簡論低壓配電系統S型和M型等電位聯接的適用場合【摘要】本文對S型和M型等電位聯接的特點作出分析，結合低壓配電系統不同接地型式的布線方式，針對TN-S系統、TN-C-S系統、TT系統、IT系統供電系統的特點，初步提出了在不同的接地型式中應采用的等電位聯接系統，對建筑物防雷和電氣接地故障的處理有一定的參考作用?！娟P鍵詞】S型M型等電位聯接接地型式0概述等電位聯接作為現代防雷技術的重要措施之一，在現代建筑防雷技術和智能建筑上被廣泛的采用，也是低壓配電系統中作為防止電氣事故、防漏電的重要措施。隨著安裝SPD在低壓配電系統中的大量采用，如何解決好各級SPD在低壓電氣系統中的能量配合問題和不同接地型式下，等電位聯接避免高頻干擾和低頻干擾的問題成為安防工作人員的重要問題。本文試圖結合S型和M型等電位聯接的特點，和不同接地型式供電系統的布線方式，指出S型和M型等電位聯接在不同接地型式下的適用范圍。1S型M型等電位聯接的特點及適用范圍1.1S型等電位聯接的特點S型等電位連接應僅通過唯一的一點，即接地基準點ERP組合到接地系統中去形成Ss型等電位連接（圖1）。在這種情況下，設備之間的所有線路和電纜當無屏蔽時，宜與成星形連接的等電位連接線平行敷設，以免產生大的感應環路。用于限制從線路傳導來的過電壓的電涌保護器，其引線的連接點應使加到被保護設備上的電涌電壓最小。1.2M型等電位聯接的特點M型等電位連接應通過多點連接組合到等電位連接網絡中去，形成Mm型等電位連接（圖1）。每臺設備的等電位連接線的長度不宜大于0.5m，并宜設兩根等電位連接線，安裝于設備的對角處，其長度宜按相差20%考慮，例如，一根長0.5m、另一根長0.4m。2TN-S系統、TN-C-S系統、TT系統、IT系統等供電系統的特點2.1TN系統電力系統中性點直接接地，引出中性線，設備外露可導電部分均采取與公共的保護線（PE）或保護中性線（PEN）線相連接的保護方式,安全性能非常高。2.1.1TN-S系統整個系統把中性線N和專用保護線PE嚴格分開，系統正常運行時，專用保護線上沒有電流，只是中性線上可能有不平衡電流。所以電氣設備金屬外殼接零保護是接在專用的保護線PE上，安全可靠。安裝SPD時，L線與N線分別對等電位連接帶接SPD，PE線一般不對等電位連接帶接SPD。2.1.2TN-C系統整個系統中性線（N）與保護線（PE）是合一的，可以稱作保護中性線，可用NPE表示。由于三相負載不平衡，中性線上有不平衡電流，對地有電壓，所以與保護線所聯接的電氣設備金屬外殼有一定的電壓。安裝SPD時，L線與PEN線對等電位連接帶接SPD。2.2TT系統電力系統中性點直接接地，引出中性線，第一個字母T表示電力系統中性點直接接地。第二個字母T表示負載設備外露不與帶電體相接的金屬導電部分與大地直接聯接，而與系統如何接地無關。安裝SPD時，應考慮RCD的位置，當安裝于RCD前時，L線與N線分別對等電位連接帶接SPD；當安裝于RCD后時，L線先接SPD后與N線并接再經一級SPD與等電位連接帶連接。2.3IT系統IT系統的中性點不接地或經足夠大的阻抗接地，且通常不引出中性線，第一個字母I表示電源側沒有工作接地，或經高阻抗接地。第二個字母T表示負載側電氣設備進行接地保護。安裝SPD時，L線直接對等電位連接帶接SPD，等電位連接帶必須接地，且應滿足系統接地要求。3采用等電位聯接后可能在不同接地型式供電系統造成的干擾分析3.1TN-S和TN-C-S系統在TN-S、TN-C-S系統中,由于三相用電不平衡而造成N線中有電流流過,且N線與大地之間存在接地電阻。這樣,入地點O處與真正的大地間必存在一定的電位差。也就是說,O點帶有一定的電壓,此電壓也就是PE線所帶的電壓。如果PE線僅與信息設備相連而不與其它系統聯接，則不會形成接地回路,PE線上不會有電流流過。但是一旦PE線參與等電位連接,比如與結構主鋼筋、接地匯流排或其它系統相連,由于PE線上的電位高于大地電位,會有電流沿PE線經等電位連接帶流人建筑物的基礎地網。而目前的規范上恰恰又要求PE線應參與等電位連接。如果信息設備采用S型接法與PE線相連(單點接地),由于設備所有接地點都通過一點人地,即使PE線上有電流,也不會產生共阻抗藕合,如圖二所示。圖二中雖然消除了共阻抗藕合,但由于PE線上帶有電壓,此電壓會影響設備的信號地(直流地、邏輯地)。為此應盡量做到三相用電平衡,減少零地漂移電壓(一般要求小于2V),使PE線上電位降低。M型接地一般做法:在機房內,從建筑物的結構主鋼筋中大約每隔5m引出一等電位連接板,然后利用鍍鋅扁鋼或銅帶繞機房四周一圈,并與結構主鋼筋中的等電位連接板連接,以匯流排的形式形成等電位連接網絡。繼之以網格狀銅排或利用防靜電地板的金屬支架與匯流排相連,形成等電位接地平面。機房內的所有金屬構件均與此等電位接地平面相連,信息設備的工作地線、保護地線也以最短的距離與之相連,形成多點接地。當然,配電系統的PE線也必須參與等電位連接。如前所述,由于PE線上帶有電位,必有電源經PE線流人等電位接地平面,然后通過法拉第籠式結構鋼筋網人地。圖三中等電位接地平面上出現了工頻電流,導致各設備的接地點電位不一致而引起干擾。3.2TT和IT系統TT系統中PE線與N線是真正分開的,PE線中既沒有電流也沒有對地電壓,可以說是相對獨立于配電系統的接地保護線。PE線以任何方式與建筑物結構鋼筋或信息系統的等電位連接網絡相連,都不會產生干擾電流。目前,幾乎所有的機房為避免雷電或強電的干擾,均于室外設置單獨接地,對信息設備而言無意中已形成TT系統。此時只要電源N線不與建筑物鋼筋等金屬構件相連,信息設備就可以隨意進行S型及M型等電位連接。為了最大程度地降低高頻干擾,信息機房最好采用M型等電位連接,并形成網格等電位接地平面,這樣可使各設備的地線最短。同時,在發生雷電等強電磁場干擾時,接地金屬網格可起到衰減環路的作用,即網格中心沒有電流,只在四周環形連接帶上有電流存在。所以,各設備的地線最好垂直接在M型網格的中間部位,而不接在四周的環形母排上。4供配電系統中采用S型和M型等電位聯接的注意點4.1等電位連接系統可能的危害類型閃電電涌沿L線、N線或者PE線進入系統；閃電電涌經引下或者引上線侵入系統，閃電感應；三相用電不平衡時N線的不平衡電流；L線斷線對與大地發生短路所造成的故障電流。4.2不同危害類型時采用等電位聯接的注意點閃電電涌沿L線、N線或者PE線進入系統，首先應對各線裝設SPD，SPD可以選擇接地，也可以選擇接PE線。但PE線在對地作等電位聯接時應接觸良好，接地電阻值應滿足SPD的設計要求。閃電電涌經引下或者引上線侵入系統，閃電感應，系統的接地點應盡可能的多，防止閃電電流對設備的反擊，宜采用M型等電位聯接。三相用電不平衡時N線的不平衡電流，系統沒有PE線時，N線不能直接接地作等電位聯接，但可以通過SPD參與等電位聯接；當存在PE線時，PE線可以參與等電位聯接，具體可參照3.1執行。L線斷線對與大地發生短路所造成的故障電流，假如L線與PE線的規格一致，則設備外殼對地電壓為220V，此時的等效電路可以看作是PE線阻抗與接地電阻R等同工作接地電阻R工串聯后的電阻相并聯。則此時故障點對地電壓U故=220×R等/（R等+R工），當R工=10歐時，若R等=10歐，則U故=110V；若R等=5歐，則U故=73.33V；若R等=1歐，則U故=20V?？梢钥闯龅入娢宦摻Y接地電阻電阻越小，故障點的對地電壓越小，可能造成的危害也越小，所以此類等電位連接應盡量保證接地電阻足夠小。5等電位聯接對接地電阻和過渡電阻的要求5.1等電位聯接對接地電阻的要求等電位聯接的目的是為了均衡電位，等電位聯結與接地是兩種保證設備電氣防雷安全的理論及措施，我國過去強調的是接地，而國際電工委員會強調的是等電位聯結。等電位聯接對接地電阻的要求一般對系統本身的接地電阻值要求不高，但設計時應考慮被保護設備系統的情況，一