淺析如何提高農(nóng)業(yè)供用電的安全性

【摘 要】對(duì)于農(nóng)村低壓配電網(wǎng)的三種運(yùn)行方式以及如何提高農(nóng)業(yè)供用電的安全性可靠性進(jìn)行了分析，提出了采取必要補(bǔ)充措施，將TT’系統(tǒng)改為IT系統(tǒng)，完善農(nóng)網(wǎng)改造的建議。

【關(guān)鍵詞】安全性；低壓配電網(wǎng)；運(yùn)行方式

保護(hù)接地與保護(hù)接零是防止間接電擊的基本措施。目前農(nóng)村低壓配電網(wǎng)保護(hù)運(yùn)行方式有2種：即TN―C系統(tǒng)與TT系統(tǒng)。其中TN―C系統(tǒng)是指農(nóng)村城鎮(zhèn)配電變壓器采用中性點(diǎn)直接接地，電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分接零方式；TT系統(tǒng)是指農(nóng)村配電變壓器采用中性點(diǎn)直接接地，電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分保護(hù)接地方式，為了提高供用電的安全可靠性，IT系統(tǒng)中必須安裝剩余電流動(dòng)作保護(hù)器（RCD）。

近年來(lái)我國(guó)供用電的安全性工作日益受到重視，逐步開始推廣IT系統(tǒng)。IT系統(tǒng)是指農(nóng)村對(duì)安全有特殊要求或排灌專用配電變壓器，采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)高阻抗接地、電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分保護(hù)接地的方式。

1 三種保護(hù)性運(yùn)行方式供電可靠性比較

采用TN―C系統(tǒng)的部分，其供電可靠性方面相對(duì)要差一些。因?yàn)槟撑_(tái)電氣設(shè)備一旦發(fā)生外露，可導(dǎo)電部分漏電，應(yīng)由過(guò)流保護(hù)切斷電流，若越級(jí)則會(huì)造成更大范圍的停電。如果線路末端用戶電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分漏電，可能會(huì)因線路阻抗較大，過(guò)流保護(hù)不能切斷故障，造成人身觸電及帶電。電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分存在電擊危險(xiǎn)。為解決這個(gè)安全問(wèn)題，有的用戶已改變接零方式，裝設(shè)了三級(jí)末端漏電斷路器。

采用TT系統(tǒng)，安裝了漏電保護(hù)方式裝置，從安全方面講對(duì)避免產(chǎn)生直接電擊傷害十分有利，但投資相對(duì)較大，供電可靠性很差，特別是漏電一級(jí)或二級(jí)保護(hù)動(dòng)作跳閘，造成大片用戶停電，影響連續(xù)供電。有統(tǒng)計(jì)分析表明，在一級(jí)漏電保護(hù)動(dòng)作跳閘次數(shù)中，有80%以上是各種原因的漏電造成的。隨著農(nóng)村副業(yè)加工用電需求增長(zhǎng)，使得農(nóng)村生產(chǎn)、生活對(duì)電力的依賴程度不斷提高，因此總保護(hù)跳閘停電造成的影響會(huì)越來(lái)越大。采用IT系統(tǒng)的部分，因其低壓電力網(wǎng)范圍小，絕緣容易得到保證，供電安全性，供電可靠性和經(jīng)濟(jì)性都比較好。

2 IT系統(tǒng)安全可靠性原理

2.1 IT系統(tǒng)安全原理

為了保證電氣設(shè)備（包括變壓器、電機(jī)和配電裝置）在運(yùn)行、維護(hù)和檢修時(shí)，不因設(shè)備的絕緣損壞而導(dǎo)致人身觸電事故，所有這些電氣設(shè)備不帶電的部分（如外殼）應(yīng)可靠接地?！峨姎庠O(shè)備運(yùn)行規(guī)程》規(guī)定：電壓在1 kV以下電源中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)和1kV以上任何形式的電網(wǎng)中，均需采用保護(hù)接地（即為IT系統(tǒng)）作為安全保護(hù)技術(shù)措施。

其保護(hù)接地的原理是給人體并聯(lián)一個(gè)小電阻，以保障發(fā)生故障時(shí)，減小通過(guò)人體的電流和可以承受的電壓。電動(dòng)機(jī)采用保護(hù)接地后，當(dāng)一相繞組因絕緣損壞而碰殼短路時(shí)，若工作人員觸及帶電的設(shè)備外殼，因人體電阻較接地極電阻大，大部分漏電電流流經(jīng)接地極入地，從而保證了人身的安全。

2.2 IT系統(tǒng)應(yīng)用范圍

IT系統(tǒng)適用于各種不接地配電網(wǎng)，凡由于絕緣損壞或其它原因而可能帶危險(xiǎn)電壓的正常不帶電金屬部分，除另有規(guī)定外，均應(yīng)接地。接地具體部位是：

（1）電動(dòng)機(jī)、變壓器、開關(guān)設(shè)備、照明器具、移動(dòng)式電氣設(shè)備的金屬外殼；

（2）OI類和I類電動(dòng)工具或電器金屬外殼；

（3）配電裝置金屬構(gòu)架、控制臺(tái)金屬框架及靠近帶電部分金屬遮欄和金屬門；

（4）配線金屬管；

（5）電氣設(shè)備傳動(dòng)裝置；

（6）電纜金屬接頭盒、金屬外皮和金屬支架；

（7）架空線路金屬桿塔；

（8）電壓互感器和電流互感器二次線圈等。

3 TT系統(tǒng)供電安全可靠性分析

配電系統(tǒng)引出L1L2L3 3條相線和中性N線。如電氣設(shè)備金屬外殼未采取任何安全措施，則當(dāng)電機(jī)故障外殼帶電時(shí)，故障電流將沿低阻值的配電系統(tǒng)工作接地構(gòu)成回路。由于接地電阻R很小，設(shè)備外殼將帶有接近相電壓的故障對(duì)地電壓，電擊的危險(xiǎn)性很大，因此必須采取間接接觸電擊防護(hù)措施。

該電壓低于相電壓，但由于RA與RN同在一個(gè)數(shù)量級(jí)，所以幾乎不可能被限制在安全范圍內(nèi)。一般的過(guò)電流保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)ms級(jí)速斷困難，所以一般情況下不能采用TT系統(tǒng)。如確有困難不得不采用，TT’系統(tǒng)時(shí)，則必須將故障持續(xù)時(shí)間限制在允許范圍內(nèi)。故障最大持續(xù)時(shí)間原則上不得超過(guò)5S，以減少電流對(duì)人體的危害。

農(nóng)村配電變壓器低壓電力網(wǎng)之所以采用TT系統(tǒng)加裝剩余電流動(dòng)作保護(hù)器（RCD）方式，特別要求選裝漏電總保護(hù)，是基于當(dāng)初我國(guó)農(nóng)村低壓電力網(wǎng)設(shè)備健康狀況差，供電范圍較大，無(wú)法保證低壓電力網(wǎng)相線、零線對(duì)地絕緣等原因，造成農(nóng)村觸電死亡事故多而采取的技術(shù)措施。采用這項(xiàng)措施后，農(nóng)村因電擊而傷亡的人數(shù)的確大大減少。

目前農(nóng)村已安裝漏電保護(hù)的地區(qū)因電擊而死亡的事故中，除漏電保護(hù)不能起保護(hù)作用的兩相電擊，相零線單相電擊外，絕大部分是由于剩余電流動(dòng)作保護(hù)器（RCD）損壞或人為撤出所致。在這種運(yùn)行方式下用電安全和供電可靠性二者成為突出的主要矛盾。所以應(yīng)探討既能保證用電安全，又能保證供電可靠性且投資不大的方案。

4 建議將TT系統(tǒng)改為IT'系統(tǒng)

農(nóng)網(wǎng)建設(shè)改造為實(shí)現(xiàn)TT系統(tǒng)改造成IT系統(tǒng)方案創(chuàng)造了條件：

（1）經(jīng)過(guò)改造的農(nóng)網(wǎng)低壓線路部分，各項(xiàng)安全技術(shù)指標(biāo)都已達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)要求，低壓線路的拉線都裝上了拉線絕緣子，所以在低壓線路部分發(fā)生電擊傷亡事故的可能性只剩下斷線落地，而斷線對(duì)于運(yùn)行狀況良好的電力線路，其幾率本身很小。致于在低壓線路上掛鉤竊電造成的電擊傷害問(wèn)題屬于違章用電。

（2）如果低壓電力網(wǎng)的用戶和單機(jī)（臨時(shí)用電，流動(dòng)排灌、脫粒等）都裝上了家用漏電斷路器或三級(jí)末端漏電斷路器，則低壓用戶范圍內(nèi)人們碰觸電器等引起電擊傷害可能性的地方，都會(huì)受到三級(jí)末端漏電斷路器的保護(hù)。

農(nóng)網(wǎng)改造后如果達(dá)到上述兩個(gè)條件，則可以說(shuō)農(nóng)村低壓電力網(wǎng)不裝漏電總保護(hù)，其防止電擊傷害問(wèn)題也已得到初步解決。如果在具備上述條件的低壓電力網(wǎng)中，將配電變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)直接接地改為不接地，即改為IT系統(tǒng)，那么低壓線路斷線落地的危險(xiǎn)性將會(huì)更小，即使人身碰上落地?cái)嗑€的低壓線，通過(guò)人體的電流一般只是電容電流。若大于三級(jí)末端漏電保護(hù)器動(dòng)作電流整定值，則漏電保護(hù)器正常動(dòng)作跳閘避免電擊事故；若小于三級(jí)末端漏電保護(hù)器動(dòng)作電流，則對(duì)人身的危害也不大，漏電保護(hù)器可不動(dòng)作。

由于農(nóng)村低壓配電網(wǎng)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行，相線或零線對(duì)地絕緣有可能出現(xiàn)降低，這是低壓配電網(wǎng)不能改為IT系統(tǒng)的主要原因。若某相線或零線對(duì)地交流阻抗下降到10kΩ以下，此時(shí)人碰觸到另一相線或落地?cái)嗑€，則人身可能受到相線與零線問(wèn)或相線與相線間的電擊傷害。但在三級(jí)末端漏電保護(hù)完善的低壓電力網(wǎng)中，在漏電保護(hù)范圍內(nèi)出現(xiàn)電擊仍能得到保護(hù)，主要的危險(xiǎn)是在低壓線路部分。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，可以在每一臺(tái)配電變壓器低壓側(cè)加裝一個(gè)測(cè)量相線和零線對(duì)地交流阻抗的裝置，進(jìn)行定期測(cè)量。與裝設(shè)漏電總保護(hù)相比較，漏電總保護(hù)動(dòng)作需要斷電檢查故障點(diǎn)，而該方法是在持續(xù)供電狀態(tài)下查找故障點(diǎn)，供電可靠性要高些。

5 接地電阻允許值

因?yàn)楣收蠈?duì)地電壓等于故障接地電流與接地電阻的乘積，所以各種保護(hù)接地電阻不得超過(guò)規(guī)定的限值。對(duì)于農(nóng)村低壓配電容量在100kVA以上，限制保護(hù)接地電阻值≤4Ω，則能將其故障時(shí)限制在安全范圍以內(nèi)；如配電容量在100kVA以下，由于配電網(wǎng)分布范圍很小，限制保護(hù)接地電阻≤lOΩ可滿足安全要求。在高壓配電網(wǎng)中，由于接地故障電流比低壓配電網(wǎng)的大得多，將故障電壓限制在安全范圍以內(nèi)是難以實(shí)現(xiàn)的。因此對(duì)高壓電氣設(shè)備規(guī)定了數(shù)值較低的保護(hù)接地電阻允許值，并限制故障持續(xù)時(shí)間。

6 結(jié)語(yǔ)

農(nóng)村配電變壓器低壓電力網(wǎng)經(jīng)過(guò)改造后，線路干線和支線的各項(xiàng)安全技術(shù)指標(biāo)都符合標(biāo)準(zhǔn)，且裝有末端漏電保護(hù)器，此類配電變壓器的低壓側(cè)運(yùn)行方式就可以改變?yōu)镮T系統(tǒng)，即將配電變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)直接接地改為不接地，拆除漏電總保護(hù)器，在配電變壓器低壓側(cè)裝設(shè)一個(gè)測(cè)量相線和零線對(duì)地交流阻抗的裝置并定期測(cè)試，及時(shí)處理接地故障。這樣既保證供電安全，又提高了供電的可靠性。

[責(zé)任編輯：丁艷]