低压配电系统接地型式与保护配置

2011-08-15吕阿率

科技传播 2011年8期

吕阿率

中国中建设计集团有限公司沈阳分公司，北京 110001

低压配电系统它由配电变电所（通常是将电网的输电电压降为配电电压）、高压配电线路（即1kV以上电压）、配电变压器、低压配电线路（1kV以下电压）以及相应的控制保护设备组成。在民用与工业装置的低压配电设计中，保护人生安全是第一位，所以如何才能防止触电、线路损坏和电气火灾等事故的发生，成了人们探讨的第一先决条件，实践告诉我们，有效地采取适当的接地、接零的技术保护就能大大减少此类事故的发生。

1 TN供电系统的特点

我国低压接地系统主要是以TN方式供电系统为主，TN系统也就是通常所说的接零保护系统，是利用电气设备的工作中性线与外露导电部分相接的保护系统。TN方式供电系统的主要特点是如果设备绝缘损坏或相线碰壳而出现漏电现象，电源侧的熔断器就会熔断，直接导致了断路跳闸，整整漏电的时间比较短，所以相对比较安全；在制作材料中TN方式供电系统是与典型的节约型产品，所以它的应用比较广泛。

1.1 TN方式供电系统的分类

TN方式供电系统主要有TN-C系统、TN-S系统、TN-C-S系统3种形式，这3种系统在工作中各有千秋，TN-C系统比较简单，处理事故时间短，所以比较容易实现，同时也可以节约大量的成本，但它的线路中有单相负荷，由于PEN存在电流，电气设备的线路金属套管和外壳之间有电压降，所以不适合敏感电子设备；TN-S系统主要适用于精密电子仪器设备和数据处理，还可以用于一些危险场所以及民用建筑等，因为这些场所都是单独接地触点的插头，所以TN-S系统比较适合，TN-S系统的不足就是初期投资相对比较高，如果相对地短路的时候，对地面的故障电压也比较高。

1.2 TN系统接地型式下的保护配置

配电线路应装设短路保护、过负载保护和接地故障保护，作用于切断供电电源或发出报警信号。配电线路采用的上下级保护电器，其动作应具有选择性；各级之间应能协调配合。但对于非重要负荷的保护电器，可采用无选择性切断。配电线路的短路保护，应在短路电流对导体和连接件产生的热作用和机械作用造成危害之前切断短路电流。对热作用需进行热稳定校验；对机械作用需进行短路容量校验。配电室内的电缆沟距户外较近时和在地下水，位较高的地区，沟内容易渗水，因此土建应采取防止渗水的措施。另外在电缆管道穿过墙基处，若管口及其周围密封不严实，户外地下水也容易由管口处流入地沟。地沟底部应有一定的坡度，当沟内有水进入时，可以使其流至一端设法排出，经常容易进水的电缆沟内，必要时还应做集水坑，以便将水抽出。有人值班的配电室应保证人正常工作的室温和照明，必要时，还需考虑应有的生活设施，如给水、排水，厕所等设施。在高层建筑内通常将配电室设于地下室或楼层内，且位置较偏僻，因此一定要考虑到安装时和建成后维修时的运输通道问题。配电室的门窗应密合，并应在通风孔上装设遮护网。

设计中低压配电系统的安全用电：低压三相配电系统的广泛应用，要保证安全用电，正确掌握防触电保护的方法：保护接地、保护接零、重复接地。电气设备采用保护接地还是保护接零主要取决于配电系统的中性点是否接地、电网性质、电气设备的额定电压等级等。1）在IT系统中，采用保护接地；2）在TT系统中应用保护接地TT可用于火灾和爆炸危险厂房；3）在TN系统中应用保护接零。

2 其它低压接地系统的特点及保护配置

在进户线或总电源处一般装置刀开关或隔离开关，便于检修。在所有的配电线路中都应装有短路保护装置和过载保护装置。在住宅的每户供电线路上都应装设保护装置，最好是把照明线路与插座线路的保护装置分开，这样当插座回路出现故障时，不会影响到照明回路。在易潮、易燃、易触电的供电回路，应装设漏电保护装置。

2.1 TT系统

TT系统的电源中线直接接地并引出中心线N，属于三相四线制系统，负载设备的外露可导电部分通过各自的保护线PE单独接地，而与系统接地无关。在TT系统中，当设备—相与外露可导电部分接触若故障设备外露导电部分与大地接触不良，从而这—单相故障电流可能较小通常不足以使故障设备中的过电流保护装置动作切除故障设备，这样就增加了人体触电的危险。其一，即使设备外露可导电部分接地保护良好，当设备一相与外露可导电部分相碰，由于电源相电压为220V，如按电源中性点工作接地电阻为4Ω，保护接地电阻为4Ω计算，回路故障电流为275A。这样在使用大容量设备时，因所选用的熔断器额定电流较大或自动开关瞬时脱扣器整定电流较大时，熔断器和瞬时脱扣器不能可靠动作做不能保证切断电源。

2.2 IT系统

IT系统的电源中性点不接地或经阻抗接地中性线N，—般为三相三线制系统负载设备的外露可导电部分各自保护线PE单独接地。这种系统的设备如果发生一相接地故障。其外露可导电部分将呈现对地电压并经设备外露可导电部分的接地装置、大地和非故障的两相对地电容以及电源中性点接地装置而形成单相设备接地故障电流，电流约为220V÷1000Ω=0.22A，电源中性点不接地时，此故障电流完全为电容电流属于小电流接地系统。因此在有中性点装置或者中性点装置时，短路电流都比铰小，即使发生—相碰壳接地故障，其三相电压仍然维持不变，三相用电设备仍可继续正常运行。