IT系统的安全原理？

将变压器的中性线接地引出地面，分成二根，一根为工作零线并保持绝缘，一根为保护接零与外壳相接。这就是所说的TN-S系统（即三相火线、一根零线、一根地线）。对于TN—S系统，重复接地就是对PE线的重复接地，其作用如下：(1)如不进行重复接地，当PE断线时，系统处于既不接零也不接地的无保护状态。而对其进行复重接地以后，当PE正常时，系统处于接零保护状态；当PE断线时，如果断线处在重复接地前侧，系统则处在接地保护状态。进行了重复接地的TN—S系统具有一个非常有趣的双重保护功能，即PE断线后由TN—S转变成TT系统的保护方式(PE断线在重复接地前侧)。 (2)当相线断线与大地发生短路时，由于故障电流的存在造成了PE线电位的升高，当断线点与大地间电阻较小时，PE线的电位很有可能远远超过安全电压。这种危险电压沿PE线传至各用电设备外壳乃至危及人身安全。而进行重复接地以后，由于重复接地电阻与电源工作接地电阻并联后的等效电阻小于电源工作接地电阻，使得相线断线接地处的接地电阻分担的电压增加，从而有效降低PE线对地电压，减少触电危险。 (3)PE线的重复接地可以降低当相线碰壳短路时的设备外壳对地的电压，相线碰壳时，外壳对地电压即等于故障点P与变压器中性点间的电压。假设相线与PE线规格一致，设备外壳对地电压则为110V。而PE线重复接地后，从故障点P起，PE线阻抗与重复接地电阻RE同工作接地电阻RA串联后的电阻相并联。在一般情况下，由于重复接地电阻RE同工作接地电阻RA串联后的电阻远大于PE线本身的阻抗，因而从P至变压器中性点的等效阻抗，仍接近于从P至变压器中性点的PE线本身的阻抗。如果相线与PE线规格一致，则P与变压器中性点间的电压UPO仍约为 110V，而此时设备外壳对地电压UP仅为故障P点与变压器中性点间的电压UPO 的一部分，可表示为:UP=UPO×RERA+RE 假设重复接地电阻RE为10Ω，工作接地电阻RA为4Ω，则UP=786V。 如果只是对N线重复接地，它不具有上述第(1)项与第(3)项作用，只具有上述第(2)项的作用。对于TN—S系统，其用电设备外壳是与PE线相接的，而不是N线。因此，我们所关心的更主要的是PE线的电位，而不是N线的电位，TN—S系统的重复接地不是对N线的重复接地。 如果将PE线和N线共同接地，由于PE线与N线在重复接地处相接，重复接地前侧( 接近于变压器中性点一侧)的PE线与N线已无区别，原由N线承担的全部中性线电流变为由N线和PE线共同承担(一小部分通过重复接地分流)。可以认为，这时重复接地前侧已不存在PE线，只有由原PE线及N线并联共同组成的PEN线，原TN—S系统实际上已变成了T N—C—S系统，原TN—S系统所具有的优点将丧失，故不能将PE线和N线共同接地。 在工程实践中，对于TN—S系统，很少将N线和PE线分别重复接地。其原因主要为： 1)将N线和PE线分别重复接地仅比PE线单独重复接地多一项作用，即可以降低当N线断线时产生的中性点电位的偏移作用，有利于用电设备的安全，但是这种作用并不一定十分明显，并且一旦工作零线重复接地，其前侧便不能采用漏电保护。 2)如果要将N线和PE线分别重复接地，为保证PE线电位稳定，避免受N线电位的影响，N线的重复接地必须与PE线的重复接地及建筑物的基础钢筋、埋地金属管道等所有进行了等电位连结的各接地体、金属构件和金属管道的地下部分保持足够的距离，最好为20m以上，而在实际施工中很难做到这一点。综上所述，由于实际施工的问题，TN-S系统在实际中安全性有打折扣。 IT系统特点（不引出中性线）－发生第一次接地故障时，接地故障电流仅为非故障相对地的电容电流，其值很小，外露导电部分对地电压不超过50V，不需要立即切断故障回路，保证供电的连续性；－发生接地故障时，对地电压升高173倍；－220V负载需配降压变压器，或由系统外电源专供；－安装绝缘监察器。使用场所：供电连续性要求较高，如应急电源、医院手术室等。 IT 方式供电系统 I 表示电源侧没有工作接地，或经过高阻抗接地。每二个字母 T 表示负载侧电气设备进行接地保护。 IT 方式供电系统在供电距离不是很长时，供电的可靠性高、安全性好。一般用于不允许停电的场所，或者是要求严格地连续供电的地方，例如电力炼钢、大医院的手术室、地下矿井等处。地下矿井内供电条件比较差，电缆易受潮。运用 IT 方式供电系统，即使电源中性点不接地，一旦设备漏电，单相对地漏电流仍小，不会破坏电源电压的平衡，所以比电源中性点接地的系统还安全。 但是，如果用在供电距离很长时，供电线路对大地的分布电容就不能忽视了。在负载发生短路故障或漏电使设备外壳带电时，漏电电流经大地形成架路，保护设备不一定动作，这是危险的。只有在供电距离不太长时才比较安全。这种供电方式在工地上很少见。

TN系统：电源变压器中性点接地，设备外露部分与中性线相连。

根据电气设备外

露导电部分与系统连接的不同方式又可分三类：

即TN—C系统、

TN—S系统、

TN—C

—S系统。

TT系统：电源变压器中性点接地，电气设备外壳采用保护接地。

IT系统：电源变压器中性点不接地（或通过高阻抗接地）

，而电气设备外壳电气

设备外壳采用保护接地。

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IT系统的安全原理是：

在不接地配电网中，当一相碰壳时，接地电流IE通过人体和配电网对地绝缘阻抗构成回路。如各相对地绝缘阻抗对称，即 Z1=Z2=Z3=Z，则运用戴维南定理可以比较简单地求出人体承受的电压和流经人体的电流。

随着大量的智能化楼宇的出现，对接地系统也提出了许多新的要求。在常用的几种接地型式中，哪一种能够适合智能化楼宇智能化系统的弱电设备及线路的接地要求如何与强电设备及线路的接地统筹考虑下面一一分析!

1、IT系统

I表示电源端不接地，或经过高阻抗接地。T表示负载侧电气设备外露可导电部分直接接地。IT系统最大的优点是当发生单相接地故障时，故障电流很小，可以不切断故障线路。为保证人身安全，它要求发生接地故障时发出信号，设备的接触电压不大于50V，其动作电流应符合下式要求：

RA·Id≤50V式中：RA―外露可导电部分的接触电阻(Ω)

Id―相线和外露可导电部分间第一次短路故障电流(A)

为达到此要求，应减少配电系统的对地电容，例如限制设备线路总长度。IT系统的缺点是不宜配出中性线N，并必须补充一些安全措施，不宜用于拥有大量单相设备的智能化大楼的低压配电系统。但智能化系统重要的主机房设备和各层终端设备设置防雷击、防干扰隔离变压器后可采用IT系统供电。

2、TT系统

第一个符号T表示电源端有一点直接接地;第二个符号T表示电气装置外露可导电部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源端的接地点。

(1)TT系统的特点是中性线N与保护接地线PE无电气连接，即中性点接地与PE线接地是分开的。该系统在正常运行时，当三相负荷不平衡时，在中性线N带电情况下，PE线不会带电。

(2)当电气设备的金属外壳带电(相线碰壳或设备绝缘损坏而漏电)时，接地故障保护的动作特性应符合下式要求：RA·Ia≤50V式中：

RA―外露可导电部分的接地电阻和PE线电阻(Ω)

Ia―保证保护电器切断故障回路的动作电流(A)

由于接地故障电流的大小受电源端的接地电阻和设备外壳的接地电阻之和的限制，一般情况下其电流较小，不能启动低压断路器跳闸或熔断器熔断，将造成漏电设备的外壳对地电压高于安全电压，故应采用漏电保护器保护。

(3)TT接地型式的适用范围

适用于以低压供电远离变电所的建筑物，对接地要求高的精密电子设备以及要防火防爆的场所。

3、TN-C系统

TN-C系统是用中性线(N)兼作接地保护线(PE)，称作保护中性线，通称PEN线。

(1)TN系统的接地故障保护的动作特性应符合下式要求：ZS·Ia≤U0式中：ZS―接地故障回路阻抗(Ω)

Ia―保证保护电器在规定的时间内自动切断故障回路的电流(A)

UO―相线对地标称电压(V)

ZS包括变压器阻抗和自变压器至接地故障处相线与PE(PEN)线的阻抗。因TN系统的接地故障电流大，使故障线路的保护装置迅速动作，切断故障回路电源达到保护目的。

(2)由于三相负载不平衡，PEN线上有不平衡电流，对地有电压，所以与PEN线所连接的电气设备金属外壳有一定的电压。

(3)如果PEN断线，则设备外壳带电。

(4)如果电源的相线碰地，则设备的外壳电位升高，使PEN线上的危险电位蔓延。

(5)TN-C系统干线上不能使用漏电保护器。

(6)TN-C系统虽对接地故障灵敏度高，线路简单经济，但在智能化大楼内，有大量的照明、计算机、消防等设备，其中单相负荷所占比重较大，难以实现三相负荷平衡，PEN线的不平衡电流加上线路中存在着的由于荧光灯、晶闸管(可控硅)等设备引起的高次谐波电流，在非故障情况下，会在中PEN线上叠加，使PEN线电压波动，不但会使设备外壳(与PEN线连接)带电，对人身造成不安全，而且也无法取到一个合适的电位基准点，精密电子设备无法准确可靠运行。因此TN-C接地系统不能作为智能化建筑的接地系统。

4、TN-C-S系统

TN-C-S系统由两个部分组成，第一部分是TN-C系统，第二部分是TN-S系统，分界面在PEN线与PE线的连接点。该系统一般用在建筑物的配电由公共变电所引来的场所，进户之前为TN-C系统，在进户配电箱处做PEN线的重复接地，配电箱馈出线将N线与PE线分开至设备，并不再有电气连接。当三相电力变压器工作接地情况良好、三相负载比较平衡时，同时只要我们采取等电位连接，使电子设备共同获得一个等电位基准点，那么TN-C-S系统可以作为智能型建筑物低压配电系统的一种接地型式。

5TN-S系统

TN-S系统是把中性线N和保护接地线PE严格分开的低压配电系统。通常建筑物内设有独立变配电所时采用该系统。

(1)TN-S系统的接地故障保护特性见31。

(2)中性线N与保护接地线PE除在变压器中性点处共同接地外，两线不再有任何的电气连接。系统正常运行时，PE线上没有电流，只是N线上有不平衡电流。

3)PE线不许断线，对地没有电压，所以电气设备金属外壳是接在PE线上安全可靠。

(4)TN-S系统的适用范围

TN-S系统安全可靠，适用于工业与民用建筑等低压配电系统。智能化楼宇除计算机等主要电子设备有特殊的要求时，一般都采用这种接地系统。

6、智能化楼宇的电气接地措施

(1)防雷接地

为把雷电流迅速导入大地，以防止雷害为目的的接地叫作防雷接地。智能化楼宇内有建筑电气设备和大量的电子设备与布线系统，如通信自动化系统、 办公自动化 系统、火灾报警及消防联动控制系统、楼宇自动化系统、安全防范系统、综合布线系统、闭路电视系统、车库管理系统等。从已建成的大楼看，大楼的各层顶板，底板，侧墙，吊顶内几乎被各种布线布满。其中电子设备及布线系统一般均属于耐压等级低，防干扰要求高，最怕受到雷击的部分。不管是直击、串击、反击雷、雷电感应及雷电波侵入都会使电子设备受到不同程度的损坏或严重干扰。

(2)工作接地

将变压器中性点直接与大地作金属连接，称为工作接地，接地的中性线(N线)必须用铜芯绝缘线，不能与其它接地线混接，也不能与PE线连接。

(3)安全保护接地

安全保护接地就是将电气设备不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接。即将大楼内的电气设备以及设备附近的金属构件、金属管等用PE线连接起来，但严禁将PE线与N线连接。这些措施不仅是保障智能建筑电气系统安全、有效运行的措施，也是保障非智能建筑内设备及人身安全的必要手段。

(4)屏蔽接地与防静电接地

电磁屏蔽及其正确接地是电子设备防止电磁干扰的最佳保护方法。可将设备外壳与PE线连接;穿导线或电缆的金属管、电缆的金属外皮和屏蔽层的一端或两端与PE线可靠连接;重要电子设备室的墙、顶板、地板的钢筋网及金属门窗也应多点与PE线可靠连接。

防静电干扰也很重要。防静电接地要求在洁静干燥环境中，所有设备外壳、金属管及室内(包括地坪)设施必须均与PE线多点可靠连接。

(5)共用接地系统

智能化楼宇的建筑物防雷接地、电气设备(含电子设备)的接地、屏蔽接地及防静电接地应采用一个总的共用接地装置。共用接地装置优先采用大楼的钢筋混凝土内的钢筋、金属物件及管道等自然接地体。其接地电阻应≤1Ω。若达不到要求，可增加人工接地体或采用化学降阻法，使接地电阻≤1Ω。

(6)等电位连接

等电位连接是防止人身遭受电击、发生电气火灾及电子设备抗电磁干扰的主要措施。将建筑物的各种设备金属外壳、金属管、电缆支架、金属线槽、电缆金属外皮、建筑物的钢筋网等金属体，就近与共用接地装置可靠连接。

1)强、弱电系统分别设置各自的等电位接地端子板，分别通过接地干线或接地母排与共用接地装置连接。

2)各电气设备应采用单独的PE线与等电位端子板连接，不得将几个设备用接地线串联接地。

3)等电位接地端子板与接地干线或共用接地装置的连接点，至少应有两点，并在不同位置。

4)各等电位接地端子板应设置在便于安装和检查以及接近各种引入线的位置，避免装设在潮湿或有腐蚀性气体及易受机械损伤的地方。等电位接地端子板的连接点应具有牢固的机械强度和良好的电气连续性。

5)从建筑物外引入建筑物内的各种金属管、金属线槽、电缆金属外皮等，应在引入处与共用接地装置进行等电位连接，或与强电系统等电位接地端子板连接。

7结束语

综上所述，智能化系统设备的供配电和接地应做到安全可靠、经济合理。智能化楼宇接地设计应首先采用TN-S系统，为了保证人身和设备安全及系统的正常运行，应设置电气、电子设备的防雷接地、工作接地、安全保护接地、屏蔽接地与防静电接地，各种接地应采用共用接地装置和等电位连接。

智能化系统设备的供配电和接地应做到安全可靠、经济合理。智能化楼宇接地设计应首先采用TN-S系统，为了保证人身和设备安全及系统的正常运行，应设置电气、电子设备的防雷接地、工作接地、安全保护接地、屏蔽接地与防静电接地，各种接地应采用共用接地装置和等电位连接。

国际电工委员会（iec）对各接地方式供电系统的规定

根据iec规定的各种保护接地方式的术语概念，低压配电系统按接地方式的不同称为tt系统、tn系统、it系统。其中tn系统又分为tn-c、tn-s、tn-c-s系统。

下面对各种供电系统做扼要的介绍。

1、tt方式接地供电系统

tt接地方式是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统，称为保护接地系统，也称tt系统。第一个符号t表示电力系统中性点直接接地；第二个符号t表示负载设备外露不与带电体相接的金属导电部分与大地直接联接，而与系统如何接地无关。在tt系统中负载的所有接地均称为保护接地，如图1-1所示。这种供电系统的特点如下。

（1）由于三相负载不平衡，工作零线上有不平衡电流，对地有电压，所以与保护线所联接的电气设备金属外壳有一定的电压。

（2）如果工作零线断线，则保护接零的漏电设备外壳带电。

（3）如果电源的相线碰地，则设备的外壳电位升高，使中性线上的危险电位蔓延。

（4）tn-c系统干线上使用漏电保护器时，工作零线后面的所有重复接地必须拆除，否则漏电开关合不上；而且，工作零线在任何情况下都不得断线。所以，实用中工作零线只能让漏电保护器的上侧有重复接地。

（5）tn-c方式供电系统只适用于三相负载基本平衡情况。

4、tn-s方式供电系统

它是把工作零线n和专用保护线pe严格分开的供电系统，称作tn-s供电系统，如图1-4所示，tn-s供电系统的特点如下。

（1）系统正常运行时，专用保护线上不有电流，只是工作零线上有不平衡电流。pe线对地没有电压，所以电气设备金属外壳接零保护是接在专用的保护线pe上，安全可靠。

（2）工作零线只用作单相照明负载回路。

（3）专用保护线pe不许断线，也不许进入漏电开关。

（4）干线上使用漏电保护器，工作零线不得有重复接地，而pe线有重复接地，但是不经过漏电保护器，所以tn-s系统供电干线上也可以安装漏电保护器。

（5）tn-s方式供电系统安全可靠，适用于工业与民用建筑等低压供电系统。在建筑工程工工前的“三通一平”（电通、水通、路通和地平——必须采用tn-s方式供电系统。

5、tn-c-s方式供电系统

在建筑施工临时供电中，如果前部分是tn-c方式供电，而施工规范规定施工现场必须采用tn-s方式供电系统，则可以在虚线后段采用施工用电配电箱分出pe线，如图1-5所示。这种系统称为tn-c-s供电系统。tn-c-s系统的特点如下。

（1）当电气设备的金属外壳带电（相线碰壳或设备绝缘损坏而漏电）时，由于有接地保护，可以大大减少触电的危险性。但是，低压断路器（自动开关）不一定能跳闸，造成漏电设备的外壳对地电压高于安全电压，属于危险电压。

（2）当漏电电流比较小时，熔断器不一定能熔断，所以还需要漏电保护器作保护，因此tt系统难以推广。

（3）因tt系统接地装置耗用钢材多，安装后难以回收、费工时、费料。现在有的建筑施工单位用电时，采用一根专用保护线，以减少安装接地装置钢材用量，如图1-2所示。

图中虚线后段接线方式采用施工用电配电箱，把新增加的专用保护线pe线和工作零线n分开，其特点是：第一、共用接地线与工作零线没有电的联系；第二、正常运行时，工作零线可以有电流，而专用保护线没有电流。

从上面分析看出tt系统适用于接地保护很分散的地方。

2、tn方式供电系统

这种供电系统是将电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统，称作接零保护系统，用tn表示。这种供电系统的特点如下。

（1）当设备出现外壳带电时，接零保护系统能将漏电电流上升为短路电流，这个电流很大，是tt系统的几倍，实际上就是单相对地短路故障，熔断器的熔丝会熔断，低压断路器的脱扣器会立即动作而跳闸，使故障设备断电，比较安全。

（2）tn系统节省材料、工时，在我国和其他许多国家广泛得到应用，可见比tt系统优点多。tn方式供电系统中，根据其保护零线是否与工作零线分开而划分为tn-c和tn-s等两种。

3、tn-c方式供电系统

它是用工作零线兼作接零保护线，可以称作保护中性线

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