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数据机房常用的供配电接地系统有哪些?

众所周知,在国内机房中一般采用TN-S的接地方式。那么这种接地方式代表什么意义,与TT、IT等接地系统又有什么区别?这些接地系统各有什么优缺点?今天,我们将在这里对这些接地系统做一个详细的阐述。


一、接地方式介绍


低压交流供配电系统按接地方式的不同分为三类,即TT、TN和IT系统,其中TN系统应用最为广泛。


TN系统根据其保护零线是否与工作零线分开而划分为TN-C,TN-S,TN-C-S系统。


低压交流供配电系统的分类参照IEC60364-1。供配电系统的接地形式以拉丁文字作代号,其意义为:


图1:接地系统命名字母含义


参照以上的定义,可以得出如下几种常见接地系统的含义。


图2:各接地系统命名含义


二、接地方式对比


说到接地系统,首先要考虑的是安全性,其次是可靠性。


安全性指的是供配电时不能伤害人或设备,可靠性指的是不间断供电的能力。


注意:在一个地区应使用同一种供电系统,不可同时混用多种供电系统,以确保用电设备安全可靠运行。


下面就供配电系统常用的五种交流电源系统及接地方式进行简单的介绍,并结合安全性与可靠性进行对比分析。


1.IT系统


IT系统是三相三线式供电及接地系统,该系统变压器中性点不接地或经高阻抗接地,无中性线N,电气设备保护接地线(PE线)各自独立接地。


IT供电系统在供电距离不是很长时,供电可靠性高、安全性好。一般用于不允许停电的场所,或者是要求严格连续供电的地方,如大型医院手术室、重要通信枢纽等。


该系统对用电设备的耐压要求较高,不适用于供电距离很长的场所。



图3:IT系统接地示意


2.TT系统


TT系统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。


其特点是中性点N和保护地线PE无电气连接,即中性点接地与PE线接地是分开的。


设备的外露可导电部分均与系统接地点无关,各自的接地装置单独接地。


图4:TT系统接地示意


TT系统常用于设备供电来自于公用电网的地方,民用郊区较常见。TT系统在正常运行时,不管三相负载是否平衡,在中性线N带电的情况下,PE线均不带电。因此,该系统中负载的所有接地均称为保护接地。


3.TN系统


TN系统供电方式是将电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统,称作保护接零系统。电力系统有一点直接接地,电气装置的外露可导电部分通过保护导体与该点连接。


TN系统又可分为TN-C、TN-S和TN-C-S三种系统。


TN-C系统的电源中性点直接接地,引出中性点N线、保护线PE线或保护中性线PEN线,属于三相四线制系统。


图5:TN-C系统接地示意


4.TN-S系统


TN-S系统有五根线,即三根相线L1、L2、L3,一根中性线N和一根保护接地线PE,系统仅一点接地,用电设备的外露可导电部分(如外壳、机架等)接PE线。


图6:TN-S系统接地示意


TN-S系统对接地故障灵敏度高,线路经济简单。目前采用这种供电系统的比较多,适用于三相负荷比较平衡且单相负荷容量较小的场所。


原则上PE线是不允许断开的,容易导致触电危险。因此。TN-S系统需要同时考虑重复接地。


5.TN-C-S系统


TN-C-S系统是由两个接地系统组成,前部分有四根线,是TN-C供电系统;后部分有五根线,是TN-S供电系统。


分界点在N线和PE线的连接点处,分开后不允许再合并。


这种供电系统一般用在供电由区域变电所引来的民用建筑物等场所。进户前采用TN-C供电系统,进户后变成了TN-S供电系统。目前,常见于新建数据中心及其他设施中。


图7:TN-C-S系统接地示意


总体来看,TN-C-S系统综合了TN-C系统和TN-S系统的成本优势,又避免了TN-C系统的安全问题。


图8:五种接地系统优劣对比


目前这五种接地系统都有一些应用,而TN-S系统是应用较多的。用户应根据自己的实际需求来选择合适的接地系统,满足建设需求。

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