低压配电系统的线制及漏电保护问题研究

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1、低压配电系统的线制及漏电保护问题研究摘要：在低压配电系统中，漏电故障比电气设备的外壳带电故障更容易发生，对人身安全造成严重威胁，漏电保护器是低压配电系统的主要防触电措施之一。结合低压配电系统的线制和接地形式对漏电保护原理、接线方法、剩余电流检测等问题进行研究。关键词：低压配电网漏电保护剩余电流接地互感器中图分类号：TM564.8文献标识码：A文章编号：1007-3973（2013）011-028-021低压配电系统的线制和接地形式1.1低压配电系统的线制低压配电网由低压配电线路及其附属电气设备组成的向用户提供电能的配电网。低压配电网的

2、功能是以中压（或高压）配电变压器为电源，将电能通过低压配电线路直接配送给用户。低压配电网包括配电变压器低压套管引出线、低压配电装置、低压干线、低压分支线和接户线等。低压配电电压应采用220/380伏。带电导体系统的型式宜采用单相二线制、三相三线制和三相四线制。三相变压器的三个相绕组分别安装在铁芯的三个柱上，原边（初级）高压按三角形连接，副边（次级）按星形连接。发电机三相电源向变压器原边供电，副边三相电压向量相隔120❷❷喔涸亟尤勵撐拥八喔涸匿秤鮒行韵摺？1.2低压电力系统的接地形式根据电源和设备的接地状态，配电系统分为三种形式：IT系

3、统、TT系统和TN系统。前字母表示电源的接地状态;后字母表示设备的接地状态IT系统，电源中性点与地隔离（或经高阻抗接地），可以认为对地绝缘，海船规范称为“三线绝缘系统”。重要设施和船舶低压电力系统普遍采用IT系统。优点是，发生一相对地绝缘故障，系统仍可以继续运行。但需尽快查出、排除。TT系统，设备发生绝缘故障，接地电流流过接地电阻，产生电压降。设备对地存在一定的电压，人体触及设备外壳,可能触电。TN-C系统，这种系统称为三相四线制。设备接PEN线也称为“接零”。设备发生对箱壳的绝缘故障，故障电流从电阻很小的接地导线流回中性点。金属外壳

4、对地没有电压，避免了人体间接接触触电。TN-S系统，这种系统习惯上称为三相五线制。配电线制是指电源用几根导线向用户供电，有电源的只有4根线，PE不是电源。实际仍是三相四线。TN-S系统是目前我国应用最广的系统。2漏电保护漏电保护在低压电路中的作用是防止人体触电。防止漏电引起的火灾、设备烧坏和爆炸事故。主要功能是提供间接接触保护。漏电保护动作电流小于30mA,也可作为直接接触保护。漏电保护有电压型和电流型两类。电气设备的外壳带电的故障并不频繁，经常发生的是漏电故障，如设备受潮、负荷过大、线路过长、绝缘老化等造成的漏电，这些漏电电流值较小

5、，不能迅速切断保险，因此，故障不会自动消除而长时间存在。但这种漏电电流对人身安全已构成严重的威胁。所以，还需要加装灵敏度更高的漏电保护器进行补充保护。目前广泛采用了将漏电保护装置与电源开关（自动空气断路器）组装在一起的漏电断路器，这种新型的电源开关具有短路保护、过载保护、漏电保护和欠压保护的效能。安装时简化了线路，缩小了电箱的体积和便于管理。2.1剩余电流检测变压器中性点接地的低压系统多采用“剩余电流动作”原理。单相电源的两根导线往返的电流，数值相等、方向相反，代数和等于零。即无“剩余电流”，如图1所示。电流互感器副边绕组接电流表，原

6、边一根导线穿过，原边流过负载电流II。磁通链接到副边绕组，电流表指示出副边电流12。（交流电流是正负两个方向，这里只表示单方向）如果两根导线都穿过电流互感器，则产生的磁通方向相反，相互抵消，副边无磁通链接，副边电流为零。现将电源一端接地，设备金属外壳接地。两根导线都穿过电流互感器。正常时，两根导线的电流的代数和等于零，磁通相互抵消，电流互感器副边电流为零，继电器不动作。设备内部对地绝缘破坏，外壳带电，电源一端经外壳、地回路。两根导线的电流的代数和不等于零。电流互感器内出现“剩余”电流，磁通链接到副边，使继电器动作，发出信号,如图2所示

7、。剩余电流检测原理如图3所示，采用电流传感器（电流互感器），测量一个交流电源流出和流回电流之和。正常情况下应为零。在检测范围内出现“旁路”电流，电流之和不为零，测量出剩余电流。检测剩余电流是为了防止间接触电。为此必须提供“旁路”电流的通路，设备金属外壳接地，电源一端接地。电源一端就是三相电源的中点接地。如果三相变压器除了向三相负载供电外还要向单相负载供电，副边采用星形（Y）连接，中性点引出中性线N,中性点接地。与地电位为零，称为零线、零点。设备外壳接地。电流互感器套入三相电源线。合上电源开关。三相电流的向量和等于零，铁芯中的磁通相互抵

8、消。一相碰外壳，三相电流之和不等于零。铁芯中产生的磁通匝链到副边，产生12,电磁机构动作，切断开关，如图4所示。2.2漏电保护和线制三相电源同时向三相和单相负载配电，引出中线并接地。即三相四线制。中线N又用于接地保护PE