試析低壓配電接地方式分析及故障保護防范

摘要：隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國的城鄉(xiāng)用電量在不斷的增加，這就使低壓配電的要求不斷提升。但是當(dāng)電能使用出現(xiàn)一些問題時會引起電器事故發(fā)生，對工作人員的生命安全造成了嚴重的威脅，并且對各行業(yè)的發(fā)展造成一定的阻礙。

關(guān)鍵詞：低壓配電；接地方式；故障保護

一、低壓配電接地方式介紹

1.1 TN系統(tǒng)

1.1.1TN-C系統(tǒng)。TN-C系統(tǒng)中保護零線和工作零線具有共用的特點，當(dāng)電器設(shè)備的相線和外殼接觸發(fā)生故障時，故障電流會經(jīng)過中性線進一步回流到接地線中，發(fā)生故障時的電流比較大。TN-C系統(tǒng)在三相負荷平衡的場所使用的較多，并且使用的效果較好，故障發(fā)生率比較小，相關(guān)人員將TN-C系統(tǒng)用在三相負荷不平衡中的場所發(fā)現(xiàn)，保護零線中會有不平衡的電流出現(xiàn)，導(dǎo)致電器設(shè)備的外殼帶電，可能對人們的生命安全造成一定的傷害，讓保護零線再一次接地可以使接地的電壓降低。

1.1.2TN-S系統(tǒng)。TN-S系統(tǒng)中保護零線和中性線是互相分開的，具有獨立性的特點，當(dāng)電器設(shè)備的相線和外殼接觸發(fā)生故障時，短路的電流比較大，當(dāng)中性線處于斷開狀態(tài)時，三相符負荷出現(xiàn)不平衡的情況，中性點的電為逐漸增高，但此時電器設(shè)備的外殼和保護零線并不帶電，電器設(shè)備可以正常的運行，為人們和各行業(yè)提供充足的電能。

1.1.3TN-C-S系統(tǒng)。此系統(tǒng)的接地系統(tǒng)包括TN-C系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)兩種，當(dāng)電器設(shè)備和外殼接觸時，出現(xiàn)的故障同TN-C系統(tǒng)的故障相同。當(dāng)中性線處于斷開狀態(tài)時，出現(xiàn)的故障同TN-S系統(tǒng)的故障相同。保護零線可以再次接地，工作零線不能多次接地，這種情況使同保護零線相連接的電器設(shè)備外殼不會帶電，電器設(shè)備可以正常的運行，故障問題較少，并且對人們的生命安全不會造成影響，從而可以為人們提供充足的電能。

1.2 IT系統(tǒng)

IT系統(tǒng)中的變壓器中性點一般情況下不能接地，如果有特殊要求需要使用高阻抗接地的方法進行接地，并且此系統(tǒng)中沒有工作零線，僅有線電壓沒有相電壓。不同電器設(shè)備的保護零線各自接地。IT系統(tǒng)的供電距離比較短時，供電的可靠性和安全性均較高，IT系統(tǒng)只有一相接地的情況下，單相電對地漏的電流比較小，對電源的電壓平衡狀態(tài)不能造成任何的破壞，此系統(tǒng)使用于要求連續(xù)供電的場所。如果IT系統(tǒng)的一相接地出現(xiàn)故障問題時，可以使用熔斷器將接地的一相進行切斷，但是其他相可以正常進行供電，并且電器設(shè)備有接地保護措施。當(dāng)單相絕緣被破壞時會觸碰到電器設(shè)備的外殼，使電器設(shè)備的金屬外殼帶電，工作人員接觸金屬外殼可以有效的減少觸電事故。其主要原因是電流有兩條并聯(lián)的電路進行流通，其中一個通過接地線接入大地中，另外一個通過人體，人體電阻比接地電阻大很多。為此絕大多數(shù)電流通過接地體流入大地中，僅有一小部分電流通過人體，通過人體的電流沒有達到人體的安全電流，可以減少觸電事故發(fā)生，使電器設(shè)備正常運行。

1.3 TT系統(tǒng)

TT系統(tǒng)中沒有工作零線，單相用電的電器設(shè)備不適合使用此系統(tǒng)，此系統(tǒng)適用于一些有特定要求的地方。例如電力煉鋼、比較重要的手術(shù)室和實驗室、地下礦井以及相關(guān)坑道指揮場所等，TT系統(tǒng)對電器設(shè)備的耐壓要求比較高。除此之外，TT系統(tǒng)的中性點直接接地，當(dāng)中性點直接接地系統(tǒng)出現(xiàn)單相接地的情況時，通過接地中性點會出現(xiàn)單相短路的現(xiàn)象，并且會產(chǎn)生較大的短路電流，使用保護單元可以將單相接地的線路進行快速切除，對TT系統(tǒng)中其他部分不會產(chǎn)生影響，其他部分正常運行。

二、低壓配電接地系統(tǒng)故障的保護措施

2.1 TN系統(tǒng)接地故障保護

其一，接地故障保護對時間的要求。如果在TN系統(tǒng)中發(fā)生單相接地的故障時，因為回路的阻抗能力比較弱，導(dǎo)致短路的電流較大，需要馬上切除故障。對電器設(shè)備進行保護之前，短路電流在中性線和保護零線上壓力會有所下降，電器設(shè)備的金屬外殼會出現(xiàn)帶電的情況。中性線和保護零線的阻抗占故障線路總阻抗的比例較大，產(chǎn)生的電壓超過了安全電壓，并且電壓還可以順著中性線和保護零線傳到一些沒有出現(xiàn)故障的電器設(shè)備的金屬外殼上。為了防止人們接觸到出現(xiàn)故障的電器設(shè)備的金屬外殼上，保護設(shè)備需要立即對已經(jīng)出現(xiàn)故障的線路進行馬上切除，從而對保護設(shè)備的開斷時間有嚴格的要求。配電主線和只供給固定式用電設(shè)備的末級配電線路的時間需要在4s之內(nèi)，手握式和移動式的電器設(shè)備的末級配電線路的時間要在0.5s之內(nèi)。其二，TN系統(tǒng)漏電保護措施。通常情況下會使用過電流保護的方法，如果過電流保護的方法不能滿足相關(guān)要求時可以使用零序保護的方法，零序保護方法的整定值應(yīng)該避開線路的最大不平衡電流。此種方法在變壓器低壓側(cè)出線處單相接地故障時使用的較多，對于手握式和移動式的電器設(shè)備的供電線路，為了控制中性線和保護零線的電壓流向需要在電器設(shè)備上安裝漏電電流保護裝置，采取保護措施的電器設(shè)備的金屬外殼需要使用單獨接地的方法。

2.2 IT系統(tǒng)接地故障保護措施

在IT系統(tǒng)中首次出現(xiàn)接地故障時，因為單相接地故障的電流比較小，所以在發(fā)生故障時可以正常進行供電，不進行切除操作，但是需要對其進行監(jiān)測，如果一旦出現(xiàn)任何其他情況可以發(fā)出報警信號，從而立即切斷出現(xiàn)故障的線路。IT系統(tǒng)的外漏可導(dǎo)電部分可以使用同一接地極接入地下，當(dāng)外漏可導(dǎo)電部分使用單獨接線并且第二次發(fā)生故障時，需要在要求的時間內(nèi)進行切除。

2.3 TT系統(tǒng)接地故障保護措施。

當(dāng)TT系統(tǒng)接地出現(xiàn)故障時對其電流不能進行準(zhǔn)確的計算，但是TT系統(tǒng)的接地故障電流比較小，過電保護方法的靈敏度不能滿足要求，需要使用漏電保護器進行保護。同時TT系統(tǒng)線路中保護電器外漏導(dǎo)電部分需要使用保護零線接到接地極上，接地的電阻要在25Ω之內(nèi)。

三、結(jié)語

低壓配電系統(tǒng)是一項復(fù)雜、事關(guān)安全的工程，接地形式與接地故障保護息息相關(guān)，有關(guān)技術(shù)人員一定要按有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范執(zhí)行，做到概念清楚、具體分析、準(zhǔn)確把握，才能有效地防止觸電和火災(zāi)發(fā)生，提高安全用電水平。本文對不同接地方式的故障保護措施進行了說明，電力部門可以借鑒上述內(nèi)容進行防范和改正，從而為人們提供更好的電力服務(wù)。

參考文獻：

[1]羅宇輝.低壓配電系統(tǒng)中接地故障保護分析[J].科技展望，2016，（27）：94.

[2]吳劍超.低壓配電系統(tǒng)接地故障保護的分析與研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015，（05）：189.

（作者單位：茂名高州供電局）

作者簡介：馮福清（1981.12.24），性別：男；籍貫：廣東省高州市；民族：漢族；學(xué)歷：大專；職稱：助理工程師。