电源的接地点连接。TN系统又分为TN-C、TN-S、TN-C-S三种。

    • TN-C系统:保护接地线(PE线)和中性线(N线)共用一条PEN线。

    • TN-S系统:PE线和N线完全分开,互不干扰。

    • TN-C-S系统:系统前端使用PEN线,后端分开为PE线和N线。

  • TT系统:电源中性点直接接地,电气设备的外露可导电部分直接接地,与电源的接地点无关。

  • IT系统:电源中性点不接地或通过高阻抗接地,电气设备的外露可导电部分直接接地。

1.2 应用场景

TN系统:适用于大多数商业和工业建筑,尤其是那些需要高可靠性和快速故障保护的场所。

TT系统:适用于独立建筑或有独立接地系统的场所,如农村住宅、小型商业建筑等。

IT系统:适用于对供电连续性要求极高的场所,如医院手术室、煤矿等。

2. 零线(N线)的选择

2.1 选择原则

单相供电:零线和火线的截面积要求相同,因为它们流过的电流相等。

三相四线供电:零线的截面积不应小于相线截面积的50%,以确保在三相不平衡时零线不过载。

2.2 参数要求

铜导线:零线截面积不应小于相线截面积的50%。

铝导线:零线截面积应比铜导线高一个等级。

3. 保护接地线(PE线)的选择

3.1 选择原则

TN-S系统:PE线应独立设置,不得与N线共用。

TN-C-S系统:在转换点后,PE线应独立设置。

TT系统:每台设备应独立接地,PE线直接连接到设备的金属外壳。

3.2 参数要求

   铜导线:PE线的最小截面积应符合以下要求:

    • 机械保护条件下:2.5mm²

    • 无机械保护条件下:4mm²

  • 铝导线:PE线的最小截面积应符合以下要求:

    • 机械保护条件下:4mm²

    • 无机械保护条件下:6mm²

  • PEN线:当采用单芯铜导线时,不应小于10mm²;当采用铝导线时,不应小于16mm²。

4. 示例
4.1 商业办公楼

接地系统:选择TN-S系统,因为办公楼需要高可靠性和快速故障保护。

零线选择:采用铜导线,相线截面积为25mm²,零线截面积为12.5mm²。

PE线选择:采用铜导线,截面积为10mm²,独立设置,不与零线共用。

安装示例

    • 配电柜:配电柜内设置独立的PE母排,所有设备的PE线均连接到PE母排。

    • 插座:插座内的PE线与配电柜的PE母排连接,确保所有插座的金属外壳可靠接地。

    • 电缆选择:采用五芯电缆,其中三根相线、一根零线、一根PE线,确保各线缆的截面积符合要求。

4.2 农村住宅

接地系统:选择TT系统,因为农村住宅通常有独立的接地系统。

零线选择:采用铝导线,相线截面积为10mm²,零线截面积为6mm²。

PE线选择:采用铝导线,截面积为6mm²,直接连接到每台设备的金属外壳。

安装示例

    • 接地极:在住宅附近埋设接地极,接地电阻应小于10Ω。

    • 配电箱:配电箱内设置独立的PE母排,所有设备的PE线均连接到PE母排。

    • 电缆选择:采用四芯电缆,其中三根相线、一根零线,PE线单独铺设。

4.3 医院手术室

接地系统:选择IT系统,因为手术室对供电连续性要求极高。

零线选择:采用铜导线,相线截面积为25mm²,零线截面积为12.5mm²。

PE线选择:采用铜导线,截面积为10mm²,直接连接到每台设备的金属外壳。

安装示例

    • 接地极:在手术室外设置独立的接地极,接地电阻应小于1Ω。

    • 配电柜:配电柜内设置独立的PE母排,所有设备的PE线均连接到PE母排。

    • 电缆选择:采用五芯电缆,其中三根相线、一根零线、一根PE线,确保各线缆的截面积符合要求。


                                     

          


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