低壓配電系統(tǒng)中接地故障的防護(hù)探討

寧慶華

摘 要 低壓配電系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的工程，為避免電氣事故造成的人身傷害，就需要選擇合理的接地方式。本文主要是從IT系統(tǒng)、TT系統(tǒng)和TN系統(tǒng)三種接地方式來對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，探討相關(guān)措施來提升接地系統(tǒng)的安全性和可靠性。

關(guān)鍵詞 低壓配電；接地；電流

低壓配電系統(tǒng)的設(shè)備組成主要包括配電變電所、控制保護(hù)設(shè)備、低壓配電線路、高壓配電線路以及配電變壓器。對(duì)于配電系統(tǒng)而言，接地系統(tǒng)是其中的重要組成之一， 為保證整個(gè)電力系統(tǒng)的可靠性和安全性就需要選用正確的接地系統(tǒng)。國內(nèi)供配電系統(tǒng)的接地方式主要包括IT系統(tǒng)、TT系統(tǒng)和TN系統(tǒng)三種方式，其中TN系統(tǒng)又包括三類，即：TN-C-S系統(tǒng)、TN-S系統(tǒng)和TN-C系統(tǒng)。配電接地系統(tǒng)的配備需要根據(jù)工作實(shí)際環(huán)境，在了解不同接地系統(tǒng)方式適用性的基礎(chǔ)上選擇，以此來提升系統(tǒng)電路的安全性，避免用電安全事故帶來嚴(yán)重?fù)p失。

1 低壓配電各系統(tǒng)的接地形式

1.1 IT系統(tǒng)

IT系統(tǒng)即中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，在此系統(tǒng)內(nèi)，電源通過阻抗接地或是不接地，只有無線電壓220V、有線電壓380V和設(shè)備保護(hù)接地線PE線，沒有零線N（中性線），各自接地為獨(dú)立。此種接地系統(tǒng)中，如果發(fā)生第一次故障，此時(shí)電流較小在電器設(shè)備的金屬外殼上產(chǎn)生的接觸電壓并不具備危險(xiǎn)性，可維持設(shè)備正常運(yùn)行而不去切斷電源，可通過檢查和報(bào)警裝置來對(duì)故障進(jìn)行消除。如果此系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)第二次故障則要及時(shí)將電源切斷。第二次故障發(fā)生在中性線或是TI系統(tǒng)內(nèi)的時(shí)候應(yīng)對(duì)故障進(jìn)行及時(shí)排除。IT系統(tǒng)的特點(diǎn)是出現(xiàn)故障不影響供電情況，適用于對(duì)用電情況要求較高的場(chǎng)所，如井下和手術(shù)室等。

1.2 TT系統(tǒng)

TT系統(tǒng)即保護(hù)接地系統(tǒng)，在此保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)，電器設(shè)備的金屬外殼直接接地。在TT供電系統(tǒng)內(nèi)未配置中性線N，單相用電設(shè)備如通信設(shè)備等不適應(yīng)在此系統(tǒng)內(nèi)。鑒于中性點(diǎn)直接接地，如果出現(xiàn)單相接地的情況，中性點(diǎn)的對(duì)地電壓為0，未接地的相對(duì)電壓則不出現(xiàn)改變。

TT系統(tǒng)適應(yīng)于中性線路輸出單相、三相用電需求較大的場(chǎng)合，在提升安全效果方面可以通過漏電保護(hù)裝置來實(shí)現(xiàn)。在TT系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中，施工單位處于減少材料的目的，使其電源滿足臨時(shí)用電需求，配備有專用保護(hù)線。分開工作零線N與此保護(hù)線PE線，這樣就可以保證：在工作零線和接地線共用的情況下不會(huì)出現(xiàn)電的聯(lián)系；正常運(yùn)行過程中，專用保護(hù)線內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)電流，而工作零線則可以。該系統(tǒng)能應(yīng)用于分散的接地保護(hù)情況下。系內(nèi)出現(xiàn)的故障后，電壓不會(huì)傳遞，易于發(fā)現(xiàn)斷線位置，保護(hù)接地點(diǎn)在設(shè)備周邊[1]。

1.3 TN系統(tǒng)

TN系統(tǒng)即保護(hù)接零。發(fā)生故障后，電器設(shè)備的金屬外殼會(huì)帶電，可能導(dǎo)致零線短路和相線短路，有著很小的回路電阻和很大的電流變，電源會(huì)因?yàn)楸Ｗo(hù)裝置或熔斷電熔絲而切斷，以此來保護(hù)電路系統(tǒng)不受損壞。TN系統(tǒng)通常為三相電網(wǎng)采用中性點(diǎn)接地，電氣設(shè)備的外部金屬部件可以連接到系統(tǒng)接地點(diǎn)，出現(xiàn)碰殼短路的情況下，在金屬導(dǎo)線的連接下，短路電流會(huì)流向地面而形成閉合回路導(dǎo)致了單相短路，形成的極大電流會(huì)觸發(fā)保護(hù)裝置而切除故障。TN系統(tǒng)又可以分為TN-C-S系統(tǒng)、TN-S 系統(tǒng)和TN-C系統(tǒng)三類。

在TN-C系統(tǒng)內(nèi)，所有的PE線和N線是合在一起，共用工作零線N和保護(hù)零線PE，如果出現(xiàn)外殼接觸和相線故障，在中性線的導(dǎo)流作用下，較大的故障電流會(huì)進(jìn)入接地點(diǎn)。TN-C系統(tǒng)多應(yīng)用于有著較平衡的三相負(fù)荷情況中。如果三相負(fù)荷為不平衡的情況，就會(huì)造成PE線不平衡的電流，會(huì)引發(fā)設(shè)備金屬外殼帶電，對(duì)人身財(cái)產(chǎn)都是很大的安全隱患。

2 漏電保護(hù)的防范

在做好低壓配電系統(tǒng)的用電安全工作方面，除了對(duì)其接地原理和注意事項(xiàng)進(jìn)行深入了解外，還需要從人員管理和設(shè)備系統(tǒng)技術(shù)保護(hù)兩個(gè)方面進(jìn)行提升。

2.1 加強(qiáng)電器操作人員管理

首先是要制定健全的操作規(guī)程，對(duì)電氣操作人員的動(dòng)作進(jìn)行規(guī)范使其在不同的工作環(huán)境中能做出最適應(yīng)的操作。其次是加強(qiáng)從業(yè)人員的培訓(xùn)工作，加強(qiáng)用電操作的熟練程度通過培訓(xùn)來對(duì)操作人員的安全防范意識(shí)和技能水平進(jìn)行提升，嚴(yán)令禁止未經(jīng)許可或非電器專業(yè)人員進(jìn)行相關(guān)電氣操作[2]。

2.2 做好設(shè)備系統(tǒng)技術(shù)保護(hù)

工作中涉及的相關(guān)電氣設(shè)備系統(tǒng)必須在相關(guān)規(guī)定下制定合理的保護(hù)措施，主要有安裝漏電保護(hù)器、合理選擇保護(hù)地線以及實(shí)施等電位聯(lián)結(jié)三種方式。

在低壓配電系統(tǒng)的防漏電措施中，僅僅依靠現(xiàn)有配置并不能完全做好保護(hù)工作， 還需要選用防火漏電保護(hù)器安裝在設(shè)備或建筑的進(jìn)線處，還可將漏電保護(hù)器安裝在用戶開關(guān)箱和電源總配電箱處來防止出現(xiàn)大面積斷電，保證特殊場(chǎng)合需求。應(yīng)設(shè)置合理的額定動(dòng)作時(shí)間來使之與額定動(dòng)作電流配合，實(shí)現(xiàn)分級(jí)保護(hù)。

在保護(hù)接地線方面，要通過嚴(yán)格計(jì)算來對(duì)接地線和保護(hù)零線的截面積進(jìn)行確認(rèn)，確保接線端子不出現(xiàn)松動(dòng)。監(jiān)管人員要做好巡查工作，確保地線連接的完好。通常情況下，電器設(shè)備的保護(hù)接地電阻不能超過4Ω，在需要較大的熔斷電流情況下，就需要對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行核算，對(duì)接地線的截面積進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

等電位聯(lián)結(jié)措施是通過導(dǎo)線將建筑物裝置或管道與保護(hù)接地零線相連，以此來保證建筑物內(nèi)的電位均衡。在實(shí)際運(yùn)行過程中，漏電保護(hù)器會(huì)因?yàn)槟p或是自身質(zhì)量問題而存在失靈的情況，此時(shí)就不能只靠這一措施來保證，而等電位聯(lián)結(jié)就很好地補(bǔ)充了這一問題。其能有效避免設(shè)備、漏電線路之間的產(chǎn)生火花或電弧，以此來防止漏電可能導(dǎo)致的火災(zāi)[3]。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電氣安全在社會(huì)發(fā)展中呈現(xiàn)越來越重要的作用。要想保證電氣配電系統(tǒng)的安全性，就要在了解其原理的基礎(chǔ)上制定科學(xué)的措施來進(jìn)行保護(hù)，提升安全防范意識(shí)來應(yīng)對(duì)漏電事故的發(fā)生。在低壓配電系統(tǒng)中，接地故障的防范主要可從加強(qiáng)人員管理和做好設(shè)備系統(tǒng)技術(shù)兩個(gè)方面來提升，以此保障用電安全。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬成廉，劉連光，閆旭東，等.高壓直流輸電接地極電流場(chǎng)相關(guān)問題研究[J].電網(wǎng)與清潔能源，2016，32（02）：63-71.

[2] 南寅，王雪楠，樊樹銀，等.能夠防止一點(diǎn)接地導(dǎo)致繼電保護(hù)誤動(dòng)的安全型直流絕緣檢測(cè)系統(tǒng)[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2014，42（07）：134-139.

[3] 楊文斌，周浩.風(fēng)電機(jī)組果電壓保護(hù)與防雷接地設(shè)計(jì)[J].高電壓技術(shù)，2008，（10）：2081-2085.