对低压配电系统接地形式和保护措施探析

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1、对低压配电系统接地形式和保护措施探析　　摘要：低压配电系统接地是一项复杂的、有关人身和设备安全的重要工作。接地形式与接地故障保护息息相关，只有正确做到概念清楚、具体情况具体分析才能有效地防止触电和火灾事故的发生，提高安全用电水平。本文介绍了低压配电系统保护接地的不同方式。为保障供电安全，笔者提出了低压配电系统接地故障保护措施，仅供同行参考。关键词：低压配电系统；接地方式；接零保护；故障保护措施中图分类号：TM421文献标识码：A文章编号：随着我国经济和科技的快速发展，电能已成为人们生活和工作中最基本的不可代替的能源。在工业与民用装置低压配电系统设计中

2、，首先必须保障人身安全，防止发生触电以及电气火灾、线路损坏等事故发生。最常见的方法就是采取保护接地、保护接零等技术措施。目前，供配电系统的接地方式主要有三种：即TT系统、IT系统和TN系统三种形式。本文对上述三种中性点接地方式进行了分析与比较，并对低压配电系统接地故障提出了防范措施。一、TT系统8TT供电系统(如图1所示)由于没有配中性线N，不适合于有单相用电的通信设备。这种设备只适合有特殊要求的场所，如电力炼钢、重要的手术室、重要的实验室、地下矿井或坑道指挥所、重要通信枢纽特定设备等，该供电系统对用电设备的耐压要求较高。由于中性点直接接地，发生单相

3、接地时，中性点对地电压为零，非接地的相对地电压不发生变化。通过接地中性点形成单相短路，产生很大的短路电流，保护单元动作切除故障线路，使系统的其他部分正常运行。图1TT供电系统示意图二、IT系统IT系统是三相三线式供电及接地系统，如下图2。该系统变压器（或发电机三相输出）中性点不接地或经高阻抗接地，无中性线N，只有线电压（380V），无相电压（220V），电气设备保护接地线（PE线）各自独立接地。8IT系统在供电距离较近时，供电可靠性高，安全性好。如果一相发生接地故障，通过熔断器等可以切断该相，其它两相可以正常供电。当中性点不接地系统单相接地电流超过规

4、定值时，为了避免产生断续电弧，避免引起过电压或造成短路，减小接地电弧电流并使电弧容易熄灭，中性点应经消弧线圈接地。消弧线圈实际上就是电抗线圈。假设，L1相对地短路，由于中性点接地电抗的存在，感性对抗电流滞后90°，而线路分布电容电流超前90°，从而有效减少了短路电流的电弧。图2IT系统示意图三、TN系统TN系统采用接零保护，系统有一点直接接地，电气设备外露可导电部分通过保护线（或公用中性线PEN）与接地连接。按照中性线与保护组合情况的不同，TN系统又可分为三种型式，即TN-C系统，TN-S系统和TN-C-S系统。3.1TN-C系统，如图3所示。TN-

5、C系统中保护零线（PE）与工作零线（N）共用，当发生电气设备相线与外壳接触故障时，故障电流经中性线回流到接地点，故障电流较大。TN-C系统适用于三相负荷基本平衡场合。若三相负荷不平衡，PE线中存在不平衡电流，使设备外壳带电，易造成人身伤害。PE线重复接地，可有效降低零线对地电压。图3TN-C系统示意图3.2TN-S系统。TN-S系统中保护线与中性线是分开的。当电气设备相线与外壳接触发生故障时，短路电流较大。当中性线断开时，三相负荷不平衡，中性点的电位升高，但设备外壳及PE线无电，保证设备及运行人员的安全。图4TN-S系统示意图83.3TN-C-S系统

6、。TN-C-S系统由两部分接地系统组成，一部分是TN-C系统，另一部分是TN-S系统。当电气设备相线与外壳接触时，故障同TN-C系统；当中性线断开时，故障同TN-S系统。PE线重复接地，而N线不宜重复接地，这样PE线连接的设备外壳在正常运行时始终不会带电，提高了设备及运行人员的安全性。图5TN-C-S系统示意图四、低压配电系统接地故障的危害和造成接地故障的主要原因分析4.1当电能失去控制时，就会引发各类电气事故，其中对人身伤害即触电事故是最常见的。另外，低压配电系统接地故障容易引发火灾：①接地故障电流容易引起火灾；②保护零线或保护地线的接线端子处连接

7、不实，接地故障的回路阻抗大引起火灾；③接地故障电压起火。4.2造成接地故障的主要因素是：①低压配电系统的安装多由非电气专业人员进行，人员素质参差不齐，安装质量难以保证。②电气线路或设备疏于检查。③选用假冒、伪劣的电气产品。④线路或设备遭水分浸入、挤压、鼠咬等。五、低压配电系统接地故障的防范措施(1)严格按照低压电气装置安装操作规程办事，非电气专业人员一律不准上岗，杜绝造成事故的各类人为因素。8(2)利用零序电流来实现接地故障保护。依据基尔霍夫定律，流入电路中任意节点的复电流的代数和为零，所以三相电流的矢量和即零序电流I0=∣IA∣+∣IB∣+∣IC∣

8、。在三相负荷完全平衡时(假定无接地故障，不考虑线路及电气设备的正常泄漏电流)I0=0。当三相负荷不平衡时I0