關于電力配電系統接地保護的探究

丁蔓菁

摘要：電力系統設備具有種類繁多、規模巨大、運行工況復雜、運行條件惡劣等特點，這給設備維護和安全保障工作造成了很大的難度，其中的接地保護問題又是一個看似簡單卻至關重要的環節。由于電氣裝置絕緣老化、磨損或被過電壓擊穿等原因，使原來不帶電的部分（如金屬底座、金屬外殼、金屬框架等）帶電，或使原來帶低壓電的部分帶上高壓電，這些不正常帶電會引起電氣設備損壞和人身觸電傷亡等事故。為了避免這類事故的發生，通常采取保護接地和保護接零的防護措施，而它的作用主要就是防止人身遭受電擊、避免設備線路的損壞、預防火災雷擊、防止靜電損害以及保障電力系統的正常運行。

關鍵詞：電力;接地;保護

引言

隨著當前電力技術的不斷應用，各個生產部門和人類生產中的用電需求不斷的增加，配電技術也在不斷的更新和跟進之中。在這種情勢的推動之下，配電系統安全已成為當前社會中用電安全的保障，是當前人們生命財產安全的關鍵和保證。在當前配電系統安裝的過程中，接地系統在安裝過程中占有重大比例，是保證供電系統的可靠性和安全性的主要因素。隨著當前經濟的發展，電力系統也不斷的擴大和發展，電網中大容量、高參數機組不斷的投入使用，電力系統的穩定性能和發電設備的安全運行對配電線路的要求越來越高。在這種情形下，加強配電系統的接地保護是當前配電系統設計過程中的關鍵，是將各種安全隱患降到最低的基礎設備與設施。

1接地的概念及分類

為滿足電氣裝置和系統的工作特性和安全防護的要求，將電氣裝置和系統的任何部分與土壤間做良好的電氣連接，稱為接地。接地按用途不同有工作接地、保護接地和保護接零之分：

1.1工作接地

為了使系統以及與之相連的儀表均能可靠運行并保證測量和控制精度而設的接地（如系統中變壓器中性點的接地），稱為工作接地。它分為機器邏輯地、信號回路接地、屏蔽接地，在石化和其它防爆系統中還有本安接地。

1.2保護接地

將電氣裝置的金屬外殼和架構（在正常情況下不帶電的金屬部分）與接地體（接地極）之間作良好的金屬連接，因為他對間接觸點有防護作用，故稱作保護接地。如TT系統和IT系統。

1.3保護接零

由于保護接地具有一定的局限性，所以常采用保護接零。即對間接觸點進行防護，將電氣裝置的外殼和架構與電力系統的接地點（如接地中性點）直接進行電氣連接，如TN系統。

2接地保護的分類

2.11TN-S系統

TN-S供電保護系統是當前接地保護系統中使用最為廣泛的系統之一，是采取三相五線制的保護方式。在TN-S的供電系統中，中性點接地普遍采用采用三相五線制，在整個配電系統中，都使用這種方式對中性線與接地線進行良好的并聯過程，通過其與電源之間的連接來進行直接的接地過程。在負載端是分開的;將電氣設備在正常情況下不帶電的金屬部分與系統中的PE線相接實現保護接零。TN-S制式的優越性：在接地線連接之后，正常情況下是不通過電流的，也可以理解為不通電的，因此在施工的過程中對人身安全的保障十分的好，有助于施工人員的安全保障。在發生相線碰殼對地短路時，短路電流通過PE線流回電源中性點，由于PE線是低阻抗通道，短路電流足夠大到可以使過電流保護動作而切斷故障，從而保護了設備和人身安全。TN-S制式由于在設計和施工的過程中有著諸多的優越性和安全性，其在當前我國交流低壓配電系統中成為主要的中心點接地方式，是未來我國交流低壓配電系統的發展方向與發展基礎。TN-S制式可以重復接地，通常是對PE線進行重復接地，也可以對N線重復接地。在必要的時候，也可以對PE線和N線同時進行重復接地，但這兩個接地極不準合用，而且要相隔一定的距離。由于可以重復接地，接地的可靠性進一步提高，安全性也進一步提高。

2.2TT系統

電源端的中性線（N線）直接接地，采用三相四線制，電氣設備采用保護接地的方式，即將電氣設備在正常情況下不帶電的金屬部分與設備就地的埋地接地體作金屬連接實現保護接地。TT制式的優越性：設備的金屬外殼在正常情況下處于地電位，也就是不帶電。即使設備接地線斷掉，所連接的設備金屬外殼也不會帶電，對人身十分安全。系統采用三相四線制，無專用PE電纜線芯（或電線），可節約一定電纜電線投資。但是其在任何用電設備附近都要求有埋于地中且接地良好（接地電阻不大于4Ω）的接地體（或接地網），這樣才能保證用電設備保護接地的安全。

2.3IT系統

IT系統是利用先進的科學技術和計算機技術對交流低壓配電系統進行控制的過程，是通過電源端的中性點經高電阻接地，在接地的過程中采用的是三相三線制，電氣設備采用保護接地的方式。其在使用的過程中由于電源控制性能良好，使得在中心點接地的過程中要求不高，甚至可以不接地，但是企業節點檢測的過程中由于操作復雜，已經很少采用。由于采用保護接地，設備的金屬外殼在正常情況下處于地電位，也就是不帶電。即使設備接地線斷掉，所連接的設備金屬外殼也不會帶電，對人身十分安全。

3電氣保護中常見問題

（1）一個供電系統內的用電設備既有保護接地，又有保護接零，這樣重復接地不能提高用電設備安全可靠性。重復接地的概念在電氣接地保護安全技術規范中，是指采用保護接零技術，為防止零線斷線失去保護功能而需要零線多點接地來保障，保護零線這種多點接地方式為重復接地。其次，在電氣接地保護安全技術規范中，保護方式有兩種：保護接地和保護接零。然而，供電系統也有中性點接地與不接地系統之分，其保護接地方式多適用于中性點不接地系統，保護接零方式多適用于中性點接地系統。由此可見，不同的保護方式適用不同的系統，它們的保護原理和技術規范也不相同。（2）低壓電力網不宜采用TN-C系統低壓電力線路改造中，有的單位要求把電能表外殼與中性線連接在一起，形成了TN-C系統。而TN-C系統只適合于有獨立變壓器且有電氣專業人員維修的廠礦。低壓電力網宜采用TT系統，一般用戶是不應采用TN-C系統的。（3）電氣地不是單純的大地，與大地連接，并非一定能實現接地保護功能。電氣地是指在電氣接地保護安全技術規范中，電氣裝置或設備因故障向大地泄放危害能量時，能保障工作人員安全的無電位差的零電位地。也就是說大地與電氣地在物質形態上是相同的，但安全防護功能條件是不相同的。接地保護功能在電氣接地保護安全技術規范中，是指通過具有技術標準的接地裝置來實現安全保護功能。（4）減少金屬材料的經濟消耗不應依靠用電設備的串聯接地。要保障每個用電設備的工作可靠性，就要減少用電設備的接線的復雜性，避免干擾因素的復雜化。其次，用電設備與接地裝置相連，是為了準確可靠的實現安全保護，同時也反映接地裝置的功能有效性。因此，用電設備的使用安全，預防觸電事故是第一位的。

結語

接地保護看似簡單卻關系到人類生命財產安全的問題，一定要引起重視，主要可以從以下幾點措施入手：a.降低漏電設備對地電壓。b.降低三相不平衡時零線上出現的電壓。c.當零線發生斷線時，減輕事故的危害性。d.縮短漏電事故時間。e.改善線路的防雷性能。總之，一名合格的電氣技術人員一定要注重電氣安全技術規范，強化堅持“安全第一、預防為主”的職業意識，同時借助現代先進的微電子技術和計算機技術進一步嚴密電氣安全技術，保障電氣接地保護安全技術的正確應用，有效地檢測電氣接地保護裝置的隱患。

參考文獻

[1]成海濱.中低壓電配電網設備故障檢修策略[J].科技資訊，2010，4：86-87.

[2]徐旭東.接地保護和等電位聯結在電氣產品中的應用[J].電工電氣，2010，4：61-62.