1、低壓配電系統(tǒng)接地方式故障分析與保護(hù)摘要隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的急速發(fā)展，電能已成為最基本的不可代替的 能源。在低壓配電系統(tǒng)中，接地故障會(huì)引起本來(lái)不帶電的外露可導(dǎo)電的部 分出現(xiàn)故障電壓，人一口接觸這些金屬外殼，會(huì)發(fā)生觸電事故。因此，低 壓配電系統(tǒng)的接地方式將直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和安全性。低壓配 電系統(tǒng)的電氣設(shè)備接地方式有tn系統(tǒng)，tt系統(tǒng)和it系統(tǒng)，共三種五類。 筆者對(duì)低壓配電系統(tǒng)接地方式進(jìn)行了故障分析與保護(hù)，與各位設(shè)計(jì)同行分 享。關(guān)鍵詞低壓配電系統(tǒng)；tn系統(tǒng)；it系統(tǒng)中圖分類號(hào)：tf046. 6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)：1009-914x (2016) 08-0051-011. tn系統(tǒng)tn系統(tǒng)的電

2、源中性點(diǎn)直接接地，并且引岀有中性線，屬于三相四線制 系統(tǒng)。系統(tǒng)上各種電氣設(shè)備的所有外露可導(dǎo)電部分，必須通過(guò)保護(hù)線與低 壓配電系統(tǒng)的中性點(diǎn)連接。tn系統(tǒng)的接地故障分析：低壓配電系統(tǒng)中，系統(tǒng)中電源端帶電導(dǎo)體的 中性點(diǎn)接地稱為系統(tǒng)接地。負(fù)載端設(shè)備外殼外露導(dǎo)電部分的接地稱為保護(hù) 接地。假設(shè)tn系統(tǒng)一相絕緣損壞，設(shè)備外殼帶電，則由該相線、外殼和 保護(hù)中性線形成閉合回路，出現(xiàn)故障電流，故障電流等于相線對(duì)保護(hù)中性 線的短路電流，同時(shí)故障電流會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)的接觸電壓。當(dāng)pe線和相線相 同時(shí),故障電壓為 uf=uo/2=110v>ul (50v)ouf-故障電壓uo-相電壓ul-安全電壓由此可知，這種情況會(huì)產(chǎn)

3、生危險(xiǎn)的故障電壓，必須耍通過(guò)斷路器脫扌ii 來(lái)防護(hù)，及斷路器瞬時(shí)動(dòng)作脫扣電流必須要小于接地故障時(shí)的短路電流。 保證故障電流時(shí)，斷路器脫扣。tn系統(tǒng)按中性線與保護(hù)線組合情況，又可分為以下3種形式。1-1.tn-c系統(tǒng)：整個(gè)系統(tǒng)的n線與pe線是合為一根pen線，所有設(shè) 備的外露可導(dǎo)電部分均與pen線相連。如果三相負(fù)載不平衡，pen線上有 不平衡電流流過(guò)。在tn-c系統(tǒng)中，由于pen線是聯(lián)通的，因此一旦發(fā)生 接地故障，故障電位會(huì)通過(guò)pen線蔓延至其他正常的用電設(shè)備，是故障范 圍擴(kuò)大。根據(jù)gb50054-2011低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范第3. 1.4條，在tn c系統(tǒng)中不應(yīng)將保護(hù)接地導(dǎo)體隔離，嚴(yán)禁將保護(hù)接地中

4、性導(dǎo)體接入開關(guān)電 器。所以，當(dāng)發(fā)生故障電流時(shí)，不能用漏電保護(hù)器提供保護(hù)，必須通過(guò)斷 路器瞬時(shí)脫扣準(zhǔn)確切斷故障電流。可見，tn-c系統(tǒng)是一種不夠安全的系統(tǒng), 一般用于三相負(fù)荷基木平衡的一般工業(yè)場(chǎng)所。1-2. tn-s系統(tǒng)：整個(gè)系統(tǒng)的n線與pe線是分開的，所有設(shè)備的外露 可導(dǎo)電部分均與pe線相連，正常情況下，保護(hù)線pe沒(méi)有電流，設(shè)備外殼 不帶電。根據(jù)iec防火標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于tn-s系統(tǒng)，如有火災(zāi)危險(xiǎn)建議使用300ma 漏電保護(hù)裝置。或者當(dāng)斷路器本身的保護(hù)條件不能滿足要求的時(shí)候，可增 加漏電保護(hù)裝置提供保護(hù)。tn-s系統(tǒng)通常用于，民用建筑，尤其是內(nèi)設(shè)變 電所的高層民用建筑。1-3. tn-c-s系統(tǒng)：整

5、個(gè)系統(tǒng)的n線和pe線有一部分是共同的，局部 采用分開的形式。這種系統(tǒng)兼有tn-c和tn-s系統(tǒng)的特點(diǎn)，相較tn-c系 統(tǒng)安全，但沒(méi)有tn-s系統(tǒng)安全。通常用于配電系統(tǒng)末端環(huán)境條件較差的 場(chǎng)所。2. tt系統(tǒng)tt系統(tǒng)的電源中性點(diǎn)直接接地，而電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分通過(guò)與系 統(tǒng)接地點(diǎn)無(wú)關(guān)的接地體直接連接。tt系統(tǒng)的接地故障分析：假設(shè)tt系統(tǒng)一相絕緣損壞，設(shè)備外殼帶電, 則由該相線、外殼和保護(hù)屮性線形成閉合回路，出現(xiàn)故障電流，同時(shí)故障 電流會(huì)產(chǎn)牛接觸電壓。假設(shè)系統(tǒng)中電源端中性點(diǎn)直接接地部分的接地電阻 為10 q ,負(fù)載端外露可導(dǎo)電部分的接地電阻為10 q。那么，故障電流if二uo/ (rn+ru) =

6、220v/ (10+10) =11a,故障電壓 uf二rux if二110v>ul (50v)ouf-故障電壓uo-相電壓rn-低壓變壓器中性點(diǎn)直接接地部分的接地電阻ru-外露可導(dǎo)電部分接地電阻ul-安全電壓由此可知，上述的情況存在著危險(xiǎn)的故障電流，但11a的故障電流并 不足以啟動(dòng)短路保護(hù)裝置，選擇漏電保護(hù)裝置提供保護(hù)。及【 nwif,漏 電保護(hù)裝置動(dòng)作。in?c漏電保護(hù)裝置額定剩余動(dòng)作電流由于tt系統(tǒng)中各設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分的接地pe線是分開的，互相沒(méi)有電氣聯(lián)系，因此互相之間不會(huì)發(fā)生電磁干擾的情況，所以該系統(tǒng)適用 于安全要求及對(duì)抗電磁干擾要求較高的場(chǎng)所，并且tt系統(tǒng)適用于無(wú)等電 位聯(lián)接

7、的場(chǎng)所，例如戶外照明和戶外演出場(chǎng)地等場(chǎng)所的電氣裝置。3. it系統(tǒng)it系統(tǒng)的低壓變壓器的中性點(diǎn)不接地或者通過(guò)高阻抗接地，電氣設(shè)備 外露可導(dǎo)電部分用pe線連接到一個(gè)公共接地極上，形成等電位聯(lián)接。或 者電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分用pe線連接到各自獨(dú)立的接地極上。it系統(tǒng)的接地故障分析：假設(shè)it系統(tǒng)端低壓變壓器的中性點(diǎn)通過(guò)高 阻抗接地，系統(tǒng)泄漏阻抗為3000 qo假設(shè)負(fù)載端外露可導(dǎo)電部分的接地電 阻為 10q。那么，故障電流 if=uo/ (rn+zeq) =220v/ (10+3000) =73ma, 故障電壓 uf=ruxif=0. 73v<ul (50v)。uf-故障電壓uo-相電壓zeq-

8、系統(tǒng)泄漏阻抗ru-外露可導(dǎo)電部分接地電阻ul-安全電壓由此可知，上述的情況存在著故障電壓，但故障電壓并不危險(xiǎn)，故障 也不會(huì)引起斷路器脫扣，但必須報(bào)警。因而it系統(tǒng)要裝設(shè)絕緣監(jiān)測(cè)裝置, 通過(guò)絕緣監(jiān)測(cè)裝置檢測(cè)故障電流，并且報(bào)警，指示故障回路。it系統(tǒng)發(fā)牛單相接地故障的時(shí)候，三相電壓維持不變，三相用電設(shè)備可以暫時(shí)繼續(xù)運(yùn)行，但是此時(shí)另外兩相對(duì)地電壓將由相電壓變?yōu)榫€電壓。 因此，如果另一相再次發(fā)牛單相接地故障的時(shí)候，就相當(dāng)于兩相接地故障。 此時(shí)必須要通過(guò)斷路器脫扣來(lái)防護(hù)。由于it系統(tǒng)中各設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分的接地pe線分別直接接地， 因此互相之間不會(huì)發(fā)生電磁干擾的情況，所以it系統(tǒng)適用于不間斷供電 耍求高和對(duì)接地故障電壓有嚴(yán)格限制的場(chǎng)所，例如礦井下的電氣裝置和手 術(shù)室等等。結(jié)語(yǔ)對(duì)以上低壓配電系統(tǒng)接地方式故障分析與保護(hù)的論述，s的是為了能 夠在電氣設(shè)計(jì)中根據(jù)不同的情況可選擇不同的接地方式。不同的接地方 式，采用不同的保護(hù)措施，提出盡可能完善的保護(hù)方法，以達(dá)到保護(hù)人身 安全