低壓配電系統(tǒng)接地與漏電保護(hù)裝置的應(yīng)用

1、低壓配電系統(tǒng)接地與漏電保護(hù)裝置的應(yīng)用摘要：介紹了低壓配電系統(tǒng)'>低壓配電系統(tǒng)接地'>接地的形式、正確使用方法和使用范圍。指出了不同配電系統(tǒng)接地'>接地的正確安裝和必要性。關(guān)鍵詞：低壓配電系統(tǒng)'>低壓配電系統(tǒng)，漏電保護(hù)裝置'>漏電保護(hù)裝置;接地;可靠性1 引言低壓配電系統(tǒng)接地是十分重要的，它與采取什么樣的電擊防護(hù)措施，選用什么樣的保護(hù)裝置，這些防護(hù)措施怎樣實施，都與配電系統(tǒng)接地有關(guān)系。假如選擇不當(dāng)，不但不能實現(xiàn)所要求的保護(hù)，反而會降低供電系統(tǒng)的可靠性。在我國的電網(wǎng)中TN、TT、IT并存使用，但同時也存在著很多不足和缺陷，給人身

2、安全帶來一定的威脅。為了進(jìn)步低壓配電系統(tǒng)安全用電水平，人們發(fā)現(xiàn)漏電保護(hù)裝置'>漏電保護(hù)裝置(RCD)的應(yīng)用在很大程度上彌補(bǔ)了這些缺陷，從而防止觸電和火災(zāi)事故的發(fā)生，大幅度進(jìn)步安全用電水平。為此本文先分析配電系統(tǒng)接地的適用范圍和優(yōu)缺點，然后介紹在不同的配電系統(tǒng)接地下正確安裝使用漏電保護(hù)裝置的必要性，使漏電保護(hù)裝置在不同的配電系統(tǒng)接地中能夠有效和正確安裝使用。 2 配電系統(tǒng)接地形式接地形式分為TN、TT、IT三大類，系統(tǒng)特性以符號表示，字母含義為：第一個字母表示電源與地的關(guān)系?！癟”表示在某一點上牢固接地;“I”表示所有帶電零件與地盡緣或某一點經(jīng)阻抗接地。第二個字母表示電氣設(shè)備外殼與

3、地的關(guān)系?！癟”表示外殼牢固的接地，且與電源接地?zé)o關(guān)，“N”表示外殼牢固地接到系統(tǒng)接地點。其后的字母表示電網(wǎng)中中性線與保護(hù)線的組合方式。“C”表示中線與保護(hù)線是合一的(PEN線);“S”表示中性線與保護(hù)線是分開的。2.1 TN系統(tǒng)TN系統(tǒng)的電源端有一個直接接地點，并引出N線，屬三相四線制系統(tǒng)。系統(tǒng)中用電設(shè)備外殼通過保護(hù)線與該點直接連接，俗稱保護(hù)接零。按照系統(tǒng)中中性線與保護(hù)線的不同組合方式，又分為如下三種形式。(1) TNC系統(tǒng)整個系統(tǒng)的中性線與保護(hù)線是合一的，稱為TNC系統(tǒng)，如圖1。由于投資較少，又節(jié)約導(dǎo)電材料，因此在過往我國應(yīng)用比較普遍。當(dāng)三相負(fù)荷不平衡或只有單相用電設(shè)備時，PEN線上有正常

4、負(fù)荷電流流過，有時還要通過三次諧波電流，其在PEN線上產(chǎn)生的壓降呈現(xiàn)在用電設(shè)備外殼上，使其帶電位，對地呈現(xiàn)電壓。正常工作時，這種電壓視情況為幾伏到幾十伏，低于安全電壓50V，但當(dāng)發(fā)生PEN線斷或相對地短路故障時，使PEN線電位升高，其對地電壓大于安全電壓，使觸電危險加大。同時，同一系統(tǒng)內(nèi)PEN線是相通的，故障電壓會沿PEN線傳至其它未發(fā)生故障處，可能會引起新的電氣故障，另外由于該系統(tǒng)全部用PEN線作設(shè)備接地，它無法實現(xiàn)電氣隔離，不能保證電氣檢驗人身安全，在國際上基本不被采用，名存實亡。(2) TNS系統(tǒng)整個系統(tǒng)的中性線與保護(hù)線是分開產(chǎn)的，稱為TNS系統(tǒng)，如圖2。這種系統(tǒng)的優(yōu)點在于PE線在正常情

5、況下不通過負(fù)荷電流，它只在發(fā)生接地故障時才帶電位，因此不會對接地PE線上其它設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾，所以這種系統(tǒng)適用于數(shù)據(jù)處理，精密檢測裝置等使用。在N線斷線也并不影響PE線上設(shè)備的防止間接觸電安全，這種系統(tǒng)多作于環(huán)境條件較差，對安全可靠性要求較高及設(shè)備對電磁干擾要求較嚴(yán)的場所。但是這種系統(tǒng)不能解決對地故障電壓蔓延和相對地短路引起中性點電位升高等題目。(3) TNCS系統(tǒng)系統(tǒng)中的中性線與保護(hù)線先是合一的，然后又分開稱為TNCS系統(tǒng)，如圖3。PEN分為PE線和N線后，不能再與PE線合并或互換，否則它們是TNC系統(tǒng)。這種系統(tǒng)兼有TNC系統(tǒng)和TNS系統(tǒng)的特點，電源線路結(jié)構(gòu)簡單，又保證一定安全水平，常用于配

6、電系統(tǒng)末端環(huán)境條件較差或有數(shù)據(jù)處理等設(shè)備的場所，因PE線帶有前端PEN線上某種程度電壓，這樣設(shè)備外殼就帶上電壓，人體接觸后有電擊的可能。2.2 TT系統(tǒng)TT系統(tǒng)的電源端有一個直接接地點，也引出N線，屬三相四線制系統(tǒng)。系統(tǒng)中用電設(shè)備外殼與地作直接的電氣連接，俗稱保護(hù)接地。如圖4，這個接地點與電源端接地點是沒有關(guān)連的，該系統(tǒng)由于所有設(shè)備的外殼是經(jīng)各自的PE線分別直接接地的，各自的PE線間無電磁聯(lián)系，因此也適用于對數(shù)據(jù)處理，精密檢測裝置等供電，這樣就杜盡了危險故障電壓沿PE線傳到其它未發(fā)生故障處。而TN系統(tǒng)由于PE(PEN)線相通的，查找接地故障的原因、地點比較難，因此TT系統(tǒng)被供電部分規(guī)定為給城市

7、公用低電網(wǎng)向用戶供電的接地系統(tǒng)，但是這種接地保護(hù)系統(tǒng)在某些情況下，也并不能保證安全，當(dāng)系統(tǒng)中設(shè)備的盡緣損壞或發(fā)生相對地短路故障時，將使設(shè)備的外殼帶電。假如人體觸及帶電外殼時，因人體接觸電阻(均勻為2000)遠(yuǎn)大于保護(hù)接地電阻，因此這部分單相短路電流通過接地裝置引進(jìn)大地，通過人體的電流比較小，從而減少了人體觸電的危險性。若中性點接地電阻RN=4，設(shè)備外殼與大地之間的電阻RD=4，則故障電流ID=27.5A而一般情況下RD很難做到4，假若RD=711,，則ID=14.720A，由于這么小的單相接地短路電流不足以使線路中的斷路器動作，故障電壓持續(xù)存在，設(shè)備外殼電壓也持續(xù)存在，要想把ED控制在50以下

8、，則RD必須小于1.2。要想使用電設(shè)備實現(xiàn)這樣小的接地電阻是困難的。由此只能選用漏電保護(hù)裝置，并可降低接觸電阻Rd的要求。2.3 IT系統(tǒng)IT系統(tǒng)的電源中性點不接地或經(jīng)阻抗(約1000)接地且通常不引出N線，為三相三線制系統(tǒng)，習(xí)慣稱為不接地系統(tǒng)。系統(tǒng)中的用電設(shè)備外殼與地作直接的電氣連接，如圖5。用電設(shè)備外殼經(jīng)各自的PE線直接接地，PE線間無電磁聯(lián)系，適用于數(shù)據(jù)處理精密檢測裝置供電。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，所有三相用電設(shè)備仍可暫時繼續(xù)運行，另兩相對地電壓將由相電壓升高到線電壓。當(dāng)接地電流大于發(fā)生電弧的最小燃弧電流時，會對用電設(shè)備造成火災(zāi)等危險，人觸及會造成人身事故。因此對IT系統(tǒng)來說，應(yīng)裝盡緣監(jiān)察

9、裝置，以此來達(dá)到保護(hù)設(shè)備和人身安全的目的。3 漏電保護(hù)裝置在不同的接地形式下的安裝使用對TN系統(tǒng)中裝漏電保護(hù)裝置時，應(yīng)使設(shè)備的外殼與保護(hù)中性線(即PEN線)的連接必須在漏電保護(hù)裝置的電源側(cè)，若保護(hù)線PE接在漏電保護(hù)的負(fù)載側(cè)，則因漏電故障電流的整個回路均穿過漏電保護(hù)裝置而檢測不出來，漏電保護(hù)裝置不動作，同時漏電保護(hù)裝置的負(fù)載側(cè)不能設(shè)置重復(fù)接地，如有重復(fù)接地，會使在無故障情況下發(fā)生誤動作。TNC系統(tǒng)安裝漏電保護(hù)裝置前，N線PE線要分開，這就變成TNCS系統(tǒng)。 TNCS系統(tǒng)安裝漏電保護(hù)裝置時，必須將相線和N線一同穿過漏電保護(hù)裝置的零序電流互感器，這就應(yīng)選用2極或4極漏電保護(hù)裝置。對TT系統(tǒng)裝設(shè)漏電保護(hù)裝置時，要認(rèn)真檢查線路上重復(fù)接地設(shè)施。在漏電保護(hù)裝置的負(fù)載側(cè)不能設(shè)置重復(fù)接地，否則將造成漏電保護(hù)裝置的誤動和失效。在分級保護(hù)方案中尤應(yīng)留意這一題目。由于重復(fù)接地對末端漏電保護(hù)裝置來說為電源側(cè)，但對前一級的漏電保