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浅谈低压配电装置的接地及其解决方案

 
 

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浅谈低压配电装置的接地及其解决方案，由顺新防爆配电箱http://www.fbpdx.cn/有限公司为您分析，具体内容如下： 1、接地是防止电气设备漏电事故的重要安全措施 “地”一般是指大地。但在电气上，却具有更深一层的含义。接地就是在一个系统的元件和另一个系统之间（或者与某一个参考点之间）建立一个电的传导路径。电气及电子系统中的“地”通常有两种含义：一种是“大地”，另一种是“系统基准地”。 接地是指把电气设备的某一部分通过接地装置同大地浅叙低压配电装置的接地及其解决方案 连接起来；接零是指把电气设备正常时不带电的导电部分(如金属机壳) 同电网的零线连接起来。由于大地内含有自然界中的水份等导电物质，因此它也是能导电的。当一根带电的导体与大地接触时，便会形成以接地点为球心的半球形“地点场”。此时，接地电流便经导体由接地点流入大地内，并向四周呈半球形流散。接地与接零是防止电气设备一旦漏电而可能发生触电事故的重要安全措施。 通常将地作为系统的零电位点。理想的地必须是一个零电位、零阻抗的理想导体，其上各点间不应存在电位差，它可在系统中作为所有电平的参考点。接地的目的有两个：一是为了安全，称为保护接地，二是为信号电压或系统电压提供一个稳定的零电位的参考点，称为信号地或系统地。保护接地是指将电气设备平时不带电的金属外壳用专门的接地装置实行良好的金属性连接。其作用是当设备金属外壳意外带电时，将对其地电压限制在规定的安全范围内，消除或减小触电的危险。保护接地最常用于低压不接地配电网中的电气设备。 保护接地的作用是当电气设备的金属外壳带电时，如果人体触及此外壳时，由于人体的电阻远大于接地体电阻，则大部分电流经接地体流入大地，而流经人体的电流很小。这时只要适当控制接地电阻，就可减少触电事故发生。但是在TT供电系统中，这种保护方式的设备外壳电压对人体来说还是相当危险的。因此这种保护方式只适用于TT供电系统的施工现场，按规定保护接地的电阻不大于4Ω。保护接地是广泛应用的安全技术措施，主要适用于三相三线制中性点不直接接地的电力系统中。在对地绝缘的电网中，除非另有规定，否则凡由于绝缘破坏或其他原因而可能呈现危险电压的金属部分均应接地。 保护接零是将电气设备正常运行时不带电的导电部分与电网地零线(即中性线)连接起来，用以防止触电事故的发生。保护接零通常用于中性点直接接地、380/220V的三相四线制电网中，还要与其他安全措施（如熔断器、断路器等）配合使用才能达到目的。当电气设备的金属外壳带电时短路电流经零线而成闭合电路，使其变成单相短路故障，因零线的阻抗很小，所以短路电流很大，一般大于额定电流的几倍甚至几十倍，这样大的单相短路将使保护装置迅速而准确地动作，切断事故电源保证人身安全。其供电系统为接零保护系统，即TN系统。保护零线是否与工作零线分开，可将TN供电系统划分为TN-C、TN-S和TNC-S三种供电系统。不管采用保护接地还是保护接零，在同一系统中不允许对一部分设备采取接地，对另一部分采取接零。因在同一系统中如果有的设备采取接地，有的设备采取接零，则当采取接地的设备发生碰壳时，零线电位将升高，而使所有接零的设备外壳都带上危险的电压。 当变压器高压侧与低压侧之间的绝缘损坏或高压线路断线搭落在低压配电线路上时，都可能发生高压窜入低压。为防止和减少这种危险，在中性点不接地的低压配电系统中，除了采取可靠的保护接地之外，还应有防止高压窜入低压的保护措施。为此，在中性点不接地的低压电网中，应使其中性点或某一相经过击穿保险器与大地连接。 在正常情况下，低压系统保持不接地。当高压窜入低压时，去穿保险器被击穿，故障电流经接地装置流入大地，同时使高压系统相应的保护装置动作，切断电源，起到保护作用。 为保证保护接零系统的安全，将零线上的一处或多处通过接地装置与大地重复连接，称为重复接地，其作用是：降低漏电设备的对地电压，漏电保护器既可用来保护人身安全，还可用来对低压系统或设备的绝缘状况起到监督作用；漏电保护器安装点以后的线路应是对地绝缘良好；漏电保护器对两相触电不起保护作用，减少零线断线时的危险。另外，也使三相负荷不平衡导致零线对地电压有所下降，从而减少了危险，缩短了短路故障的持续时间。由于重复援地与工作接地形成并联，使短路电流加大，从而加快了断路器的动作时间；改善了架空线路的防雷性能。可以对雷电流进行分流，从而限制了雷电产生的过电压；重复接地是指零线上的一处或多处通过接地装置与大地再连接，可提高线路的安全性。 2、低压系统的接地型式、要求及其适用范围在过去的低压配电的接地系统的设计规范和标准中、虽然已经为确保设备和人身的安全、提供有相当完善和行之有效的保护方案。然而，对于确保信息网络的数据安全的保护措施却显得“相对欠缺”。基于上述情况，当在处理信息网络的接地设计问题和不同方案时，不宜完全拘泥于现有的设计规范。对信息网络时代的低压配电系统的接地系统而言，它不仅需要保护供电线路、用电设备和人身能安全、可靠地运行。而且，更需要保护好被信息网络设备所处理、存贮的和传送的数据的安全性。为此，当我们在设计接地系统时，不仅需要考虑各种“接地线”的接地电阻。还需高度重视接地阻抗；“地线”的实际布线方式；用户对网络设备的日常管理和维护“是否合理”等因素。实践证明：设计合理的接地系统及正确的布线施工是确保网络设备获得高效、宽带运行特性的前提条件之一。 国际电工委员会（IEC）规定低压配电系统的保护接地型式分为TN、IT和T三种系统。 我国配电系统的接地方式已使用IEC规定,其分类仍然是以配电系统和电气设备的接地组合来分为TN、TT、IT系统三大类，系统特性以符号表示，字母含义为：第一个字母表示电源与地的关系。“T”表示在某一点上牢固接地；“I”表示所有带电零件与地绝缘或某一点经阻抗接地。第二个字母表示电气设备外壳与地的关系。“T”表示外壳牢固的接地，且与电源接地无关,“N”表示外壳牢固地接到系统接地点。其后的字母表示电网中中性线与保护线的组合方式。“C”表示中线与保护线是合一的;“S”表示中性线与保护线是分开的。 TN系统：电源中性点直接接地并引出中性线（N线），属三相四线制系统。在这个系统中的电气设备外露可导电部分都应与公共的保护线（PE线）相连接，PE线与中性线在接地点相连接。我国称这种系统为保护接零。TN系统的电源端有一个直接接地点，并引出N线，属三相四线制系统。系统中用电设备外壳通过保护线与该点直接连接，俗称保护接零。按照系统中中性线与保护线的不同组合方式，又分为如下三种形式。 TN—C系统：整个系统的中性线与保护线是合一的，称为TN—C系统。由于投资较少，又节约导电材料，因此在过去我国应用比较普遍。当三相负荷不平衡或只有单相用电设备时，PEN线上有正常负荷电流流过，有时还要通过三次谐波电流，其在PEN线上产生的压降呈现在用电设备外壳上，使其带电位，对地呈现电压。正常工作时，这种电压视情况为几伏到几十伏，低于安全电压50V，但当发生PEN线断或相对地短路故障时，使PEN线电位升高，其对地电压大于安全电压，使触电危险加大。同时，同一系统内PEN线是相通的，故障电压会沿PEN线传至其他未发生故障处，可能会引起新的电气故障，另外由于该系统全部用PEN线作设备接地，它无法实现电气隔离，不能保证电气检修人身安全，在国际上基本不被采用。 TN—S系统：整个系统的中性线与保护线是分开产的，称为TN—S系统。这种系统的优点在于PE线在正常情况下不通过负荷电流，它只在发生接地故障时才带电位，因此不会对接地PE线上其他设备产生电磁干扰，所以这种系统适用于数据处理，精密检测装置等使用。在N线断线也并不影响PE线上设备的防止间接触电安全，这种系统多作于环境条件较差，对安全可靠性要求较高及设备对电磁干扰要求较严的场所。但是这种系统不能解决对地故障电压蔓延和相对地短路引起中性点电位升高等问题。 TN—C—S系统：系统中的中性线与保护线先是合一的，然后又分开称为TN—C—S系统。PEN分为PE线和N线后，不能再与PE线合并或互换，否则它们是TN—C系统。这种系统兼有TN—C系统和TN—S系统的特点，电源线路结构简单，又保证一定安全水平，常用于配电系统末端环境条件较差或有数据处理等设备的场所，因PE线带有前端PEN线上某种程度电压，这样设备外壳就带上电压，人体接触后有电击的可能。 IT系统：电源中性点不接地或经阻抗接地，通常不引出中性线（N线），属三相三线制系统。在这个系统中的设备外露可导电部分经各自的PE线分别直接接地。系统中用电设备外壳与地作直接的电气连接，俗称保护接地。这个接地点与电源端接地点是没有关连的，该系统由于所有设备的外壳是经各自的PE线分别直接接地的，各自的PE线间无电磁联系，因此也适用于对数据处理,精密检测装置等供电,这样就杜绝了危险故障电压沿PE线传到其他未发生故障处。而TN系统由于PE(PEN)线相通的，查找接地故障的原因、地点比较难，因此TT系统被供电部门规定为给城市公用低电网向用户供电的接地系统，但是这种接地保护系统在某些情况下也并不能保证安全，当系统中设备的绝缘损坏或发生相对地短路故障时将使设备的外壳带电。如果人体触及带电外壳时，因人体接触电阻远大于保护接地电阻，因此这部分单相短路电流通过接地装置引入大地，通过人体的电流比较小，从而减少了人体触电的危险性。