低壓配電系統中的保護接地和保護接零問題

陳宏興

摘 要：就目前而言，我國相關技術人員預防電氣設備外殼漏電采取的主要方法是保護接地和保護接零。對不同的配電或供電方式采用不同的保護手段，從而達到對低壓配電系統的保護。下文將對低壓配電系統保護接地和保護接零進行分析和探討。

關鍵詞：低壓配電系統;保護接地;保護接零

前言

保護接地和保護接零是低壓配電系統中最常使用的安全保護措施。保護接地是指將電器外殼的導線和大地相連接，當電器出現漏電狀況時，因為電器外殼和大地電位相等，所以可以使人體接觸電器時而避免發生觸電事故。保護接地的同時還能消減電磁場對電器產生的干擾、隔絕靜電，從而對電器起到保護作用;保護接零主要是指將電網的零線與電工設備的金屬性外殼連接起來，從而達到對人體的保護效果。

1關于接零接地保護系統的分析

1.1保護過電壓和過電流

在電力施工現場往往會發生因為電流、電壓超出合理范圍致使工作人員身體受傷的問題，其中賦有代表性的現象就是雷電對電力設施造成的威脅。盡人皆知，在雷雨環境中，電力設施在雷電影響下會形成較大電流，若不科學的指引這些電流通過，便會導致電力設施顯現一定程度的破損，甚至還會致使其發生自燃現象，進而爆發火災事故。對雷電的防范是電力現場施工中至關重要的防范手段。在電力體系中針對雷電的防范大部分是利用接零接地體系來達成防范目標的，此體系將雷電形成的電流科學的導向地面，以此杜絕了電力設施所要承受的傷害，從而保障施工人員的生命安全。

1.2規范標準電壓

在電力體系內，所有電壓器均是一種單獨的電源，這種電源全部擁有自身的電壓，如果電壓不一致將會為電力體系的順利運作造成不良威脅，促使電力體系的運作質量和速率變低，所以要積極制定標準電壓，規范電壓的落實成為了一種有效措施。只有在此基礎上，才能明確所有體系間的聯系，進一步提高電力系統的運作水平，保證其順利進行。

1.3電力系統的順利運作

確保電力系統的順利運作是接零接地保護體系的核心任務。此體系實現這一目的關鍵在于利用保持體系三相電壓間的均衡，以此保障整個系統的合理運作，簡單來講就是通過接地體系中的接地方式來完成的。

對于上述三點所涉及到的重要內容，是接零接地體系的3種核心目的，完成此目的的衡量標準是電力系統能夠順利滿足用電需求，從而提升電力現場施工效率。

2對接零接地系統的類別劃分

對其進行類別劃分，主要包括IT、TN、TT系統，這是接零接地體系的基礎類別，是通過英文字母來進行區分的。首字母表示的意思是電源接地點和地的聯系，次字母表達的意思是和地面的連結形式，T則說明電氣設施的金屬外部構造和地面連結。

2.1有關IT系統

對于這種系統來說，電源系統常常和地面分離，即使因為一些特殊狀況和地面接觸，卻依然是高阻抗來實現的。在相連進程中，還單獨安裝了阻抗檢測設施。這樣做的最終目標是為了隨時隨地的對阻抗進行監控和檢測，以此確保IT系統的順利運作。

2.2有關TT系統

這種系統最突出的特征主要體現在：此系統電力設施并非通過一致的電源來實行徑直觸地的，而是電力設施本身展開直接觸地。TT系統所彰顯的核心優勢是其能規避外部環境的騷擾。其自身具備良好的抗干擾性能，能將外部的中性線產生的低頻、高頻噪聲最大化進行優化。恰恰是因為這個優勢，讓這個系統能快速順應較為糟糕的氛圍和需求較高的區域。與此同時，這里要引起格外重視的是，這個系統并不會隨著中性線的損壞而發生變化，不被其左右，這成為此系統中不容小覷的優勢。

2.3有關TN系統

在接零接地體系中具有代表性，同時也比較關鍵的系統便是TN系統。在這種系統內，通常情況下均是利用電壓器、發電機的中性點和地面實施相連作業，連結形式往往是利用電力設施的金屬外部構造和地面進行連結。二者間連結的線便是protecting earthing，即人們口中常常提高的地線（PE線）。在這一系統中和中性點彼此連結或和回路線連結的線稱為N線，也叫作中性線。TN系統有諸多種類，主要較有代表性的囊括以下幾種，依次是TN-C、TN-C-S、TN-S。

在第一個系統內，N線和保護地接線二者是整合成一條線的，此系統的關鍵目的在于要完成減少零線的對地電壓。要想實現這一目的，必須要在問題電流通過零線到達中點之后，在形成的短路電流超過合理范圍內的條件下，利用電流保護器關閉電源，以此減少零線的對地電壓。

在第三個系統內，N線和保護接地線均是連結在電源相同的一面，TN-S系統廣泛存在于距實際施工現場不遠的配電所中。

3保護低壓配電系統變壓器接地保護配置的策略與方法

3.1考慮單相接地保護的配置

相較于其它配電系統的負荷而言，在低壓配電系統中其系統的負荷是較多的，因此在考慮降低保護配置成本的情況下，在實際的低壓配電系統中大多都是實用速斷保護兼做單相接地保護，而摒棄了在配置單獨的接地保護在每個回路的這種想法。正是由于在實際操作中實用速斷保護兼做單相接地保護，由此對于其裝置的靈敏性與可靠性提出了非常高的要求，不僅僅是在生產階段，在裝置的設計階段就需要對其進行細致的考察與嚴格的校驗。

同時由于不再在每個回路都單獨的配置接地保護，還需要考慮到接地故障發生，但是回路的速斷保護不能夠及時跳閘的意外情況。再這樣的意外下，可以對變壓器低壓側單相接地保護設定一個比較小的整定值，這樣就為低壓配電系統提供了一個接地保護后備，進而避免意外事故的進一步擴大，造成嚴重損失。

3.2考慮CT的安裝位置

由于CT安裝位置對于保護裝置的影響較大，因此應該著重考慮CI的安裝位置，但是CT的安裝位置不是一個因素能夠決定的，在實際進行安裝時，要對單相接地保護判據進行計算與考慮，與此同時再加上對單相接地保護裝置的考慮，在這些理論因素之外，同時還要考慮實際安裝的場所空間、預算支出等各種因素，只有將綜合起來進行分析，才能夠決定CT的最為合適的安裝位置。

3.3考慮單相接地保護整定的上下級配合關系

選定合適的CT位置只是實現保護配置能夠可靠、高效運行的一個保障，同時還要根據系統設計和實際安裝情況考慮單相接地保護整定中上下級之間相互配合。在上下級配合中，比較重要的就是配電變壓器低壓側接地保護定值與斷路器自帶接地保護的配合關系，兩個裝置如何能夠實現相互配合，相互補充，要根據實際情況與設計圖紙來具體進行確定。

結語

不可否認低壓配電系統在目前國內應用范圍積極廣泛，尤其是在核電廠中的應用，對于核電廠的生產效率與效益都有著非常重要的影響，因此要加強對低壓配電系統中變壓器接地保護裝置的關注，解決在保護裝置中存在的各種問題，增強保護裝置的可靠性，避免意外事件的發生以及擴大，只有這樣才能夠最大程度上保證生產的正常進行。[7]而如何進一步提高保護裝置的靈敏度以及整個系統的整定靈活性不僅僅是我們當下所需要考慮與改進的問題，也是我們將來需要持續關注的問題。

參考文獻

[1]吳舒萍.低壓配電系統中接地與接零保護的分析與應用[J].湖南理工學院學報（自然科學版）.2014（03）.

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[3]孫向群.電廠低壓配電系統的安全性研究[J].科技與創新.2015（07）.

[4]王吉晨.低壓配電系統中接地故障的保護研究[J].黑龍江科技信息.2016（24）.