淺談低壓供電系統(tǒng)的接地方式及其應(yīng)用

李大貴

摘要：低壓配電系統(tǒng)有多種接地方式，每種接地方式都有自己的特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)，用戶可以根據(jù)自身的需要選擇投資較為經(jīng)濟(jì)又能保障運(yùn)行安全的方式，因此加強(qiáng)對低壓供電系統(tǒng)接地方式的研究與應(yīng)用具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：低壓供電系統(tǒng);接地方式;應(yīng)用

引言

低壓供電系統(tǒng)的接地方式有三種：IT系統(tǒng)、TT系統(tǒng)、TN系，這三種接地方式容易混淆，本文主要對低壓供電系統(tǒng)的接地方式及其應(yīng)用進(jìn)行了綜合分析。

1、IT系統(tǒng)

IT接地系統(tǒng)與其它的TT接地系統(tǒng)、TN接地系統(tǒng)并列，這三種接地系統(tǒng)不必區(qū)分誰優(yōu)誰劣的問題，只是要求在一定的條件或情況下，選擇一種對應(yīng)的合適的接地系統(tǒng)而已，每種接地系統(tǒng)都有相應(yīng)的要求，設(shè)計中必須得到滿足。IT系統(tǒng)特點(diǎn)：1）IT系統(tǒng)電源端無接地的中性線或經(jīng)過阻抗接地，單相接地故障情況下通過非故障相的對地電容形成接地故障電流回路，接地故障電流很小，接地故障電壓Uf很低，可帶故障持續(xù)運(yùn)行，供電連續(xù)性及安全性最高。在絕緣下降但未出現(xiàn)接地故障時，通過監(jiān)測供電線路對地絕緣變化情況，在一次接地故障發(fā)生前及時處理隱患。即使一次接地故障隱患未處理，其發(fā)生后并不會對系統(tǒng)運(yùn)行造成危害。但一次接地故障發(fā)生后并未處理，又發(fā)生二次接地故障時要求切斷供電電源。因此，二次接地故障發(fā)生前需要發(fā)現(xiàn)并處理一次接地故障，以確保故障點(diǎn)對地電壓及故障電流不會對人員造成傷害。IT系統(tǒng)故障電壓計算可參見GB/T16895.10—2010低壓電氣裝置第4-44部分：安全防護(hù)電壓騷擾和電磁騷擾防護(hù)表44.A1中Uf值。I。2）IT系統(tǒng)不同于常見的TN，TT系統(tǒng)，其系統(tǒng)特性決定必須設(shè)置對地漏電流監(jiān)測裝置，工礦企業(yè)660V的IT系統(tǒng)常用漏電繼電器，醫(yī)療場所IT系統(tǒng)常用絕緣監(jiān)測器（IMD）。

由于中性點(diǎn)不接地或經(jīng)過高電阻接地，單相接地電流只是非故障相對地電容電流的向量和，由于電網(wǎng)不大，接地電容電流也很小，如果設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分接地電阻不大，在故障設(shè)備外露可導(dǎo)電部分的對對地電壓不過幾伏而已，不會對人造成危險，也不影響設(shè)備的繼續(xù)運(yùn)行，這樣從而保證了供電的連續(xù)性。如果單相接地故障不排除，若又發(fā)生異相接地故障，從而通過大地或保護(hù)導(dǎo)體形成相間接地短路或相間短路，保護(hù)開關(guān)必須迅速切除故障，這樣供電的連續(xù)性不復(fù)存在。為了克服上述的缺點(diǎn)，當(dāng)發(fā)生第一次單相接地故障時，必須報警，使維修管理人員在不停電的情況下排除絕緣故障，保證供電的連續(xù)性。

2、TT系統(tǒng)

TT系統(tǒng)內(nèi)的電源端中性點(diǎn)直接接地，電氣裝置外露可導(dǎo)電的部位連接接地極和電源中性點(diǎn)接地彼此之間相互獨(dú)立。TT系統(tǒng)內(nèi)的N線、PE線之間沒有與電相關(guān)的聯(lián)系，處于正常運(yùn)行的狀態(tài)下，TT系統(tǒng)更適合在無等電位聯(lián)結(jié)的環(huán)境下應(yīng)用。

TT接地系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：（1）采用剩余電流保護(hù)器對室外照明回路進(jìn)行保護(hù)，靈敏度高，可以有效切除故障。（2）與TN-S系統(tǒng)相比，TT系統(tǒng)沒有PE線，可避免PE線傳導(dǎo)故障電壓造成的間接觸電事故。（3）與TN-S系統(tǒng)相比，節(jié)約PE線，節(jié)約一定工程造價成本。TT接地系統(tǒng)缺點(diǎn)：（1）在山區(qū)地下水位低、土壤電阻率高地段，室外照明直接利用基礎(chǔ)地腳螺栓作為接地極，接地電阻值無法滿足要求，需單獨(dú)對每個燈桿另設(shè)接地極，施工難度較大，成本較高。（2）TT接地系統(tǒng)電源系統(tǒng)接地與設(shè)備接地需分開，在某些情況下比較難做到，比如室外照明距建筑很近的情況。（3）TT接地系統(tǒng)比TN-S接地系統(tǒng)故障電流小，采用剩余電流保護(hù)器做接地保護(hù)，靈敏度高，既是優(yōu)點(diǎn)又是缺點(diǎn)，因?yàn)榻档土斯╇娍煽啃?。在室外照明正常情況下，泄漏電流較大，如果剩余電流整定過小，誤動概率較大，所以IEC標(biāo)準(zhǔn)提出“TT系統(tǒng)接地電阻足夠小的情況下，切斷供電保護(hù)可用熔斷器”，不采用剩余電流保護(hù)器。

3、TN系統(tǒng)

TN系統(tǒng)內(nèi)部的電源端往往會有直接接地的一點(diǎn)，一般以中性點(diǎn)為主，電氣裝置外露的可導(dǎo)電部分對中性導(dǎo)體進(jìn)行保護(hù)，或者實(shí)現(xiàn)導(dǎo)體和該點(diǎn)的連接，IEC標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)N線、PE線連接的要求重新組合，主要有3種組合形式，即TN-S系統(tǒng)、TNC系統(tǒng)、TN-C-S系統(tǒng)。TN-S系統(tǒng)內(nèi)的N線、PE線分別獨(dú)立運(yùn)行，在正常運(yùn)行期間，專用PE線中不會有電流流過，N線會有不平衡電流流過[2]。PE線和地面之間不存在電勢差，所以，主要是利用專用PE線實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備外殼的保護(hù)接地操作，如此一來也為系統(tǒng)賦予安全性，在獨(dú)立運(yùn)行的變配電所內(nèi)應(yīng)用。TN-C系統(tǒng)內(nèi)的N線、PE線結(jié)合，如果三相負(fù)荷平衡性差，那么N線上將會有不平衡電流流過，并且形成電位差，電氣設(shè)備金屬外殼對地帶電位，從而限制了該系統(tǒng)的運(yùn)用范圍，只能夠在三相負(fù)荷平衡、管理全封戶能力強(qiáng)的工業(yè)廠房建筑中使用。TN-C-S系統(tǒng)內(nèi)只有部分N線與PE線整合，雙方分開之后便不會再合并，主要是在建筑物電源為區(qū)域變電所的前提下采用。

TN-S接地系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：接地故障電流比TT系統(tǒng)大，更有利于斷路器或熔斷器的過流保護(hù)切斷故障電流。TN-S接地系統(tǒng)缺點(diǎn)：（1）當(dāng)室外照明線路較長、負(fù)荷分散，短路電流就較小，不足以在規(guī)定時間內(nèi)切斷故障電流，導(dǎo)致故障點(diǎn)危險電壓危及人身安全。（2）存在故障電壓隨PE傳導(dǎo)，存在故障電壓蔓延的風(fēng)險。

TT系統(tǒng)與TN系統(tǒng)是可以共用于同一變壓器。由同一變壓器引出的供電，其中室內(nèi)供電采用TN系統(tǒng)，室外照明采用TT接地系統(tǒng)。室外照明無總等點(diǎn)位聯(lián)結(jié)，室外照明設(shè)備外殼與室內(nèi)PEN線沒有導(dǎo)通，不存在傳來室內(nèi)故障電壓的風(fēng)險。室外照明的TT系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生接地故障時，故障電流通過RA′、大地、RB至變壓器中性點(diǎn)，故障電流較小，不能用熔斷器和斷路器切斷電源。在照明配電出線處安裝漏電保護(hù)器，可以實(shí)現(xiàn)路燈接地故障的有效切除。這就實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)供電和室外供電的獨(dú)立運(yùn)行，互不干擾，有效提高了室內(nèi)外供電的安全性。另外，室外照明一般都有燈桿基地，直接利用基礎(chǔ)螺栓作為接地極，一般可以滿足漏電保護(hù)器有效動作要求，極大節(jié)約了接地成本。

結(jié)束語

綜上所述，低壓電氣接地方式的選擇與實(shí)際的需要有著密切的聯(lián)系，用戶可以根據(jù)自身的需要選擇投資較為經(jīng)濟(jì)又能保障運(yùn)行安全的方式。

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