石油鉆機安全用電的接地方式

摘 要：本文主要分析了供電系統的接地方式，結合石油鉆井行業的特點來選擇合適它本身的供電系統的接地方式。

關鍵詞：石油鉆機；接地方式

隨著設計和生產能力的不斷提高，我們石油鉆機出口數量逐年增加。隨著出口設備的增加，我們電控設備的設計應首先考慮到安全問題。電控系統的接地直接關系到用戶的人身和財產安全，以及電氣設備和電子設備的正常運行。如何針對實際情況選擇合適的接地系統，確保配電系統及電氣設備的安全使用，是我們設計人員面臨的首要問題。我們首先分析不同接地系統，然后根據石油鉆井行業的特點來選擇它的接地方式。

接地方式按照配電系統和電氣設備的不同接地組合分類。按IEC60364規定，接地系統一般由兩個字母組成，必要時可加后續字母。

第一個字母：表示電源中性點對地的關系

T：直接接地

I：不接地，或通過阻抗與大地相連

第二個字母：表示電氣設備外殼與大地的關系

T：獨立于電源接地點的直接接地

N：表示直接與電源系統接地點或與該點引出的導體相連

后續字母：表示中性線與保護線之間的關系

C：表示中性線N與保護線PE合二為一（PEN線）

S：表示中性線N與保護線PE分開

C-S：表示在電源側為PEN線，從某一點分開為中性線N和保護線PE低壓配電系統有三種形式：TT系統＼TN系統＼IT系統

TT系統

TT方式是指將電氣設備的金屬外殼直接接地的保護系統，稱為保護接地系統，也稱TT系統。第一個符號T表示電力系統中性點直接接地；第二個符號T表示負載設備外露不與帶電體相接的金屬導電部分與大地直接聯接，而與系統如何接地無關。在TT系統中負載的所有接地均稱為保護接地，如下圖所示。這種系統的特點如下。

當電氣設備的金屬外殼帶電（相線碰殼或設備絕緣損壞而漏電）時，由于有接地保護，可以大大減少觸電的危險性。但是，低壓斷路器（自動開關）不一定能跳閘，造成漏電設備的外殼對地電壓高于安全電壓，屬于危險電壓。

當漏電電流比較小時，即使有熔斷器也不一定能熔斷，所以還需要漏電保護器作保護，困此TT系統難以推廣。

TT系統接地裝置耗用鋼材多，而且難以回收、費工時、費料。

TN系統

這種供電系統是將電氣設備的金屬外殼與工作零線相接的保護系統，稱作接零保護系統，用TN表示。它的特點如下：

一旦設備出現外殼帶電，接零保護系統能將漏電電流上升為短路電流，這個電流很大，是TT系統的5.3倍，實際上就是單相對地短路故障，熔斷器的熔絲會熔斷，低壓斷路器的脫扣器會立即動作而跳閘，使故障設備斷電，比較安全。

TN系統節省材料、工時，在我國和其他許多國家廣泛得到應用，可見比TT系統優點多。TN方式供電系統中，根據其保護零線是否與工作零線分開而劃分為TN-C和TN-S等兩種。

TN-C系統

它是用工作零線兼作接零保護線，可以稱作保護中性線，可用NPE表示，如下圖所示。這種供電系統的特點如下。

由于三相負載不平衡，工作零線上有不平衡電流，對地有電壓，所以與保護線所聯接的電氣設備金屬外殼有一定的電壓。

如果工作零線斷線，則保護接零的漏電設備外殼帶電。

如果電源的相線碰地，則設備的外殼電位升高，使中性線上的危險電位蔓延。

TN-C系統干線上使用漏電保護器時，工作零線后面的所有重復接地必須拆除，否則漏電開關合不上；而且，工作零線在任何情況下都不得斷線。所以，實用中工作零線只能讓漏電保護器的上側有重復接地。

PEN線中的電流在有爆炸危險的環境中會引起爆炸。

TN-C方式供電系統只適用于三相負載基本平衡情況。

TN-S系統

它是把工作零線N和專用保護線PE嚴格分開的供電系統，稱作TN-S供電系統，如下圖所示，TN-S系統的特點如下。

系統正常運行時，專用保護線上不有電流，只是工作零線上有不平衡電流。PE線對地沒有電壓，所以電氣設備金屬外殼接零保護是接在專用的保護線PE上，安全可靠。

作零線只用作單相照明負載回路。

專用保護線PE不許斷線，也不許進入漏電開關。

干線上使用漏電保護器，工作零線不得有重復接地，而PE線有重復接地，但是不經過漏電保護器，所以TN-S系統供電干線上也可以安裝漏電保護器。

TN-C-S系統

在系統某一點起，PEN分為保護線和中性線，分開后，中性線（N）對地絕緣（注：PEN線分開后，不能再合并）。TN-C-S供電系統是在TN-C系統上臨時變通的作法。所以TN-C-S系統只是一種臨時性的供電系統。

IT系統

IT系統的電源不接地或通過阻抗接地，電氣設備的外殼可直接接地或通過保護線接至單獨接地體。IT系統的特點如下

單相接地第一次故障時，故障電流小，可不切斷電源，警報設備報警，通過檢查線路消除故障，供電連續性較高。

可采用剩余電流保護器（RCD）進行人身和設備安全保護。

如果消除第一次故障前，又發生第二次故障，如不同相的接地短路，故障電流很大，非常危險，因此對一次故障探測報警設備的要求較高，以便及時消除和減少出現雙重故障的可能性，保證IT系統的可靠性。

通過對以上幾種接地系統的分析，結合石油鉆井行業的特點：要有連續性，有易燃易爆氣體存在的可能，供電距離較短，有專職維護服務人員等。我們覺得IT系統和TN-S系統應該是比較符合石油鉆井行業對接地系統的要求的。

參考文獻：

[1]周超，王常余.注冊電氣工程師自學問答.機械工業出版社，2005.

[2]吳明柱.低壓供電系統接地方式分類.山西氣象，2003.