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接地在系统中扮演着关键角色。它不仅可以将电路中的故障电流安全导入大地,从而降低触电风险,还有助于减少电磁干扰和电气噪声,保护电路免受静电和雷击等影响。特别是在医疗器械的设计中,接地显得尤为重要,良好的接地系统不仅可以确保医疗设备的稳定性和可靠性,还可以保护医护人员和患者的安全,在设计中确保接地系统的有效性和可靠性,这不仅是为了保障设备的正常运行,更是为了保障患者生命健康的安全。
在9706.1中,应用部分等级分为Class I(有接地)和Class II(无接地),由于家用医疗设备地线安装条件不同,所以家用医疗设备一般为Class II产品,不仅依靠基本绝缘,还有如双重绝缘和加强绝缘那样的附加安全措施,而不依赖保护地进行防护。
而对于Class I中,保护接地是必要的,这关系着医护人员和患者的生命健康。所以了解相关的接地知识是必要的。在低压供电系统接地型式大致有
IT
、TT
、TN-C
、TN-S
、TN-C-S
。第一个字母表示电源对地的关系
第二个字母表示电气设施的外露可导电部分对地的关系
第三、四两个字母表示中性线和保护线的组合情况。
IT系统
IT系统不直接与地面连接,电器设备的外部导电部分通过接地线与地面连接。
在所有的电源系统中,IT系统是最安全可靠的。因为IT系统的电源不与地面连接,所以当设备发生漏电时,流向地面的电流很小,不会影响电源的电压平衡。这就意味着,即使设备发生了漏电,设备还是可以正常使用,人触摸到漏电设备也不会触电。但是,IT系统的一个缺点是,它只适用于小范围的供电。因此,IT系统主要用于需要持续供电的地方,比如医院手术室、地下矿井的通风设备和缆车等。
TT系统
如果电源远,电力不平衡,负荷分散,可以选择TT供电系统。根据设备需求,电源可能有三线(三相线)或四线(三相线、一中性线)。在设备附近设置接地设备,并连接地线。如果设备漏电,大部分电流会通过地线流入地面,只有少部分会通过人体,降低了触电风险。但是,地线不能保证完全安全,所以所有电器都需要安装漏电开关。
TN-C系统
对于电源距离远和负荷分散的情况。想要进一步节省成本,可以考虑不使用地线,而是将零线接到外壳,这在某些情况下是可行的。这种供电系统称为TN-C供电系统,也就是我们常说的接零保护系统。
但是,TN-C只适合在三相电平衡且没有易燃易爆环境的情况下使用。如果三相电不平衡,零线PEN就会带电,这样外壳也会带电,这是不安全的。一般的工厂和小区往往达不到这些要求,所以很少使用这种供电系统。
TN-S
我们有四种供电系统用于大范围供电,其中TN-S供电系统最可靠,也最常用。TN-S供电系统也就是常说的三相五线供电系统,包括3根相线,1根中性线和1根地线。
尽管TN-S供电系统很安全,但它需要最多的电线,所以成本也最高。设备工作只需要火线和中性线,但为了安全,还需要一根地线。为了节省成本,如果电器离变压器近,或有专用变压器,我们才使用TN-S供电系统。简单来说,如果变压器离电器近,所需电线短,四线和五线的成本差别不大。但如果变压器离电器远,所需电线长,成本差别就大了。
TN-C-S
如果电源离得很远,而且负荷分布不均匀怎么办?我们可以使用前端4线,后端5线的系统以节省成本。也就是说,前端使用TN-C供电系统,后端使用TN-S供电系统。
变压器到总配电箱的这段路程我们使用4根线(3根相线+1根零线PEN)。然后在总配电箱内把零线PEN接地,最后分出中性线N和地线PE,这样我们就有了需要的5根线。因为变压器到总配电箱的这段长距离我们使用了4根线,所以比使用5根线节省了很多成本。
这种供电系统称为TN-C-S供电系统,它的设计旨在有效地节省成本,同时确保供电的安全性和稳定性。当电源距离远,负荷分布不均匀时,我们可以通过这种方式进行供电,而无需牺牲系统的性能或安全性。
此外,这种供电方式还有助于减轻变压器和配电箱之间的线路负担,因为我们只需要在供电的初始阶段使用4根线。这样,当电流达到总配电箱时,我们再将零线接地,然后分出中性线和地线,形成5线供电系统。这种设计使得电线的使用更加有效,同时也降低了成本。
总的来说,TN-C-S供电系统是一种高效且经济的供电方式,它能够适应不同的电源和负荷条件,是供电设计中的一种重要选择。