DQZHAN技術(shù)訊：淺敘低壓配電裝置的接地及其解決方案
摘要：低壓配電系統(tǒng)保護(hù)接地有不同的方式，只有正確做到概念清楚、具體分析，針對(duì)不同用電設(shè)備采用不同的接地方式及接地故障保護(hù)措施，來(lái)達(dá)到供電的**性能，才能有效地防止觸電和火災(zāi)發(fā)生，提高**用電水平。
引言
眾所周知低壓配電系統(tǒng)接地是一項(xiàng)復(fù)雜、有關(guān)人身和設(shè)備**的工程，接地型式與接地故障保護(hù)息息相關(guān)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，電力系統(tǒng)不斷趨向自動(dòng)化。為了保護(hù)低壓電氣設(shè)備**一般只采用一個(gè)保護(hù)接地系統(tǒng)，保護(hù)接地系統(tǒng)對(duì)建筑物低壓電氣設(shè)備的**及其重要。低壓配電系統(tǒng)保護(hù)接地有不同的方式，只有正確做到概念清楚、具體分析，針對(duì)不同用電設(shè)備采用不同的接地方式及接地故障保護(hù)措施，來(lái)達(dá)到供電的**性能，才能有效地防止觸電和火災(zāi)發(fā)生，提高**用電水平。保護(hù)接地系統(tǒng)通過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐總結(jié)出來(lái)的重要保護(hù)措施，使低壓電氣裝置能夠**運(yùn)行，能夠保證建筑物低壓電氣設(shè)備的**。
接地是防止電氣設(shè)備漏電事故的重要**措施
“地”一般是指大地。但在電氣上，卻具有更深一層的含義。接地就是在一個(gè)系統(tǒng)的元件和另一個(gè)系統(tǒng)之間(或者與某一個(gè)參考點(diǎn)之間)建立一個(gè)電的傳導(dǎo)路徑。電氣及電子系統(tǒng)中的“地”通常有兩種含義：一種是“大地”，另一種是“系統(tǒng)基準(zhǔn)地”。
接地是指把電氣設(shè)備的某一部分通過(guò)接地裝置同大地連接起來(lái);接零是指把電氣設(shè)備正常時(shí)不帶電的導(dǎo)電部分(如金屬機(jī)殼) 同電網(wǎng)的零線連接起來(lái)。由于大地內(nèi)含有自然界中的水份等導(dǎo)電物質(zhì)，因此它也是能導(dǎo)電的。當(dāng)一根帶電的導(dǎo)體與大地接觸時(shí)，便會(huì)形成以接地點(diǎn)為球心的半球形“地點(diǎn)場(chǎng)”。此時(shí)，接地電流便經(jīng)導(dǎo)體由接地點(diǎn)流入大地內(nèi)，并向四周呈半球形流散。接地與接零是防止電氣設(shè)備一旦漏電而可能發(fā)生觸電事故的重要**措施。
通常將地作為系統(tǒng)的零電位點(diǎn)。理想的地必須是一個(gè)零電位、零阻抗的理想導(dǎo)體，其上各點(diǎn)間不應(yīng)存在電位差，它可在系統(tǒng)中作為所有電平的參考點(diǎn)。接地的目的有兩個(gè)：一是為了**，稱為保護(hù)接地，二是為信號(hào)電壓或系統(tǒng)電壓提供一個(gè)穩(wěn)定的零電位的參考點(diǎn)，稱為信號(hào)地或系統(tǒng)地。保護(hù)接地是指將電氣設(shè)備平時(shí)不帶電的金屬外殼用專門的接地裝置實(shí)行良好的金屬性連接。其作用是當(dāng)設(shè)備金屬外殼意外帶電時(shí)，將對(duì)其地電壓限制在規(guī)定的**范圍內(nèi)，消除或減小觸電的危險(xiǎn)。保護(hù)接地*常用于低壓不接地配電網(wǎng)中的電氣設(shè)備。
保護(hù)接地的作用是當(dāng)電氣設(shè)備的金屬外殼帶電時(shí)，如果人體觸及此外殼時(shí)，由于人體的電阻遠(yuǎn)大于接地體電阻，則大部分電流經(jīng)接地體流入大地，而流經(jīng)人體的電流很小。這時(shí)只要適當(dāng)控制接地電阻，就可減少觸電事故發(fā)生。但是在TT供電系統(tǒng)中，這種保護(hù)方式的設(shè)備外殼電壓對(duì)人體來(lái)說(shuō)還是相當(dāng)危險(xiǎn)的。因此這種保護(hù)方式只適用于TT供電系統(tǒng)的施工現(xiàn)場(chǎng)，按規(guī)定保護(hù)接地的電阻不大于4Ω。保護(hù)接地是廣泛應(yīng)用的**技術(shù)措施，主要適用于三相三線制中性點(diǎn)不直接接地的電力系統(tǒng)中。在對(duì)地絕緣的電網(wǎng)中，除非另有規(guī)定，否則凡由于絕緣破壞或其他原因而可能呈現(xiàn)危險(xiǎn)電壓的金屬部分均應(yīng)接地。
保護(hù)接零是將電氣設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)不帶電的導(dǎo)電部分與電網(wǎng)地零線(即中性線)連接起來(lái)，用以防止觸電事故的發(fā)生。保護(hù)接零通常用于中性點(diǎn)直接接地、380/220V的三相四線制電網(wǎng)中，還要與其他**措施(如熔斷器、斷路器等)配合使用才能達(dá)到目的。當(dāng)電氣設(shè)備的金屬外殼帶電時(shí)短路電流經(jīng)零線而成閉合電路，使其變成單相短路故障，因零線的阻抗很小，所以短路電流很大，一般大于額定電流的幾倍甚至幾十倍，這樣大的單相短路將使保護(hù)裝置迅速而準(zhǔn)確地動(dòng)作，切斷事故電源保證人身**。其供電系統(tǒng)為接零保護(hù)系統(tǒng)，即TN系統(tǒng)。保護(hù)零線是否與工作零線分開(kāi)，可將TN供電系統(tǒng)劃分為TN-C、TN-S和TNC-S三種供電系統(tǒng)。不管采用保護(hù)接地還是保護(hù)接零，在同一系統(tǒng)中不允許對(duì)一部分設(shè)備采取接地，對(duì)另一部分采取接零。因在同一系統(tǒng)中如果有的設(shè)備采取接地，有的設(shè)備采取接零，則當(dāng)采取接地的設(shè)備發(fā)生碰殼時(shí)，零線電位將升高，而使所有接零的設(shè)備外殼都帶上危險(xiǎn)的電壓。
當(dāng)變壓器高壓側(cè)與低壓側(cè)之間的絕緣損壞或高壓線路斷線搭落在低壓配電線路上時(shí)，都可能發(fā)生高壓竄入低壓。為防止和減少這種危險(xiǎn)，在中性點(diǎn)不接地的低壓配電系統(tǒng)中，除了采取可靠的保護(hù)接地之外，還應(yīng)有防止高壓竄入低壓的保護(hù)措施。為此，在中性點(diǎn)不接地的低壓電網(wǎng)中，應(yīng)使其中性點(diǎn)或某一相經(jīng)過(guò)擊穿保險(xiǎn)器與大地連接。
在正常情況下，低壓系統(tǒng)保持不接地。當(dāng)高壓竄入低壓時(shí)，去穿保險(xiǎn)器被擊穿，故障電流經(jīng)接地裝置流入大地，同時(shí)使高壓系統(tǒng)相應(yīng)的保護(hù)裝置動(dòng)作，切斷電源，起到保護(hù)作用。
為保證保護(hù)接零系統(tǒng)的**，將零線上的一處或多處通過(guò)接地裝置與大地重復(fù)連接，稱為重復(fù)接地，其作用是：降低漏電設(shè)備的對(duì)地電壓，漏電保護(hù)器既可用來(lái)保護(hù)人身**，還可用來(lái)對(duì)低壓系統(tǒng)或設(shè)備的絕緣狀況起到監(jiān)督作用;漏電保護(hù)器安裝點(diǎn)以后的線路應(yīng)是對(duì)地絕緣良好;漏電保護(hù)器對(duì)兩相觸電不起保護(hù)作用，減少零線斷線時(shí)的危險(xiǎn)。另外，也使三相負(fù)荷不平衡導(dǎo)致零線對(duì)地電壓有所下降，從而減少了危險(xiǎn)，縮短了短路故障的持續(xù)時(shí)間。由于重復(fù)援地與工作接地形成并聯(lián)，使短路電流加大，從而加快了斷路器的動(dòng)作時(shí)間;改善了架空線路的防雷性能。可以對(duì)雷電流進(jìn)行分流，從而限制了雷電產(chǎn)生的過(guò)電壓;重復(fù)接地是指零線上的一處或多處通過(guò)接地裝置與大地再連接，可提高線路的**性。
漏電保護(hù)裝置是在電氣設(shè)備成線路漏電時(shí)用以保證人身及設(shè)備**的保護(hù)裝置，又稱觸電保安器。設(shè)備漏電時(shí)會(huì)出現(xiàn)兩種異常現(xiàn)象：正常情況下不帶電的金屬部分出現(xiàn)對(duì)地電壓;三相電流平衡被破壞，出現(xiàn)零序電流(或電壓)。漏電保護(hù)裝置就是在故障時(shí)測(cè)得零序電流(或電壓)或?qū)Φ仉妷海?jīng)相應(yīng)轉(zhuǎn)換，使接觸器跳閘切斷電源，實(shí)施保護(hù)作用。
低壓系統(tǒng)的接地型式、要求及其適用范圍
在過(guò)去的低壓配電的接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)中、雖然已經(jīng)為確保設(shè)備和人身的**、提供有相當(dāng)完善和行之有效的保護(hù)方案。然而，對(duì)于確保信息網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)**的保護(hù)措施卻顯得“相對(duì)欠缺”。基于上述情況，當(dāng)在處理信息網(wǎng)絡(luò)的接地設(shè)計(jì)問(wèn)題和不同方案時(shí)，不宜完全拘泥于現(xiàn)有的設(shè)計(jì)規(guī)范。對(duì)信息網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的低壓配電系統(tǒng)的接地系統(tǒng)而言，它不僅需要保護(hù)供電線路、用電設(shè)備和人身能**、可靠地運(yùn)行。而且，更需要保護(hù)好被信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)備所處理、存貯的和傳送的數(shù)據(jù)的**性。為此，當(dāng)我們?cè)谠O(shè)計(jì)接地系統(tǒng)時(shí)，不僅需要考慮各種“接地線”的接地電阻。還需高度重視接地阻抗;“地線”的實(shí)際布線方式;用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的日常管理和維護(hù)“是否合理”等因素。實(shí)踐證明：設(shè)計(jì)合理的接地系統(tǒng)及正確的布線施工是確保網(wǎng)絡(luò)設(shè)備獲得高效、寬帶運(yùn)行特性的前提條件之一。
國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)規(guī)定低壓配電系統(tǒng)的保護(hù)接地型式分為TN、IT和T三種系統(tǒng)。
我國(guó)配電系統(tǒng)的接地方式已使用IEC規(guī)定,其分類仍然是以配電系統(tǒng)和電氣設(shè)備的接地組合來(lái)分為TN、TT、IT系統(tǒng)三大類，系統(tǒng)特性以符號(hào)表示，字母含義為：**個(gè)字母表示電源與地的關(guān)系。“T”表示在某一點(diǎn)上牢固接地;“I”表示所有帶電零件與地絕緣或某一點(diǎn)經(jīng)阻抗接地。**個(gè)字母表示電氣設(shè)備外殼與地的關(guān)系。“T”表示外殼牢固的接地，且與電源接地?zé)o關(guān),“N”表示外殼牢固地接到系統(tǒng)接地點(diǎn)。其后的字母表示電網(wǎng)中中性線與保護(hù)線的組合方式。“C”表示中線與保護(hù)線是合一的;“S”表示中性線與保護(hù)線是分開(kāi)的。
TN系統(tǒng)：電源中性點(diǎn)直接接地并引出中性線(N線)，屬三相四線制系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中的電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分都應(yīng)與公共的保護(hù)線(PE線)相連接，PE線與中性線在接地點(diǎn)相連接。我國(guó)稱這種系統(tǒng)為保護(hù)接零。TN系統(tǒng)的電源端有一個(gè)直接接地點(diǎn)，并引出N線，屬三相四線制系統(tǒng)。系統(tǒng)中用電設(shè)備外殼通過(guò)保護(hù)線與該點(diǎn)直接連接，俗稱保護(hù)接零。按照系統(tǒng)中中性線與保護(hù)線的不同組合方式，又分為如下三種形式。
TN—C系統(tǒng)：整個(gè)系統(tǒng)的中性線與保護(hù)線是合一的，稱為TN—C系統(tǒng)。由于投資較少，又節(jié)約導(dǎo)電材料，因此在過(guò)去我國(guó)應(yīng)用比較普遍。當(dāng)三相負(fù)荷不平衡或只有單相用電設(shè)備時(shí)，PEN線上有正常負(fù)荷電流流過(guò)，有時(shí)還要通過(guò)三次諧波電流，其在PEN線上產(chǎn)生的壓降呈現(xiàn)在用電設(shè)備外殼上，使其帶電位，對(duì)地呈現(xiàn)電壓。正常工作時(shí)，這種電壓視情況為幾伏到幾十伏，低于**電壓50V，但當(dāng)發(fā)生PEN線斷或相對(duì)地短路故障時(shí)，使PEN線電位升高，其對(duì)地電壓大于**電壓，使觸電危險(xiǎn)加大。同時(shí)，同一系統(tǒng)內(nèi)PEN線是相通的，故障電壓會(huì)沿PEN線傳至其他未發(fā)生故障處，可能會(huì)引起新的電氣故障，另外由于該系統(tǒng)全部用PEN線作設(shè)備接地，它無(wú)法實(shí)現(xiàn)電氣隔離，不能保證電氣檢修人身**，在國(guó)際上基本不被采用。
TN—S系統(tǒng)：整個(gè)系統(tǒng)的中性線與保護(hù)線是分開(kāi)產(chǎn)的，稱為TN—S系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于PE線在正常情況下不通過(guò)負(fù)荷電流，它只在發(fā)生接地故障時(shí)才帶電位，因此不會(huì)對(duì)接地PE線上其他設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾，所以這種系統(tǒng)適用于數(shù)據(jù)處理，精密檢測(cè)裝置等使用。在N線斷線也并不影響PE線上設(shè)備的防止間接觸電**，這種系統(tǒng)多作于環(huán)境條件較差，對(duì)**可靠性要求較高及設(shè)備對(duì)電磁干擾要求較嚴(yán)的場(chǎng)所。但是這種系統(tǒng)不能解決對(duì)地故障電壓蔓延和相對(duì)地短路引起中性點(diǎn)電位升高等問(wèn)題。
TN—C—S系統(tǒng)：系統(tǒng)中的中性線與保護(hù)線先是合一的，然后又分開(kāi)稱為TN—C—S系統(tǒng)。PEN分為PE線和N線后，不能再與PE線合并或互換，否則它們是TN—C系統(tǒng)。這種系統(tǒng)兼有TN—C系統(tǒng)和TN—S系統(tǒng)的特點(diǎn)，電源線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，又保證一定**水平，常用于配電系統(tǒng)末端環(huán)境條件較差或有數(shù)據(jù)處理等設(shè)備的場(chǎng)所，因PE線帶有前端PEN線上某種程度電壓，這樣設(shè)備外殼就帶上電壓，人體接觸后有電擊的可能。
IT系統(tǒng)：電源中性點(diǎn)不接地或經(jīng)阻抗接地，通常不引出中性線(N線)，屬三相三線制系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中的設(shè)備外露可導(dǎo)電部分經(jīng)各自的PE線分別直接接地。系統(tǒng)中用電設(shè)備外殼與地作直接的電氣連接，俗稱保護(hù)接地。這個(gè)接地點(diǎn)與電源端接地點(diǎn)是沒(méi)有關(guān)連的，該系統(tǒng)由于所有設(shè)備的外殼是經(jīng)各自的PE線分別直接接地的，各自的PE線間無(wú)電磁聯(lián)系，因此也適用于對(duì)數(shù)據(jù)處理,精密檢測(cè)裝置等供電,這樣就杜絕了危險(xiǎn)故障電壓沿PE線傳到其他未發(fā)生故障處。而TN系統(tǒng)由于PE(PEN)線相通的，查找接地故障的原因、地點(diǎn)比較難，因此TT系統(tǒng)被供電部門規(guī)定為給城市公用低電網(wǎng)向用戶供電的接地系統(tǒng)，但是這種接地保護(hù)系統(tǒng)在某些情況下也并不能保證**，當(dāng)系統(tǒng)中設(shè)備的絕緣損壞或發(fā)生相對(duì)地短路故障時(shí)將使設(shè)備的外殼帶電。如果人體觸及帶電外殼時(shí)，因人體接觸電阻遠(yuǎn)大于保護(hù)接地電阻，因此這部分單相短路電流通過(guò)接地裝置引入大地，通過(guò)人體的電流比較小，從而減少了人體觸電的危險(xiǎn)性。
若中性點(diǎn)接地電阻R N=4Ω，設(shè)備外殼與大地之間的電阻R D=4Ω，則故障電流I D=27.5A而一般情況下R D很難做到4Ω，假若R D=7~11Ω,則I D=14.7~20A，由于這么小的單相接地短路電流不足以使線路中的斷路器動(dòng)作，故障電壓持續(xù)存在，設(shè)備外殼電壓也持續(xù)存在，要想把E D控制在50以下，則R D必須小于1.2Ω。要想使用電設(shè)備實(shí)現(xiàn)這樣小的接地電阻是困難的。由此只能選用漏電保護(hù)裝置，并可降低接觸電阻RD的要求。IT系統(tǒng)的電源中性點(diǎn)不接地或經(jīng)阻抗(約1000Ω)接地且通常不引出N線，為三相三線制系統(tǒng)，習(xí)慣稱為不接地系統(tǒng)。系統(tǒng)中的用電設(shè)備外殼與地作直接的電氣連接。用電設(shè)備外殼經(jīng)各自的PE線直接接地，PE線間無(wú)電磁聯(lián)系，適用于數(shù)據(jù)處理精密檢測(cè)裝置供電。
當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，所有三相用電設(shè)備仍可暫時(shí)繼續(xù)運(yùn)行，另兩相對(duì)地電壓將由相電壓升高到線電壓。當(dāng)接地電流大于發(fā)生電弧的*小燃弧電流時(shí)，會(huì)對(duì)用電設(shè)備造成火災(zāi)等危險(xiǎn)，人觸及會(huì)造**身事故。因此對(duì)IT系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，應(yīng)裝絕緣監(jiān)察裝置，以此來(lái)達(dá)到保護(hù)設(shè)備和人身**的目的。
T 系統(tǒng)： 電源中性點(diǎn)直接接地， 引出中性線( N線)，屬三相四線制系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中的設(shè)備外露可導(dǎo)電部分經(jīng)各自的PE線分別直接接地。我國(guó)將T系統(tǒng)和IT系統(tǒng)統(tǒng)稱保護(hù)接地。
接地系統(tǒng)的調(diào)控功能：當(dāng)用電設(shè)備因故發(fā)生短路/漏電故障時(shí)，確保人身和設(shè)備的**運(yùn)行;增強(qiáng)電源設(shè)備、用電設(shè)備的電磁屏蔽效果，確保IT/電信/測(cè)試等關(guān)鍵設(shè)備獲得盡可能高的電磁兼容性(EMC);為IT/電信/測(cè)試等關(guān)鍵設(shè)備內(nèi)的電子線路提供統(tǒng)一的、具有“低阻抗運(yùn)行特性”的參考電平;為IT/電信/測(cè)試等關(guān)鍵設(shè)備提供靜電“泄放通道”;確保供電系統(tǒng)能為信息網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供盡可能低的“零線對(duì)地線”電壓;為用電設(shè)備提供**、可靠的防雷擊、抗浪涌保護(hù)。
建筑物電氣接地配置關(guān)鍵部件的調(diào)控功能及保護(hù)措施
判斷接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水平高低的重要指標(biāo)之一是：能否為各種干擾源/地電流提供低阻抗型泄放通道，以確保在各IT設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)等電位連接。不同接地系統(tǒng)的兼容性，同一電源供電的不同建筑物，可分別采用TN和TT系統(tǒng)。
同一建筑物內(nèi)宜采用TN系統(tǒng)或TT系統(tǒng)中的一種。如果能夠分設(shè)接地極，二者也可以兼容;由TN系統(tǒng)向局部TT系統(tǒng)供電沒(méi)有任何問(wèn)題，如室外照明。同一電源供電范圍內(nèi)，IT系統(tǒng)不能與TN系統(tǒng)或TT系統(tǒng)兼容。同一建筑物內(nèi)IT系統(tǒng)可以與TN系統(tǒng)或TT系統(tǒng)兼容，只要IT系統(tǒng)與T字頭的系統(tǒng)不并聯(lián)運(yùn)行。
系統(tǒng)接地型式和保護(hù)導(dǎo)體，是自動(dòng)切斷電源法的重要組成部分。外露可導(dǎo)電部分接PE線，PE線按不同系統(tǒng)的要求接地。可同時(shí)觸及者應(yīng)接到同一個(gè)接地系統(tǒng)上。低壓電氣裝置各種系統(tǒng)的接地要求如下：TN系統(tǒng)外露可導(dǎo)電部分應(yīng)通過(guò)保護(hù)導(dǎo)體與電源系統(tǒng)的接地點(diǎn)連接。一般情況下應(yīng)滿足的條件：Z sIa≤U 0;為減小故障回路的總阻抗Z S，PE線應(yīng)盡量靠近相線。相對(duì)地故障的異常情況下：R B/R E≤50(U0~50);TT系統(tǒng)受同一保護(hù)電器保護(hù)的所有外露可導(dǎo)電部分應(yīng)接至共同的接地極上。中性線不應(yīng)重復(fù)接地應(yīng)滿足的條件：R AI a≤50V;IT系統(tǒng)裝置的任何帶電導(dǎo)體不應(yīng)直接接地。外露可導(dǎo)電部分單獨(dú)地、成組地或集中地接地。
單獨(dú)或成組接地時(shí)，**次故障的保護(hù)應(yīng)符合TT系統(tǒng)的要求;集中接地時(shí)，**次故障的保護(hù)應(yīng)符合TN系統(tǒng)的要求。應(yīng)滿足的條件：R AI d≤50V。
為了使用電氣設(shè)備和相關(guān)用電系統(tǒng)的具有**保障，需要采取各種措施來(lái)防止使用人員發(fā)生觸電的危險(xiǎn)，同時(shí)也減少各種電器設(shè)備用具的損耗率，延長(zhǎng)設(shè)備電器的使用壽命。因此，就利用大地的導(dǎo)電性，在其中一處任何一點(diǎn)的通常電位為零。利用大地的這一特性，把低壓配電系統(tǒng)的工作接地相連，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)候，可以迅速快捷地切斷電源，縮短事故時(shí)間，保障**。同時(shí)，對(duì)于各種電器設(shè)備，將其外表金屬接觸大地，在人與之接觸時(shí)候，通過(guò)人體的電流會(huì)變得很小，大大地減少了觸電的幾率，保證了居民的生命**。
低壓配電系統(tǒng)接地是十分重要的，它與采取什么樣的電擊防護(hù)措施，選用什么樣的保護(hù)裝置，這些防護(hù)措施怎樣實(shí)施，都與配電系統(tǒng)接地有關(guān)系。如果選擇不當(dāng)，不但不能實(shí)現(xiàn)所要求的保護(hù)，反而會(huì)降低供電系統(tǒng)的可靠性。在我國(guó)的電網(wǎng)中TN、TT、IT并存使用，但同時(shí)也存在著許多不足和缺陷，給人身**帶來(lái)一定的威脅。為了提高低壓配電系統(tǒng)**用電水平，人們發(fā)現(xiàn)漏電保護(hù)裝置(RCD)的應(yīng)用在很大程度上彌補(bǔ)了這些缺陷，從而防止觸電和火災(zāi)事故的發(fā)生，大幅度提高**用電水平。低壓電氣裝置的主要接地配置如下：
TN系統(tǒng)不存在應(yīng)力電壓升高問(wèn)題。防電擊的措施如下：故障電壓能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)被切斷;或建筑物內(nèi)實(shí)施總等電位聯(lián)結(jié)，“接觸電壓實(shí)際為0V”;或低壓系統(tǒng)接地單設(shè)接地極。
TT系統(tǒng)不存在接觸電壓升高問(wèn)題。防絕緣擊穿的措施如下：應(yīng)力電壓及其切斷時(shí)間適合低壓設(shè)備的絕緣水平;或低壓系統(tǒng)接地單設(shè)接地極;降低高壓接地故障電流和接地電阻，使其乘積不超過(guò)1200V。高、低壓系統(tǒng)分設(shè)接地極時(shí)，所內(nèi)低壓設(shè)備的應(yīng)力電壓將升高I mR ，應(yīng)在與其絕緣水平相對(duì)應(yīng)的時(shí)間內(nèi)被切斷。IT系統(tǒng)中的漏電保護(hù)器主要用于切除兩處異相同時(shí)接地故障。應(yīng)根據(jù)具體情況按需要裝設(shè)。IT系統(tǒng)兩處異相同時(shí)接地故障，IT系統(tǒng)內(nèi)外露導(dǎo)電部分分別裝設(shè)接地極，這時(shí)故障電流流經(jīng)兩個(gè)接地極電阻，故障回路的切斷應(yīng)符合TT系統(tǒng)接地故障保護(hù)的要求。
IT系統(tǒng)兩處異相同時(shí)接地故障，IT系統(tǒng)內(nèi)外露導(dǎo)電部分公用一個(gè)接地極，這時(shí)故障電流將流經(jīng)PE線形成的金屬短路，故障回路的切斷應(yīng)符合TN系統(tǒng)接地故障保護(hù)的要求。為了用電**，采用了接地故障保護(hù)后仍需要可靠的接地采用等電位聯(lián)結(jié)。等電位聯(lián)結(jié)的作用是降低故障情況下，電氣設(shè)備間、電氣設(shè)備與其他設(shè)備間的接觸電壓，使人體在接觸時(shí)身體所承受的電壓降至*低。當(dāng)過(guò)電流保護(hù)電器不能滿足要求時(shí)，可以采用帶有單相接地保護(hù)的斷路器或者進(jìn)行設(shè)零序電流保護(hù)措施。斷路器的單相接地保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)原理有剩余電流型和零序電流型兩種。剩余電流型是利用四個(gè)電流互感器分別檢測(cè)三相電流和中性線(N線)的電流。無(wú)論三相電流平衡與否，則此矢量和為零(嚴(yán)格講為線路與設(shè)備的正常泄露電流);當(dāng)發(fā)生某一相接地故障時(shí)，故障電流會(huì)通過(guò)保護(hù)線PE及與地相關(guān)連的金屬構(gòu)件，此時(shí)電流為接地故障電流加正常泄露電流。接地電流達(dá)到脫扣器整定電流時(shí)，即可報(bào)警或驅(qū)動(dòng)短路器動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)單相接地保護(hù)。零序電流型是在三相上各安裝一個(gè)電流互感器，檢測(cè)三相的電流矢量和，即零序電流I O(I a+I b+I c+I n=I o)當(dāng)發(fā)生某一相接地故障時(shí)，此時(shí)電流為接地故障電流加正常泄露電流，與脫扣器整定值比較，即可區(qū)分出接地電流，實(shí)現(xiàn)單相接地保護(hù)。
在電氣設(shè)計(jì)中，低壓接地是整個(gè)電網(wǎng)中關(guān)鍵的部分，其設(shè)計(jì)運(yùn)行的狀況密切關(guān)系到用戶的切身利益和生命財(cái)產(chǎn)**。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)融入世界，經(jīng)濟(jì)科技都得到了飛速的發(fā)展，國(guó)家應(yīng)用于電網(wǎng)改造，維護(hù)，管理中的費(fèi)用和保護(hù)力度也逐漸增大。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)電網(wǎng)從設(shè)計(jì)，到實(shí)施，到管理完善，都取得了一系列輝煌的成就，從城市惠及偏遠(yuǎn)農(nóng)村，使國(guó)內(nèi)各族人民開(kāi)始共享社會(huì)主義建設(shè)的成果，促進(jìn)了社會(huì)和諧，但在享受發(fā)展的同時(shí)，由于各種因素，居民的生命財(cái)產(chǎn)也受到了一定的損失和威脅，因此，正確認(rèn)識(shí)電網(wǎng)系統(tǒng)中和人們密切相關(guān)的低壓接地故障，并采取科學(xué)有力的保護(hù)措施，是一項(xiàng)艱巨而關(guān)鍵的任務(wù)。
低壓配電系統(tǒng)接地與漏電保護(hù)裝置的應(yīng)用隨著我國(guó)城網(wǎng)、農(nóng)網(wǎng)的不斷改造，對(duì)于低壓電網(wǎng)的管理的要求也不斷提高，而漏電保護(hù)裝置對(duì)于低壓電網(wǎng)有著至關(guān)重要的作用。在實(shí)際運(yùn)行中，也出現(xiàn)了很多問(wèn)題，需要不斷地改進(jìn)，從而保障低壓電網(wǎng)的運(yùn)行。漏電保護(hù)裝置體積輕便、成本低廉、在實(shí)際操作中占用空間小、便于安裝，能夠在線路設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)對(duì)人身、設(shè)備**起到有效地保護(hù)。由于漏電保護(hù)器的特點(diǎn)，優(yōu)于空氣開(kāi)關(guān)的特殊保護(hù)作用，電力系統(tǒng)和廣大用電客戶從關(guān)注到陸續(xù)使用，有效地降低了漏電事故的發(fā)生，保護(hù)了低壓配電網(wǎng)絡(luò)及人身**。
低壓配電系統(tǒng)接地是保證傳輸電力**，減少損耗，提高電力服務(wù)水平的重要措施，接地故障主要產(chǎn)生有以下因素：一是電路設(shè)計(jì)不合理。在電力傳輸路線中，要分區(qū)設(shè)計(jì)，據(jù)不同地域，不同的用途來(lái)科學(xué)合理設(shè)計(jì)電流走向，同時(shí)，也要根據(jù)不同的用途來(lái)決定連接方式，做到因不同地區(qū)實(shí)際而設(shè)計(jì)電力路線。做到既符合電力運(yùn)行規(guī)律又符合當(dāng)?shù)貐^(qū)域的實(shí)際情況;二是電力接地材質(zhì)損耗，采用劣質(zhì)電纜，或者是長(zhǎng)久不對(duì)電纜進(jìn)行維修管理，年久失修，容易產(chǎn)生漏電走火等，進(jìn)一步發(fā)生短路等相關(guān)故障，這是發(fā)生接地故障*直接的原因;三是對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的監(jiān)控不力，由于我國(guó)電網(wǎng)覆蓋率廣闊，加之很多地域地形復(fù)雜，氣候多變，這對(duì)電網(wǎng)的監(jiān)控管理帶來(lái)了一定的困難，受到一定技術(shù)的限制，在很多方面，難以做到實(shí)時(shí)監(jiān)控，在一些地段發(fā)生故障時(shí)候難以做到迅速快捷有效地處理，從而延長(zhǎng)到了事故時(shí)間，加重了故障所造成的損失;四是管理體制不善，缺乏一定的監(jiān)督機(jī)制，存在著一些工作人員素質(zhì)偏低，缺乏一定的工作技能和服務(wù)心態(tài)，執(zhí)行力低下，加上網(wǎng)域太過(guò)廣闊，缺乏一定的監(jiān)督和競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，使整個(gè)管理體制內(nèi)部有所懈怠。
接地故障保護(hù)有如下措施：充分利用線路設(shè)計(jì)中的過(guò)電流作為接地保護(hù)，采用這樣的方式，充分利用所控制的斷路器，不用增加其他任何設(shè)備，便可以簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)了電氣設(shè)計(jì)中低壓接地保護(hù)，但是這種方法需要有嚴(yán)格的技術(shù)執(zhí)行和規(guī)范的運(yùn)行時(shí)間，以便于在故障發(fā)生的**時(shí)間，斷路器有可以切斷故障電流的緩沖時(shí)間。
充分利用零序電流，讓其成接地故障保護(hù)的關(guān)鍵。
在基爾霍夫定律中，任何節(jié)點(diǎn)的復(fù)電流的代數(shù)和加起來(lái)為零。假設(shè)沒(méi)有出現(xiàn)接地故障，電氣設(shè)備或者電氣系統(tǒng)也沒(méi)有發(fā)生電力泄露，如此，在三相電流中，當(dāng)矢量和在三相負(fù)荷中達(dá)到真正平衡時(shí)候，I 0=0，而三相負(fù)荷難以平衡時(shí)候，I 0=TN，如果有一個(gè)地方發(fā)生了基地故障，那么此地一定會(huì)產(chǎn)生一個(gè)接地故障的電流，且為單相接地電流。在TN系統(tǒng)中多發(fā)生金屬性的故障短路，故障電流相對(duì)很大，因此，要利用過(guò)負(fù)荷保護(hù)和短路保護(hù)，安裝相關(guān)過(guò)電器，但特殊情況下，要采用漏電起保護(hù)。
相對(duì)來(lái)講，IT系統(tǒng)中的故障電流則很難以**計(jì)算，并且，TT系統(tǒng)中故障電流相對(duì)也比較小，因此采用過(guò)電流的保護(hù)措施很難以適應(yīng)其靈敏度的高要求，故而，這個(gè)系統(tǒng)可以采用漏電保護(hù)器來(lái)完成對(duì)接地故障的保護(hù)工作。
IT系統(tǒng)中，一般**次接地發(fā)生故障時(shí)候，故障電流量會(huì)相對(duì)很小，外邊露出的導(dǎo)電部分故障電壓也將會(huì)被限制在50V以內(nèi)，不用斷電，僅僅設(shè)置絕緣體的監(jiān)控裝置，并進(jìn)行聲光自動(dòng)報(bào)警，便可以盡快排出故障。漏電保護(hù)裝置在不同的接地形式下的安裝使用：對(duì)TN系統(tǒng)中裝漏電保護(hù)裝置時(shí)，應(yīng)使設(shè)備的外殼與保護(hù)中性線(即PEN線)的連接必須在漏電保護(hù)裝置的電源側(cè)，若保護(hù)線PE接在漏電保護(hù)的負(fù)載側(cè)，則因漏電故障電流的整個(gè)回路均穿過(guò)漏電保護(hù)裝置而檢測(cè)不出來(lái)，漏電保護(hù)裝置不動(dòng)作，同時(shí)漏電保護(hù)裝置的負(fù)載側(cè)不能設(shè)置重復(fù)接地，如有重復(fù)接地，會(huì)使在無(wú)故障情況下發(fā)生誤動(dòng)作。
TN—C系統(tǒng)安裝漏電保護(hù)裝置前，N線PE線要分開(kāi)，這就變成TN—C—S系統(tǒng);TN—C—S系統(tǒng)安裝漏電保護(hù)裝置時(shí)，必須將相線和N線一同穿過(guò)漏電保護(hù)裝置的零序電流互感器，這就應(yīng)選用2極或4極漏電保護(hù)裝置;對(duì)TT系統(tǒng)裝設(shè)漏電保護(hù)裝置時(shí)，要認(rèn)真檢查線路上重復(fù)接地設(shè)施。
在漏電保護(hù)裝置的負(fù)載側(cè)不能設(shè)置重復(fù)接地，否則將造成漏電保護(hù)裝置的誤動(dòng)和失效。在分級(jí)保護(hù)方案中尤應(yīng)注意這一問(wèn)題。因?yàn)橹貜?fù)接地對(duì)末端漏電保護(hù)裝置來(lái)說(shuō)為電源側(cè)，但對(duì)前**的漏電保護(hù)則為負(fù)載側(cè);對(duì)IT系統(tǒng)，因系統(tǒng)對(duì)地是絕緣的，電氣設(shè)備發(fā)漏電故障時(shí)其外殼對(duì)地電壓很小，達(dá)不到危險(xiǎn)電壓，故不必裝漏電保護(hù)裝置。
低壓配電系統(tǒng)宜采用TN—C—S或TN—S、TT系統(tǒng)，并與漏電保護(hù)裝置正確配合使用。能有效地進(jìn)行觸電和漏電保護(hù)，有效地防止觸電和火災(zāi)發(fā)生，提高了**用電水平。
在電氣化建設(shè)的過(guò)程中，結(jié)合以往低壓農(nóng)村配網(wǎng)運(yùn)行工作經(jīng)驗(yàn)，在低壓分支線路上安裝**級(jí)漏電保護(hù)器，從而縮小了線路接地故障查找范圍，增加了經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)有效防止了人身觸電傷亡事故和由漏電引起的電氣火災(zāi)及電器損壞事故的發(fā)生，提高了供電可靠性。
二級(jí)漏電保護(hù)的配置大致分為兩種情況：一是干線分路的三相四線供電，一般根據(jù)負(fù)荷要求，選用三相自動(dòng)重合型100~200A保護(hù)器，分?jǐn)鄷r(shí)間為0.1~0.15s，分?jǐn)嗦╇婋娏鳛?00mA，或者選用分?jǐn)鄷r(shí)間、分?jǐn)嚯娏骺烧{(diào)的自動(dòng)重合閘型保護(hù)器;二是干線分路的單相照明線路供電，作為4~8戶居民家庭之用，一般選用自動(dòng)重合閘型單相40~100A保護(hù)器。
安裝**級(jí)漏電保護(hù)器，一是便于檢查漏電部位。如果每個(gè)配變臺(tái)區(qū)只安裝一臺(tái)總保護(hù)，那么一旦發(fā)生漏電跳閘，很難判斷準(zhǔn)確的漏電環(huán)節(jié)，安裝了二級(jí)保護(hù)以后，幾乎不會(huì)發(fā)生總保護(hù)器動(dòng)作，而是哪里有漏電，哪里的二級(jí)保護(hù)器動(dòng)作，便于漏電部位的及時(shí)核實(shí)和處理;二是利于用電監(jiān)督和管理。作為聯(lián)戶用保護(hù)器一旦發(fā)生漏電動(dòng)作，必然殃及所關(guān)聯(lián)的各用電戶，為此，他們之間也必然形成一種用電監(jiān)督體制和自覺(jué)杜絕漏電的自查體制，有利于對(duì)供用電的管理;三是促進(jìn)末級(jí)保護(hù)的完善。由于二級(jí)保護(hù)漏電動(dòng)作所引起的漏電部位不是十分**，必然激發(fā)關(guān)聯(lián)戶各用電單元的自我保護(hù)意識(shí)，增強(qiáng)**用電觀念，為此，各用電單元會(huì)自發(fā)要求安裝末級(jí)保護(hù)，以維護(hù)自身用電**。這樣，既強(qiáng)化了用電管理，同時(shí)也促進(jìn)了末級(jí)保護(hù)工作的完善。二級(jí)保護(hù)配置后局部發(fā)生漏電，只有該區(qū)域二級(jí)保護(hù)器跳閘動(dòng)作，不會(huì)越級(jí)到總保護(hù)，因此，也只會(huì)造成局部供電中斷，不影響總保護(hù)器所保護(hù)的其余區(qū)域的正常供電。由此提高了供電可靠性，維護(hù)了絕大多數(shù)用電戶的正常生產(chǎn)、工作、學(xué)習(xí)和生活;就供電部門而言，則增加了整體供電時(shí)間和供電量，提高了供電部門的經(jīng)濟(jì)效益;尤其有效防止了人身觸電傷亡事故和由漏電引起的電氣火災(zāi)及電器設(shè)備損壞事故的發(fā)生。
系統(tǒng)保護(hù)的選擇性是連續(xù)供電的重要保證，保護(hù)的選擇性是配電系統(tǒng)質(zhì)量的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。以前低壓配電系統(tǒng)的保護(hù)電器以采用熔斷器為主，系統(tǒng)保護(hù)選擇性的設(shè)計(jì)是比較容易的。核算兩級(jí)間的熔體額定電流比是否合格就可以了。當(dāng)今配電系統(tǒng)的保護(hù)電器廣泛采用了斷路器，由于客觀條件的限制，我國(guó)斷路器的制造水平有限，具有選擇性的斷路器品種很少。要滿足保護(hù)選擇性要求，只有靠有短路短延時(shí)保護(hù)的斷路器。在這種情況下，要全系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)是困難的。因此只能重點(diǎn)保證重要負(fù)荷的連續(xù)供電，實(shí)現(xiàn)部分環(huán)節(jié)的保護(hù)選擇性了。從低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范及大眾廣為使用的低壓配電各級(jí)間應(yīng)選擇性分護(hù)選擇性就可以了。由于電器制造技術(shù)不斷進(jìn)步，斷路器保護(hù)選擇性技術(shù)的提高，各種選擇性型技術(shù)的推出，目前，采用斷路器的配電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)保護(hù)選擇性已具備條件了。
采用短路短延時(shí)是斷路器保護(hù)達(dá)到選擇性配合*常用的方式，有以下問(wèn)題值得注意：在滿足選擇性前提下，盡可能減少選擇性的延遲時(shí)間。斷路器延時(shí)分?jǐn)啵枰獢嗦菲髟谘舆t時(shí)間內(nèi)承受大的短路電流，會(huì)使制造費(fèi)用增加。
而且斷路器所保護(hù)的線路和電氣裝置，因要承受熱應(yīng)力和電動(dòng)應(yīng)力而增加電纜截面和設(shè)備機(jī)械強(qiáng)度，也會(huì)增加費(fèi)用。此外，縮短短路短延時(shí)時(shí)間，對(duì)于減少系統(tǒng)電壓的波動(dòng)，保證系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行也是具有重要作用的。因此，慎重確定短路短延時(shí)保護(hù)的時(shí)間，特別要避免無(wú)根據(jù)地隨意增加延遲時(shí)間，這是要予以重視的。
在采用選擇型斷路器的配電系統(tǒng)中，減少配電級(jí)數(shù)是減少上級(jí)配電延時(shí)時(shí)間的有效辦法。應(yīng)當(dāng)綜合各種因素合理確定配電級(jí)數(shù)。一般來(lái)說(shuō)，全系統(tǒng)都采用短路短延時(shí)選擇性方式，或是全系統(tǒng)都采用“自然的”選擇性方式，都是少見(jiàn)的。而混**用相互組合的方式是*多的，而且也是合理的。對(duì)于“自然的”選擇性方式，只要條件具備，就可盡量采用，它往往是在局部的部分系統(tǒng)采用，特別是在末端配電和中間級(jí)配電中采用*多。當(dāng)采用過(guò)載、短路短延時(shí)及瞬動(dòng)三段保護(hù)的斷路器時(shí)，常因上下兩級(jí)的短路電流差值甚小，下級(jí)發(fā)生短路故障，上下級(jí)斷路器會(huì)同時(shí)動(dòng)作，得不到選擇性配合。因此只好將上級(jí)瞬動(dòng)保護(hù)解除，只靠短路短延時(shí)保護(hù)。但若線路較長(zhǎng)，短路時(shí)瞬動(dòng)保護(hù)能得到配合，這時(shí)其保護(hù)范圍可能有所縮小，也應(yīng)盡可能將瞬動(dòng)保護(hù)投入使用。使其保護(hù)區(qū)內(nèi)的短路故障能盡快切除，有利于避免線路和電氣裝置受到過(guò)量損壞。
漏電保護(hù)裝置的合理應(yīng)用，將會(huì)有效地控制家庭人身傷亡事故的發(fā)生，因此，正確認(rèn)識(shí)漏電保護(hù)裝置的工作原理，規(guī)范使用漏電保護(hù)裝置，對(duì)配電低壓網(wǎng)的**運(yùn)行起著基礎(chǔ)的保障作用，在低壓配電網(wǎng)中必須嚴(yán)格按照國(guó)家發(fā)布的國(guó)標(biāo)《漏電保護(hù)器安裝和運(yùn)行》、《漏電保護(hù)器**監(jiān)察規(guī)定》和《漏電保護(hù)器安裝與運(yùn)行》等一系列標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，安裝、使用漏電保護(hù)裝置。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平快速的提高和居住條件的改善，家中的各種電器越來(lái)越多，在使用中如何保障人身和家用電器**是亟待解決重要問(wèn)題不容忽視。其中，正確選用和安裝漏電保護(hù)裝置是簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)、**可靠的保障手段之一，因此，在民用住宅及電氣設(shè)備保護(hù)中得到廣泛的應(yīng)用。
結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，低壓接地故障保護(hù)是整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)中重要的一環(huán)，密切關(guān)系到每個(gè)人的生活工作，由于其細(xì)致性，嚴(yán)密性，和高強(qiáng)的技術(shù)邏輯要求，須要我們根據(jù)常用電器的具體情況，以及各類電器的具體特點(diǎn)，采用正確合理防止觸電的措施，就能夠盡可能地防止各類觸電事故的發(fā)生。接地故障保護(hù)時(shí)候，無(wú)論是采取哪一種方法，都必須嚴(yán)格按照我國(guó)相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，以精準(zhǔn)的技術(shù)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕B(tài)度來(lái)保證實(shí)施，確實(shí)將所有細(xì)節(jié)落實(shí)到實(shí)處，從而推經(jīng)我國(guó)的電網(wǎng)完善進(jìn)程，完善電力系統(tǒng)中低壓接地故障保護(hù)的管理，減少電力故障，減少損失，讓電力資源真正的服務(wù)于人民的生活工作。只有經(jīng)過(guò)全方位的接地保護(hù)后，整個(gè)電力系統(tǒng)在使用時(shí)才能達(dá)到**、節(jié)能的效果，使得社會(huì)和經(jīng)濟(jì)得到*大的雙重效益。使電力更好地為我們的工作和日常生活服務(wù)。隨著社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，科技也在不斷的**，從而推動(dòng)著電力技術(shù)也在不斷進(jìn)步，低壓電氣裝置保護(hù)接地系統(tǒng)也在不斷的朝著更好的方向發(fā)展。
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