試析低壓配電接地方式分析及故障保護(hù)防范

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)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(wèn)題時(shí)會(huì)引起電器事故發(fā)生，對(duì)工作人員的生命安全造成了嚴(yán)重的威脅，并且對(duì)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(hù)

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(hù)零線和工作零線具有共用的特點(diǎn)，當(dāng)電器設(shè)備的相線和外殼接觸發(fā)生故障時(shí)，故障電流會(huì)經(jīng)過(guò)中性線進(jìn)一步回流到接地線中，發(fā)生故障時(shí)的電流比較大。TN-C系統(tǒng)在三相負(fù)荷平衡的場(chǎng)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(fù)荷不平衡中的場(chǎng)所發(fā)現(xiàn)，保護(hù)零線中會(huì)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(duì)人們的生命安全造成一定的傷害，讓保護(hù)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(hù)零線和中性線是互相分開(kāi)的，具有獨(dú)立性的特點(diǎn)，當(dāng)電器設(shè)備的相線和外殼接觸發(fā)生故障時(shí)，短路的電流比較大，當(dāng)中性線處于斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，三相符負(fù)荷出現(xiàn)不平衡的情況，中性點(diǎn)的電為逐漸增高，但此時(shí)電器設(shè)備的外殼和保護(hù)零線并不帶電，電器設(shè)備可以正常的運(yùn)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(shí)，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(kāi)狀態(tài)時(shí)，出現(xiàn)的故障同TN-S系統(tǒng)的故障相同。保護(hù)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(hù)零線相連接的電器設(shè)備外殼不會(huì)帶電，電器設(shè)備可以正常的運(yùn)行，故障問(wèn)題較少，并且對(duì)人們的生命安全不會(huì)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(diǎn)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(jìn)行接地，并且此系統(tǒng)中沒(méi)有工作零線，僅有線電壓沒(méi)有相電壓。不同電器設(shè)備的保護(hù)零線各自接地。IT系統(tǒng)的供電距離比較短時(shí)，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(duì)地漏的電流比較小，對(duì)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(chǎng)所。如果IT系統(tǒng)的一相接地出現(xiàn)故障問(wèn)題時(shí)，可以使用熔斷器將接地的一相進(jìn)行切斷，但是其他相可以正常進(jìn)行供電，并且電器設(shè)備有接地保護(hù)措施。當(dāng)單相絕緣被破壞時(shí)會(huì)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(jìn)行流通，其中一個(gè)通過(guò)接地線接入大地中，另外一個(gè)通過(guò)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(guò)接地體流入大地中，僅有一小部分電流通過(guò)人體，通過(guò)人體的電流沒(méi)有達(dá)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(yùn)行。

1.3 TT系統(tǒng)

TT系統(tǒng)中沒(méi)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(shí)驗(yàn)室、地下礦井以及相關(guān)坑道指揮場(chǎng)所等，TT系統(tǒng)對(duì)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(diǎn)直接接地，當(dāng)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)出現(xiàn)單相接地的情況時(shí)，通過(guò)接地中性點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)單相短路的現(xiàn)象，并且會(huì)產(chǎn)生較大的短路電流，使用保護(hù)單元可以將單相接地的線路進(jìn)行快速切除，對(duì)TT系統(tǒng)中其他部分不會(huì)產(chǎn)生影響，其他部分正常運(yùn)行。

二、低壓配電接地系統(tǒng)故障的保護(hù)措施

2.1 TN系統(tǒng)接地故障保護(hù)

其一，接地故障保護(hù)對(duì)時(shí)間的要求。如果在TN系統(tǒng)中發(fā)生單相接地的故障時(shí)，因?yàn)榛芈返淖杩鼓芰Ρ容^弱，導(dǎo)致短路的電流較大，需要馬上切除故障。對(duì)電器設(shè)備進(jìn)行保護(hù)之前，短路電流在中性線和保護(hù)零線上壓力會(huì)有所下降，電器設(shè)備的金屬外殼會(huì)出現(xiàn)帶電的情況。中性線和保護(hù)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(guò)了安全電壓，并且電壓還可以順著中性線和保護(hù)零線傳到一些沒(méi)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(hù)設(shè)備需要立即對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)故障的線路進(jìn)行馬上切除，從而對(duì)保護(hù)設(shè)備的開(kāi)斷時(shí)間有嚴(yán)格的要求。配電主線和只供給固定式用電設(shè)備的末級(jí)配電線路的時(shí)間需要在4s之內(nèi)，手握式和移動(dòng)式的電器設(shè)備的末級(jí)配電線路的時(shí)間要在0.5s之內(nèi)。其二，TN系統(tǒng)漏電保護(hù)措施。通常情況下會(huì)使用過(guò)電流保護(hù)的方法，如果過(guò)電流保護(hù)的方法不能滿足相關(guān)要求時(shí)可以使用零序保護(hù)的方法，零序保護(hù)方法的整定值應(yīng)該避開(kāi)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(shí)使用的較多，對(duì)于手握式和移動(dòng)式的電器設(shè)備的供電線路，為了控制中性線和保護(hù)零線的電壓流向需要在電器設(shè)備上安裝漏電電流保護(hù)裝置，采取保護(hù)措施的電器設(shè)備的金屬外殼需要使用單獨(dú)接地的方法。

2.2 IT系統(tǒng)接地故障保護(hù)措施

在IT系統(tǒng)中首次出現(xiàn)接地故障時(shí)，因?yàn)閱蜗嘟拥毓收系碾娏鞅容^小，所以在發(fā)生故障時(shí)可以正常進(jìn)行供電，不進(jìn)行切除操作，但是需要對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如果一旦出現(xiàn)任何其他情況可以發(fā)出報(bào)警信號(hào)，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(dú)接線并且第二次發(fā)生故障時(shí)，需要在要求的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行切除。

2.3 TT系統(tǒng)接地故障保護(hù)措施。

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

三、結(jié)語(yǔ)

低壓配電系統(tǒng)是一項(xiàng)復(fù)雜、事關(guān)安全的工程，接地形式與接地故障保護(hù)息息相關(guān)，有關(guān)技術(shù)人員一定要按有關(guān)國(guó)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(duì)不同接地方式的故障保護(hù)措施進(jìn)行了說(shuō)明，電力部門(mén)可以借鑒上述內(nèi)容進(jìn)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(xiàn)：

[1]羅宇輝.低壓配電系統(tǒng)中接地故障保護(hù)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(hù)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(jiǎn)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(zhuān)；職稱(chēng)：助理工程師。