試論低壓配電系統(tǒng)的接地故障保護(hù)

陳忠偉

(重慶潤豐工業(yè)設(shè)備安裝工程有限公司，重慶 400013)

近年來我國的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)得到了較大程度的提升，與此同時(shí)工業(yè)產(chǎn)業(yè)也得到了長足的進(jìn)步。而為了保證大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的需求，政府興建了大量發(fā)電設(shè)備。在實(shí)際生產(chǎn)中往往由于管理等多方面的因素，會出現(xiàn)因電能控制出現(xiàn)問題而導(dǎo)致的安全事故，給工人的正常工作帶來了較大影響，甚至?xí){到人身安全。在大量的事故類型當(dāng)中，觸電是最常見的事故，并且間接觸電以其高威脅性位于榜首。為了有效制止這一現(xiàn)象的發(fā)生，安全管理人員設(shè)置了接地以及接零這兩種高效的防治方法，能有效防止出現(xiàn)觸電事故。我國當(dāng)前企業(yè)采取的防止觸電方法有很多種，本文主要研究了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，并提出了相關(guān)建設(shè)性的意見與建議。

1 接地故障引起火災(zāi)的主要原因

一般來說，接地故障發(fā)生之后會產(chǎn)生較大的電流，進(jìn)而引起火災(zāi)。有的電路系統(tǒng)施工工藝不過關(guān)，導(dǎo)致零線沒有良好的保護(hù)措施，經(jīng)常出現(xiàn)短路現(xiàn)象，也是火災(zāi)高發(fā)的原因之一。有的設(shè)備會產(chǎn)生接地故障，也能產(chǎn)生火災(zāi)。

2 造成接地故障的主要因素

在接地系統(tǒng)的安裝過程中，企業(yè)為了進(jìn)一步縮減成本，往往會安排專業(yè)性不高的安裝人員來負(fù)責(zé)安裝，從側(cè)面降低了安裝質(zhì)量。有的電氣設(shè)備因長時(shí)間使用而變得老舊不堪，容易產(chǎn)生安全事故。甚至有些企業(yè)為了節(jié)約成本選用假冒偽劣產(chǎn)品，給接地系統(tǒng)的正常工作帶來了極大的安全隱患。這些都是造成故障的主要原因［1］。

3 低壓配電系統(tǒng)如何避免接地故障

1)接地系統(tǒng)的施工應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照國家出臺的相關(guān)法案進(jìn)行，避免亂施工帶來的安全隱患。對于規(guī)格較大、安裝較復(fù)雜的電纜來說，施工人員應(yīng)當(dāng)規(guī)范施工過程與施工步驟，搬運(yùn)過程中要輕拿輕放，避免因過猛操作而損傷電纜的絕緣層。

2)接地系統(tǒng)裝修工程的施工也要嚴(yán)格按照國家出臺的相關(guān)措施進(jìn)行，裝修材料的選擇要謹(jǐn)慎小心，不選用任何在高溫環(huán)境下容易起火的材料。

3)配電裝置是整個電力系統(tǒng)的核心部件，在配電裝置的安裝中應(yīng)當(dāng)保證安全，不與可燃物接觸，避免發(fā)生火災(zāi)影響配電裝置的正常工作。

4)為了確保電線有一定的防火能力，實(shí)際安裝中應(yīng)當(dāng)盡量選擇防火能力高的線路。在多種防火線路當(dāng)中，阻燃型銅芯導(dǎo)線是較好的選擇。其單位長度電阻較小，輸送電能的能力優(yōu)秀，工作狀態(tài)較為穩(wěn)定，還能有效防火。有的設(shè)備采用過電流來進(jìn)行接地故障保護(hù)，雖然有一定的合理性，但是基本上還屬于有缺陷的保護(hù)方式。在較大的電力系統(tǒng)當(dāng)中，保護(hù)裝置被人為的放大，無法起到保護(hù)的作用。并且一般發(fā)生故障的地方都在整個系統(tǒng)的末端，由于長度較長，整個故障回路的電阻較大，過電流較小，無法起到保護(hù)作用。有時(shí)候接地裝置的安裝混亂，使得短路的回路電阻較大，也無法觸發(fā)過電流保護(hù)裝置［2］。

5)如何采用零序電流的保護(hù)方法來保護(hù)接地故障。在國外電力學(xué)家的研究當(dāng)中，認(rèn)為電流在流入電路經(jīng)過各個節(jié)點(diǎn)的過程中，整體電流為零。而一般的電力系統(tǒng)都采用的是三相交流電，每一相電流的矢量和即為我們常說的零序電流。在沒有發(fā)生接地故障的時(shí)候，三相交流電的矢量和為零，但是整體不平衡。三相交流電中某一相發(fā)生故障的時(shí)候，其電流狀態(tài)發(fā)生變化，造成零序電流的改變。而得到的零序電流與出現(xiàn)問題的某一相電流的大小相同。因此，實(shí)際電路當(dāng)中可以使用零序電流來進(jìn)行接地故障的防護(hù)。這就是我們常說的TN接地系統(tǒng)防護(hù)模式。在這種防護(hù)模式當(dāng)中，在某一相電路發(fā)生接地故障的時(shí)候，整個回路會形成較大的阻抗來減小過載電流，避免過載電流過大而燒壞整個電路系統(tǒng)。

假若電路的設(shè)計(jì)較好，能將動作電流的大小限制在合適的水平，在發(fā)生故障的時(shí)候，避免由于電流過大而造成系統(tǒng)的障礙。在發(fā)生接地故障的時(shí)候，也能避免不平衡電流過大而產(chǎn)生危險(xiǎn)。日常工作中，工作人員只需對零序電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控就能起到保護(hù)接地故障的效果，大大簡化了接地故障保護(hù)措施。在TT系統(tǒng)當(dāng)中，三相交流電正常工作中會產(chǎn)生較大的不正常電流，其他回路為了阻斷這樣的電流，就會產(chǎn)生一定數(shù)值的電阻。當(dāng)電阻值較大的時(shí)候，電路故障檢測裝置難以檢測出故障電流，因此對故障的報(bào)警也難以保證，因此常用的零序電流保護(hù)法在TT接地系統(tǒng)中的使用應(yīng)當(dāng)十分謹(jǐn)慎。并且應(yīng)當(dāng)注意到的是，這種保護(hù)方法在單相配電線路上的應(yīng)用還存在較大爭議。

為了更精確地保護(hù)電力系統(tǒng)，在實(shí)際施工開始之前要計(jì)算好接零以及接地線的截面面積，并在實(shí)際施工中予以施行。要檢查好整個電路系統(tǒng)的連接端子，確保其緊密性，避免由于松動導(dǎo)致的質(zhì)量問題。

在所有接地電力系統(tǒng)保護(hù)方案當(dāng)中，不管方案的效率、質(zhì)量如何，都是根據(jù)我國出臺的相關(guān)電力保護(hù)措施來制定的，是現(xiàn)行主要的防護(hù)措施。相關(guān)施工單位要保證施工現(xiàn)場的安全，就應(yīng)當(dāng)熟悉這些措施并貫徹到實(shí)際施工當(dāng)中。一棟建筑物的結(jié)構(gòu)是復(fù)雜的，為了保證不出現(xiàn)漏電事故，施工時(shí)應(yīng)當(dāng)將建筑物外部暴露的所有可導(dǎo)電部分全部連接起來并接地，才能保證不發(fā)生漏電的情況，這種處理方式叫做等電位聯(lián)結(jié)。在等電位聯(lián)結(jié)處理當(dāng)中，由于諸多原因，在電位聯(lián)結(jié)的過程中會將人工物體作為等電位聯(lián)結(jié)的媒介，這種連接方式?jīng)]有接地，因此靈活性較大。但是不是所有的物體都可以作為媒介存在的，特別是煤氣管道這樣的關(guān)鍵性物體，假若漏電就會帶來無法挽回的損失。煤氣管道在接入每家每戶之后，必須要有絕緣層來保護(hù)，并要與大地接觸良好。并設(shè)置局部與輔助電位來保證整體性。在等電位聯(lián)結(jié)全部完成之后，整個建筑物就保持了等電位，在出現(xiàn)電力系統(tǒng)故障，并且由于接觸出現(xiàn)了電位差、電弧的情況，就能主動消除火花，避免由于接地故障所導(dǎo)致的火災(zāi)［3］。

6)在建筑物的關(guān)鍵部位安裝漏電斷路器。從理論上來講，一般的低壓配電系統(tǒng)都有較好的接地故障保護(hù)措施。但是實(shí)際情況千變?nèi)f化，電路在生活中往往會發(fā)生大量的突發(fā)情況，因此接地故障保護(hù)措施難以保證建筑物不發(fā)生安全事故。但是假若電路當(dāng)中安裝了具有漏電保護(hù)功能的斷路器，就能有效防止電弧短路的發(fā)生，避免出現(xiàn)火花而引起火災(zāi)。建筑物的電路在具有一定整體性的前提下還要分級設(shè)立防護(hù)措施，確保每一級電路都有漏電斷路器進(jìn)行保護(hù)，才能避免出現(xiàn)漏電而導(dǎo)致的大面積停電，并在電路的總控制部分加設(shè)總漏電控制器，設(shè)定一定數(shù)值的破壞電流來避免出現(xiàn)問題。

7)采用總等電位聯(lián)接?？偟入娢宦?lián)接是指在保護(hù)等電位聯(lián)接中，將總保護(hù)導(dǎo)體、總接地導(dǎo)體或總接地端子、建筑物內(nèi)的金屬管道和可利用的建筑物金屬結(jié)構(gòu)等可導(dǎo)電部分連接到一起。這樣做的目的在于有效降低了接地故障設(shè)備對大地的電壓，對人身安全起到了有力作用，同時(shí)對放電火花、設(shè)備保護(hù)也有重要意義。

4 結(jié)語

做好低壓配電系統(tǒng)中的接地故障保護(hù)措施不僅僅關(guān)乎著以后配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，而且更重要的是能有效降低火災(zāi)和人員傷亡事故的發(fā)生率。所以我們務(wù)必重視這項(xiàng)工作，認(rèn)真做好各種防范措施，確保人員財(cái)產(chǎn)安全。

［1］雍 靜，婁方橋，王一平，等.低壓配電系統(tǒng)單相非線性負(fù)荷的諧波衰減效應(yīng)研究［J］.中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2011，31(13):55-62.

［2］崔 靜，王 沙，王 陽，等.低壓配電系統(tǒng)中矩形水平母線動熱穩(wěn)定計(jì)算［J］.低壓電器，2013(21):64-68.

［3］馬俊賢，劉洪武，管瑞良，等.低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)選型軟件的開發(fā)研究［J］.低壓電器，2013(9):34-37.