試論低壓配電系統的接地故障保護

陳忠偉

(重慶潤豐工業設備安裝工程有限公司，重慶 400013)

近年來我國的經濟基礎得到了較大程度的提升，與此同時工業產業也得到了長足的進步。而為了保證大規模工業生產的需求，政府興建了大量發電設備。在實際生產中往往由于管理等多方面的因素，會出現因電能控制出現問題而導致的安全事故，給工人的正常工作帶來了較大影響，甚至會威脅到人身安全。在大量的事故類型當中，觸電是最常見的事故，并且間接觸電以其高威脅性位于榜首。為了有效制止這一現象的發生，安全管理人員設置了接地以及接零這兩種高效的防治方法，能有效防止出現觸電事故。我國當前企業采取的防止觸電方法有很多種，本文主要研究了各種方法的優缺點，并提出了相關建設性的意見與建議。

1 接地故障引起火災的主要原因

一般來說，接地故障發生之后會產生較大的電流，進而引起火災。有的電路系統施工工藝不過關，導致零線沒有良好的保護措施，經常出現短路現象，也是火災高發的原因之一。有的設備會產生接地故障，也能產生火災。

2 造成接地故障的主要因素

在接地系統的安裝過程中，企業為了進一步縮減成本，往往會安排專業性不高的安裝人員來負責安裝，從側面降低了安裝質量。有的電氣設備因長時間使用而變得老舊不堪，容易產生安全事故。甚至有些企業為了節約成本選用假冒偽劣產品，給接地系統的正常工作帶來了極大的安全隱患。這些都是造成故障的主要原因［1］。

3 低壓配電系統如何避免接地故障

1)接地系統的施工應當嚴格按照國家出臺的相關法案進行，避免亂施工帶來的安全隱患。對于規格較大、安裝較復雜的電纜來說，施工人員應當規范施工過程與施工步驟，搬運過程中要輕拿輕放，避免因過猛操作而損傷電纜的絕緣層。

2)接地系統裝修工程的施工也要嚴格按照國家出臺的相關措施進行，裝修材料的選擇要謹慎小心，不選用任何在高溫環境下容易起火的材料。

3)配電裝置是整個電力系統的核心部件，在配電裝置的安裝中應當保證安全，不與可燃物接觸，避免發生火災影響配電裝置的正常工作。

4)為了確保電線有一定的防火能力，實際安裝中應當盡量選擇防火能力高的線路。在多種防火線路當中，阻燃型銅芯導線是較好的選擇。其單位長度電阻較小，輸送電能的能力優秀，工作狀態較為穩定，還能有效防火。有的設備采用過電流來進行接地故障保護，雖然有一定的合理性，但是基本上還屬于有缺陷的保護方式。在較大的電力系統當中，保護裝置被人為的放大，無法起到保護的作用。并且一般發生故障的地方都在整個系統的末端，由于長度較長，整個故障回路的電阻較大，過電流較小，無法起到保護作用。有時候接地裝置的安裝混亂，使得短路的回路電阻較大，也無法觸發過電流保護裝置［2］。

5)如何采用零序電流的保護方法來保護接地故障。在國外電力學家的研究當中，認為電流在流入電路經過各個節點的過程中，整體電流為零。而一般的電力系統都采用的是三相交流電，每一相電流的矢量和即為我們常說的零序電流。在沒有發生接地故障的時候，三相交流電的矢量和為零，但是整體不平衡。三相交流電中某一相發生故障的時候，其電流狀態發生變化，造成零序電流的改變。而得到的零序電流與出現問題的某一相電流的大小相同。因此，實際電路當中可以使用零序電流來進行接地故障的防護。這就是我們常說的TN接地系統防護模式。在這種防護模式當中，在某一相電路發生接地故障的時候，整個回路會形成較大的阻抗來減小過載電流，避免過載電流過大而燒壞整個電路系統。

假若電路的設計較好，能將動作電流的大小限制在合適的水平，在發生故障的時候，避免由于電流過大而造成系統的障礙。在發生接地故障的時候，也能避免不平衡電流過大而產生危險。日常工作中，工作人員只需對零序電流進行實時監控就能起到保護接地故障的效果，大大簡化了接地故障保護措施。在TT系統當中，三相交流電正常工作中會產生較大的不正常電流，其他回路為了阻斷這樣的電流，就會產生一定數值的電阻。當電阻值較大的時候，電路故障檢測裝置難以檢測出故障電流，因此對故障的報警也難以保證，因此常用的零序電流保護法在TT接地系統中的使用應當十分謹慎。并且應當注意到的是，這種保護方法在單相配電線路上的應用還存在較大爭議。

為了更精確地保護電力系統，在實際施工開始之前要計算好接零以及接地線的截面面積，并在實際施工中予以施行。要檢查好整個電路系統的連接端子，確保其緊密性，避免由于松動導致的質量問題。

在所有接地電力系統保護方案當中，不管方案的效率、質量如何，都是根據我國出臺的相關電力保護措施來制定的，是現行主要的防護措施。相關施工單位要保證施工現場的安全，就應當熟悉這些措施并貫徹到實際施工當中。一棟建筑物的結構是復雜的，為了保證不出現漏電事故，施工時應當將建筑物外部暴露的所有可導電部分全部連接起來并接地，才能保證不發生漏電的情況，這種處理方式叫做等電位聯結。在等電位聯結處理當中，由于諸多原因，在電位聯結的過程中會將人工物體作為等電位聯結的媒介，這種連接方式沒有接地，因此靈活性較大。但是不是所有的物體都可以作為媒介存在的，特別是煤氣管道這樣的關鍵性物體，假若漏電就會帶來無法挽回的損失。煤氣管道在接入每家每戶之后，必須要有絕緣層來保護，并要與大地接觸良好。并設置局部與輔助電位來保證整體性。在等電位聯結全部完成之后，整個建筑物就保持了等電位，在出現電力系統故障，并且由于接觸出現了電位差、電弧的情況，就能主動消除火花，避免由于接地故障所導致的火災［3］。

6)在建筑物的關鍵部位安裝漏電斷路器。從理論上來講，一般的低壓配電系統都有較好的接地故障保護措施。但是實際情況千變萬化，電路在生活中往往會發生大量的突發情況，因此接地故障保護措施難以保證建筑物不發生安全事故。但是假若電路當中安裝了具有漏電保護功能的斷路器，就能有效防止電弧短路的發生，避免出現火花而引起火災。建筑物的電路在具有一定整體性的前提下還要分級設立防護措施，確保每一級電路都有漏電斷路器進行保護，才能避免出現漏電而導致的大面積停電，并在電路的總控制部分加設總漏電控制器，設定一定數值的破壞電流來避免出現問題。

7)采用總等電位聯接。總等電位聯接是指在保護等電位聯接中，將總保護導體、總接地導體或總接地端子、建筑物內的金屬管道和可利用的建筑物金屬結構等可導電部分連接到一起。這樣做的目的在于有效降低了接地故障設備對大地的電壓，對人身安全起到了有力作用，同時對放電火花、設備保護也有重要意義。

4 結語

做好低壓配電系統中的接地故障保護措施不僅僅關乎著以后配電系統的安全運行，而且更重要的是能有效降低火災和人員傷亡事故的發生率。所以我們務必重視這項工作，認真做好各種防范措施，確保人員財產安全。

［1］雍 靜，婁方橋，王一平，等.低壓配電系統單相非線性負荷的諧波衰減效應研究［J］.中國電機工程學報，2011，31(13):55-62.

［2］崔 靜，王 沙，王 陽，等.低壓配電系統中矩形水平母線動熱穩定計算［J］.低壓電器，2013(21):64-68.

［3］馬俊賢，劉洪武，管瑞良，等.低壓配電系統設計選型軟件的開發研究［J］.低壓電器，2013(9):34-37.