礦山低壓配電網絡的接地及接零保護的幾種形式討論

艾爾肯．阿布都熱合曼　殷建平

摘要：本文討論針對我國當前礦山低壓配電網中存在的三種不同性質的保護接地方式，提出了供電企業在實際工作中應如何指導正確使用和當前礦山低壓配電網保護接地的使用，在低壓配電系統中，接地是比較重要的一個環節，良好的接地裝置是保障設備及人身安全的一部分，以及在具體使用中應當注意的問題。

關鍵詞：低壓配電系統保護方式；負荷端保護接地；應注意的問題

1 低壓配電系統保護方式的比較

低壓配電系統分為三種保護方式，即ＴＮ、ＴＴ、ＩＴ三種形式。

ＴＮ系統：電源變壓器中性點接地，設備外露部分與中性線相連。

ＴＴ系統：電源變壓器中性點接地，電氣設備外殼采用保護接地。

ＩＴ系統：電源變壓器中性點不接地（或通過高阻抗接地），而電氣設備外殼電氣設備外殼采用保護接地。

1．1 ＴＮ系統

電力系統的電源變壓器的中性點接地，根據電氣設備外露導電部分與系統連接的不同方式又可分三類：即ＴＮ-Ｃ系統、ＴＮ-Ｓ系統、ＴＮ-Ｃ-Ｓ系統。下面分別進行介紹。

1.1．1 TN-C系統

其特點是：電源變壓器中性點接地，保護零線（ＰＥ）與工作零線（Ｎ）共用。

它是利用中性點接地系統的中性線（零線）作為故障電流的回流導線，當電氣設備相線碰殼，故障電流經零線回到中點，由于短路電流大，因此可采用過電流保護器切斷電源。ＴＮ-Ｃ系統一般采用零序電流保護；

ＴＮ-Ｃ系統適用于三相負荷基本平衡場合，如果三相負荷不平衡，則ＰＥＮ線中有不平衡電流，再加一些負荷設備引起的諧波電流也會注入ＰＥＮ，從而中性線Ｎ帶電，且極有可能高于５０Ｖ，它不但使設備機殼帶電，對人身造成不安全，而且還無法取得穩定的基準電位；

ＴＮ-Ｃ系統應將ＰＥＮ線重復接地，其作用是當接零的設備發生相與外殼接觸時，可以有效地降低零線對地電壓。

1.1．2 TN-S系統

整個系統的中性線（Ｎ）與保護線（ＰＥ）是分開的。（１）當電氣設備相線碰殼，直接短路，可采用過電流保護器切斷電源；（２）當Ｎ線斷開，如三相負荷不平衡，中性點電位升高，但外殼無電位，ＰＥ線也無電位；（３）ＴＮ-Ｓ系統PE線首末端應做重復接地，以減少PE線斷線造成的危險。（４）ＴＮ-Ｓ系統適用于工業企業、大型民用建筑。

1.1．3 TN-C-S系統

它由兩個接地系統組成，第一部分是ＴＮ-Ｃ系統，第二部分是ＴＮ-Ｓ系統，其分界面在Ｎ線與ＰＥ線的連接點：當電氣設備發生單相碰殼，同ＴＮ-Ｓ系統；當Ｎ線斷開，故障同ＴＮ-Ｓ系統；ＴＮ-Ｃ-Ｓ系統中ＰＥＮ應重復接地，而Ｎ線不宜重復接地。ＰＥ線連接的設備外殼在正常運行時始終不會帶電，所以ＴＮ-Ｃ-Ｓ系統提高了操作人員及設備的安全性。施工現場一般當變臺距現場較遠或沒有施工專用變壓器時采取ＴＮ-Ｃ-Ｓ系統。

1．2 ＴＴ供電系統

電源中性點直接接地，電氣設備的外露導電部分用ＰＥ線接到接地極 在采用此系統保護時，當一個設備發生漏電故障，設備金屬外殼所帶的故障電壓較大，而電流較小，不利于保護開關的動作，對人和設備有危害。用不小于工作零線截面的綠/黃雙色線（簡稱PT線），并聯總配電箱、分配電箱、主要機械設備下埋設的幾組接地電阻的保護接地線為保護地線，用綠/黃雙色線連接電氣設備金屬外殼。ＴＴ系統在國外被廣泛應用，在國內僅限于局部對接地要求高的電子設備場合，目前在施工現場一般不采用此系統。但如果是公用變壓器，而有其它使用者使用的是TT系統，則施工現場也應采用此系統。

1．3 IT系統

電力系統的帶電部分與大地間無直接連接，而受電設備的外露導電部分則通過保護線直接接地。接地保護與接零保護統稱保護接地，是為了防止人身觸電事故、保證電氣設備正常運行所采取的一項重要技術措施。主要表現在三個方面：是保護原理不同。接地保護的基本原理是限制漏電設備對地的泄露電流，使其不超過某一安全范圍，一旦超過某一整定值保護器就能自動切斷電源；接零保護的原理是借助接零線路，使設備在絕緣損壞后碰殼形成單相金屬性短路時，利用短路電流促使線路上的保護裝置迅速動作；是適用范圍不同。根據負荷分布、負荷密度和負荷性質等相關因素，將上述兩種電力網的運行系統的使用范圍進行了劃分；是線路結構不同。接地保護系統只有相線和中性線，三相動力負荷可以不需要中性線，只要確保設備良好接地就行了，系統中的中性線除電源中性點接地外，不得再有接地連接；接零保護系統要求無論什么情況，都必須確保保護中性線的存在，必要時還可以將保護中性線與接零保護線分開架設，同時系統中的保護中性線必須具有多處重復接地。

2 礦山低壓配電網負荷端保護接地

我們知道，我國的電器大多采用三芯電源線配三腳電源插頭或四芯電源線配四腳電源插頭，對于三相四線制的電器設備，電器外殼會另附一根黃綠兩色的保護接地線，以便在電器工作時實行保護接地。由于現行的公用配電網絡中，并沒有采用統一專用的接地（或接零）線與之相適應。同時，每一個客戶并也不是都具備這方面的專業技術知識，再加上居住條件的客觀環境、房屋配電系統設計施工的不規范、供電部門的安全宣傳管理不到位等因素的限制或影響。對于一般的電力客戶來說，要想真正能夠正確有效地實施保護接地，并不是一件容易的事。因此，大多數的客戶在產品買回去后，往往都是將產品設計中要求使用的保護接地線棄而不用。有些既使采用了一定措施，使用了保護接地線，也往往很難達到規程要求的技術標準，存在著諸多的不安全因素，甚至因此反而埋下了許多事故隱患。這樣一來，產品中原本是為了客戶安全使用電器，而必須要求客戶采用的保護接地，反而變成了擺設和累贅。

3 使用保護接地時應注意的問題

3.1 TT系統中客戶使用的電器外露可導電部分要全部作接地保護；在TT系統中，受電設備外露可導電部分如果不作接地保護，一旦絕緣破損，外殼即呈現有危險電壓，人觸及后通過人體的電流值，可達數百毫安足以致人于死地。

3.2 TN-C系統中客戶所有使用的電器外露可導電部分要用保護線連接到保護中性線上，嚴禁保護線（PE）斷線。

3.3 合理設置熔斷器的位置 ；在TT系統不宜在N線上裝設電器將N線斷開，當需要斷開N線時，應裝設相線和N線一起斷開的保護電器。在TN-C系統，嚴禁斷開PEN線，不得裝設斷開PEN線的任何電器。當需要在PEN線上裝設電器時，只能相應斷開相線回路。

3.4 正確安裝使用末級剩余電流保護器；安裝剩余電流保護器是防止低壓電網剩余電流造成故障危害的有效技術措施。在低壓配電網絡中，作為負荷端的末級保護，通常采用剩余電流保護裝置，也稱漏電開關作為附加保護。負荷在選擇安裝剩余電流保護裝置時，不僅要充分考慮供電線路、供電方式、供電電壓及系統的接地型式；還要嚴格區分中性線和保護線，三極四線式或四極式剩余電流保護裝置的中性線應接入剩余電流保護裝置。

3.5 規范井內配線 ；規范煤礦的井內配線和安裝工藝，嚴格按照《礦山低壓電力技術規程》要求進行電器安裝。同一場所的電器進線方式要統一，如配電盤的開關進線為面向配電盤，三相四線從左到右為N、A、B、C；單相排列為中性線、相線。所有電器設備的開關均應控制相線。

結論

不同的接地方式應選用不同的接地保護器。ＴＴ系統中，剩余電流保護裝置是接地故障的適合保護器；而在ＴＮ－Ｃ系統，就不宜采用剩余電流保護裝置；在ＴＮ－Ｓ，ＴＮ－Ｃ－Ｓ系統，均可采用剩余電流保護裝置作保護器。為了達到保護人身安全，又不要擴大停電范圍，要正確選擇剩余電流保護裝置的分級保護。安裝剩余電流保護裝置保護，要防止接地方式混亂，及接地、接零混用。還要正確使用，使用不當也會造成停電或事故。

參考文獻

[1]《工廠供電》中央廣播電視大學教學用書 黃純華劉維仲編著 天津大學出版社.（1995年10月 第六次）.

[2]《工廠供電技術》（第2版）高職高專教育,陳小虎,主編,高等教育出版社,2006年5月第1次印刷.

[3]國家安全監察局，煤礦安全規程（S）北京：煤炭工業出版社，2001.

[4]煤礦技工學校通用教材《礦井供電》（修訂本）李景恩篇.煤炭工業出版社，2005年2月第9次印刷.北京密云春雷印刷廠印刷.

[5]高等學校教學圖書《煤礦供電》煤炭工業出版社1984年4月第三冊印刷.（劉嗯，催景岳，鄭涵生）.

[6]《煤礦電工學》岳文鑫 張蔭培 賈在忠 王紅儉主編 中國礦業大學出版社2005年2月第六次印刷.

[7]礦井低壓電網選擇性漏電保護性能的改進方法[J].繼電器,1998,26(5)宋建成.

[8]礦井電網的漏電保護[M].北京:煤炭工業出版社,1987.胡天祿.