淺析如何提高農業供用電的安全性

【摘 要】對于農村低壓配電網的三種運行方式以及如何提高農業供用電的安全性可靠性進行了分析，提出了采取必要補充措施，將TT’系統改為IT系統，完善農網改造的建議。

【關鍵詞】安全性；低壓配電網；運行方式

保護接地與保護接零是防止間接電擊的基本措施。目前農村低壓配電網保護運行方式有2種：即TN―C系統與TT系統。其中TN―C系統是指農村城鎮配電變壓器采用中性點直接接地，電氣設備外露可導電部分接零方式；TT系統是指農村配電變壓器采用中性點直接接地，電氣設備外露可導電部分保護接地方式，為了提高供用電的安全可靠性，IT系統中必須安裝剩余電流動作保護器（RCD）。

近年來我國供用電的安全性工作日益受到重視，逐步開始推廣IT系統。IT系統是指農村對安全有特殊要求或排灌專用配電變壓器，采用中性點不接地或經高阻抗接地、電氣設備外露可導電部分保護接地的方式。

1 三種保護性運行方式供電可靠性比較

采用TN―C系統的部分，其供電可靠性方面相對要差一些。因為某臺電氣設備一旦發生外露，可導電部分漏電，應由過流保護切斷電流，若越級則會造成更大范圍的停電。如果線路末端用戶電氣設備外露可導電部分漏電，可能會因線路阻抗較大，過流保護不能切斷故障，造成人身觸電及帶電。電氣設備外露可導電部分存在電擊危險。為解決這個安全問題，有的用戶已改變接零方式，裝設了三級末端漏電斷路器。

采用TT系統，安裝了漏電保護方式裝置，從安全方面講對避免產生直接電擊傷害十分有利，但投資相對較大，供電可靠性很差，特別是漏電一級或二級保護動作跳閘，造成大片用戶停電，影響連續供電。有統計分析表明，在一級漏電保護動作跳閘次數中，有80%以上是各種原因的漏電造成的。隨著農村副業加工用電需求增長，使得農村生產、生活對電力的依賴程度不斷提高，因此總保護跳閘停電造成的影響會越來越大。采用IT系統的部分，因其低壓電力網范圍小，絕緣容易得到保證，供電安全性，供電可靠性和經濟性都比較好。

2 IT系統安全可靠性原理

2.1 IT系統安全原理

為了保證電氣設備（包括變壓器、電機和配電裝置）在運行、維護和檢修時，不因設備的絕緣損壞而導致人身觸電事故，所有這些電氣設備不帶電的部分（如外殼）應可靠接地。《電氣設備運行規程》規定：電壓在1 kV以下電源中性點不接地電網和1kV以上任何形式的電網中，均需采用保護接地（即為IT系統）作為安全保護技術措施。

其保護接地的原理是給人體并聯一個小電阻，以保障發生故障時，減小通過人體的電流和可以承受的電壓。電動機采用保護接地后，當一相繞組因絕緣損壞而碰殼短路時，若工作人員觸及帶電的設備外殼，因人體電阻較接地極電阻大，大部分漏電電流流經接地極入地，從而保證了人身的安全。

2.2 IT系統應用范圍

IT系統適用于各種不接地配電網，凡由于絕緣損壞或其它原因而可能帶危險電壓的正常不帶電金屬部分，除另有規定外，均應接地。接地具體部位是：

（1）電動機、變壓器、開關設備、照明器具、移動式電氣設備的金屬外殼；

（2）OI類和I類電動工具或電器金屬外殼；

（3）配電裝置金屬構架、控制臺金屬框架及靠近帶電部分金屬遮欄和金屬門；

（4）配線金屬管；

（5）電氣設備傳動裝置；

（6）電纜金屬接頭盒、金屬外皮和金屬支架；

（7）架空線路金屬桿塔；

（8）電壓互感器和電流互感器二次線圈等。

3 TT系統供電安全可靠性分析

配電系統引出L1L2L3 3條相線和中性N線。如電氣設備金屬外殼未采取任何安全措施，則當電機故障外殼帶電時，故障電流將沿低阻值的配電系統工作接地構成回路。由于接地電阻R很小，設備外殼將帶有接近相電壓的故障對地電壓，電擊的危險性很大，因此必須采取間接接觸電擊防護措施。

該電壓低于相電壓，但由于RA與RN同在一個數量級，所以幾乎不可能被限制在安全范圍內。一般的過電流保護裝置實現ms級速斷困難，所以一般情況下不能采用TT系統。如確有困難不得不采用，TT’系統時，則必須將故障持續時間限制在允許范圍內。故障最大持續時間原則上不得超過5S，以減少電流對人體的危害。

農村配電變壓器低壓電力網之所以采用TT系統加裝剩余電流動作保護器（RCD）方式，特別要求選裝漏電總保護，是基于當初我國農村低壓電力網設備健康狀況差，供電范圍較大，無法保證低壓電力網相線、零線對地絕緣等原因，造成農村觸電死亡事故多而采取的技術措施。采用這項措施后，農村因電擊而傷亡的人數的確大大減少。

目前農村已安裝漏電保護的地區因電擊而死亡的事故中，除漏電保護不能起保護作用的兩相電擊，相零線單相電擊外，絕大部分是由于剩余電流動作保護器（RCD）損壞或人為撤出所致。在這種運行方式下用電安全和供電可靠性二者成為突出的主要矛盾。所以應探討既能保證用電安全，又能保證供電可靠性且投資不大的方案。

4 建議將TT系統改為IT'系統

農網建設改造為實現TT系統改造成IT系統方案創造了條件：

（1）經過改造的農網低壓線路部分，各項安全技術指標都已達到了標準要求，低壓線路的拉線都裝上了拉線絕緣子，所以在低壓線路部分發生電擊傷亡事故的可能性只剩下斷線落地，而斷線對于運行狀況良好的電力線路，其幾率本身很小。致于在低壓線路上掛鉤竊電造成的電擊傷害問題屬于違章用電。

（2）如果低壓電力網的用戶和單機（臨時用電，流動排灌、脫粒等）都裝上了家用漏電斷路器或三級末端漏電斷路器，則低壓用戶范圍內人們碰觸電器等引起電擊傷害可能性的地方，都會受到三級末端漏電斷路器的保護。

農網改造后如果達到上述兩個條件，則可以說農村低壓電力網不裝漏電總保護，其防止電擊傷害問題也已得到初步解決。如果在具備上述條件的低壓電力網中，將配電變壓器低壓側中性點直接接地改為不接地，即改為IT系統，那么低壓線路斷線落地的危險性將會更小，即使人身碰上落地斷線的低壓線，通過人體的電流一般只是電容電流。若大于三級末端漏電保護器動作電流整定值，則漏電保護器正常動作跳閘避免電擊事故；若小于三級末端漏電保護器動作電流，則對人身的危害也不大，漏電保護器可不動作。

由于農村低壓配電網經過長期運行，相線或零線對地絕緣有可能出現降低，這是低壓配電網不能改為IT系統的主要原因。若某相線或零線對地交流阻抗下降到10kΩ以下，此時人碰觸到另一相線或落地斷線，則人身可能受到相線與零線問或相線與相線間的電擊傷害。但在三級末端漏電保護完善的低壓電力網中，在漏電保護范圍內出現電擊仍能得到保護，主要的危險是在低壓線路部分。

為了解決這個問題，可以在每一臺配電變壓器低壓側加裝一個測量相線和零線對地交流阻抗的裝置，進行定期測量。與裝設漏電總保護相比較，漏電總保護動作需要斷電檢查故障點，而該方法是在持續供電狀態下查找故障點，供電可靠性要高些。

5 接地電阻允許值

因為故障對地電壓等于故障接地電流與接地電阻的乘積，所以各種保護接地電阻不得超過規定的限值。對于農村低壓配電容量在100kVA以上，限制保護接地電阻值≤4Ω，則能將其故障時限制在安全范圍以內；如配電容量在100kVA以下，由于配電網分布范圍很小，限制保護接地電阻≤lOΩ可滿足安全要求。在高壓配電網中，由于接地故障電流比低壓配電網的大得多，將故障電壓限制在安全范圍以內是難以實現的。因此對高壓電氣設備規定了數值較低的保護接地電阻允許值，并限制故障持續時間。

6 結語

農村配電變壓器低壓電力網經過改造后，線路干線和支線的各項安全技術指標都符合標準，且裝有末端漏電保護器，此類配電變壓器的低壓側運行方式就可以改變為IT系統，即將配電變壓器低壓側中性點直接接地改為不接地，拆除漏電總保護器，在配電變壓器低壓側裝設一個測量相線和零線對地交流阻抗的裝置并定期測試，及時處理接地故障。這樣既保證供電安全，又提高了供電的可靠性。

[責任編輯：丁艷]