淺談低壓供電系統的接地方式及其應用

李大貴

摘要：低壓配電系統有多種接地方式，每種接地方式都有自己的特點和優缺點，用戶可以根據自身的需要選擇投資較為經濟又能保障運行安全的方式，因此加強對低壓供電系統接地方式的研究與應用具有重要的意義。

關鍵詞：低壓供電系統;接地方式;應用

引言

低壓供電系統的接地方式有三種：IT系統、TT系統、TN系，這三種接地方式容易混淆，本文主要對低壓供電系統的接地方式及其應用進行了綜合分析。

1、IT系統

IT接地系統與其它的TT接地系統、TN接地系統并列，這三種接地系統不必區分誰優誰劣的問題，只是要求在一定的條件或情況下，選擇一種對應的合適的接地系統而已，每種接地系統都有相應的要求，設計中必須得到滿足。IT系統特點：1）IT系統電源端無接地的中性線或經過阻抗接地，單相接地故障情況下通過非故障相的對地電容形成接地故障電流回路，接地故障電流很小，接地故障電壓Uf很低，可帶故障持續運行，供電連續性及安全性最高。在絕緣下降但未出現接地故障時，通過監測供電線路對地絕緣變化情況，在一次接地故障發生前及時處理隱患。即使一次接地故障隱患未處理，其發生后并不會對系統運行造成危害。但一次接地故障發生后并未處理，又發生二次接地故障時要求切斷供電電源。因此，二次接地故障發生前需要發現并處理一次接地故障，以確保故障點對地電壓及故障電流不會對人員造成傷害。IT系統故障電壓計算可參見GB/T16895.10—2010低壓電氣裝置第4-44部分：安全防護電壓騷擾和電磁騷擾防護表44.A1中Uf值。I。2）IT系統不同于常見的TN，TT系統，其系統特性決定必須設置對地漏電流監測裝置，工礦企業660V的IT系統常用漏電繼電器，醫療場所IT系統常用絕緣監測器（IMD）。

由于中性點不接地或經過高電阻接地，單相接地電流只是非故障相對地電容電流的向量和，由于電網不大，接地電容電流也很小，如果設備的外露可導電部分接地電阻不大，在故障設備外露可導電部分的對對地電壓不過幾伏而已，不會對人造成危險，也不影響設備的繼續運行，這樣從而保證了供電的連續性。如果單相接地故障不排除，若又發生異相接地故障，從而通過大地或保護導體形成相間接地短路或相間短路，保護開關必須迅速切除故障，這樣供電的連續性不復存在。為了克服上述的缺點，當發生第一次單相接地故障時，必須報警，使維修管理人員在不停電的情況下排除絕緣故障，保證供電的連續性。

2、TT系統

TT系統內的電源端中性點直接接地，電氣裝置外露可導電的部位連接接地極和電源中性點接地彼此之間相互獨立。TT系統內的N線、PE線之間沒有與電相關的聯系，處于正常運行的狀態下，TT系統更適合在無等電位聯結的環境下應用。

TT接地系統優點：（1）采用剩余電流保護器對室外照明回路進行保護，靈敏度高，可以有效切除故障。（2）與TN-S系統相比，TT系統沒有PE線，可避免PE線傳導故障電壓造成的間接觸電事故。（3）與TN-S系統相比，節約PE線，節約一定工程造價成本。TT接地系統缺點：（1）在山區地下水位低、土壤電阻率高地段，室外照明直接利用基礎地腳螺栓作為接地極，接地電阻值無法滿足要求，需單獨對每個燈桿另設接地極，施工難度較大，成本較高。（2）TT接地系統電源系統接地與設備接地需分開，在某些情況下比較難做到，比如室外照明距建筑很近的情況。（3）TT接地系統比TN-S接地系統故障電流小，采用剩余電流保護器做接地保護，靈敏度高，既是優點又是缺點，因為降低了供電可靠性。在室外照明正常情況下，泄漏電流較大，如果剩余電流整定過小，誤動概率較大，所以IEC標準提出“TT系統接地電阻足夠小的情況下，切斷供電保護可用熔斷器”，不采用剩余電流保護器。

3、TN系統

TN系統內部的電源端往往會有直接接地的一點，一般以中性點為主，電氣裝置外露的可導電部分對中性導體進行保護，或者實現導體和該點的連接，IEC標準根據N線、PE線連接的要求重新組合，主要有3種組合形式，即TN-S系統、TNC系統、TN-C-S系統。TN-S系統內的N線、PE線分別獨立運行，在正常運行期間，專用PE線中不會有電流流過，N線會有不平衡電流流過[2]。PE線和地面之間不存在電勢差，所以，主要是利用專用PE線實現電氣設備外殼的保護接地操作，如此一來也為系統賦予安全性，在獨立運行的變配電所內應用。TN-C系統內的N線、PE線結合，如果三相負荷平衡性差，那么N線上將會有不平衡電流流過，并且形成電位差，電氣設備金屬外殼對地帶電位，從而限制了該系統的運用范圍，只能夠在三相負荷平衡、管理全封戶能力強的工業廠房建筑中使用。TN-C-S系統內只有部分N線與PE線整合，雙方分開之后便不會再合并，主要是在建筑物電源為區域變電所的前提下采用。

TN-S接地系統優點：接地故障電流比TT系統大，更有利于斷路器或熔斷器的過流保護切斷故障電流。TN-S接地系統缺點：（1）當室外照明線路較長、負荷分散，短路電流就較小，不足以在規定時間內切斷故障電流，導致故障點危險電壓危及人身安全。（2）存在故障電壓隨PE傳導，存在故障電壓蔓延的風險。

TT系統與TN系統是可以共用于同一變壓器。由同一變壓器引出的供電，其中室內供電采用TN系統，室外照明采用TT接地系統。室外照明無總等點位聯結，室外照明設備外殼與室內PEN線沒有導通，不存在傳來室內故障電壓的風險。室外照明的TT系統內發生接地故障時，故障電流通過RA′、大地、RB至變壓器中性點，故障電流較小，不能用熔斷器和斷路器切斷電源。在照明配電出線處安裝漏電保護器，可以實現路燈接地故障的有效切除。這就實現了室內供電和室外供電的獨立運行，互不干擾，有效提高了室內外供電的安全性。另外，室外照明一般都有燈桿基地，直接利用基礎螺栓作為接地極，一般可以滿足漏電保護器有效動作要求，極大節約了接地成本。

結束語

綜上所述，低壓電氣接地方式的選擇與實際的需要有著密切的聯系，用戶可以根據自身的需要選擇投資較為經濟又能保障運行安全的方式。

參考文獻

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