低压配电系统的接地与保护.docx

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1、低压配电系统的接地与爱护摘要：低压配电系统的接地和爱护直接关系到人身和设施的平安，文中介绍 了低压配电系统中性点的接地方式及其特点，并针对各种接地方式下发生的接地 故障提出了详细的爱护措施，重点争论了漏电爱护器的原理，选型配置原则及其 运行维护。关键词：低压配电系统；接地；漏电爱护随着人们物质生活水平的提高，家用电器的种类和数量猛增，现代化住宅智 能化的进展，致使电器线路简单密集，强电与弱电并存，因此发生电器事故的频 率明显增高。长期以来，配电系统的平安牢靠运行始终是人们关注的问题，而配 电系统中性点的正确接地方式及对接地故障合理有效的爱护又是保证平安生产、 系统牢靠运行的重要方面。近年来，因

2、电器接地(短路)等引起的火灾、电击等 事故多有发生，并造成严峻的生命财产损失，因此电器爱护系统的保安性能设计 显得特别重要。在我们国家分布较广的三相四线制(380V/220V)低压系统中常采 纳以下接地爱护型和平安措施。1低压配电系统的接地方式低压配电系统的接地方式分为工作接地和爱护接地。配电系统为了分别取得 相电压和线电压，削减中心点电位偏移而采纳的接地，称为工作接地。电力设施 及低压用电设施的金属外壳，钢筋混凝土和电杆等由于绝缘损坏而可能带电，为 防止带电电压危及人身平安而设置的接地，称为爱护接地。依据低压配电系统接地方式的不同，爱护接地乂可分为接零和接地两种类型。 在我们国家现行建筑设施

3、法律规范大会(JGJ / T1692)标准中将低压配电系 统分为三种，即TN系统、TT系统和IT系统三种形式。1. 1 TN系统TN系统米纳接零爱护，系统有一点直接接地，电气设施外露可导电部分通 过爱护线（或公用中性线PEN）与接地点连接。依据中性线与爱护线组合状况的不 同，TN系统又可分三种型式，即TNC系统，TNS系统和TNCS系统。1. 1. 1 TNC 系统TNC系统（如图D中爱护零线（PE）与工作零线（N）共用，当发生电气设施相 线与外壳接触故障时，故障电流经中性线回流到接地点，故障电流较大。TNC 系统适用于三相负荷基本平衡场合，若三相负荷不平衡,PE线中存在不平衡电流, 使设施外

4、壳带电，易造成人身损害。PIE线重复接地，可有效降低零线对地电压。 1. 1. 2 TN-S系统0 6 0 1N A B CPE图2 TN-S系统TNS系统（如图2）中爱护线与中性线是分开的。当发生电气设施相线与外壳 接触故障时，短路电流较大。当中性线断开时，三相负荷不平衡，中性点的电位 上升，但设施外壳及PE线无电，保证设施及运行人员的平安。7二”16 6 6外应导电部分 图1 TN-C系统1. 1. 3 TNCS系统它由两部分接地系统组成，一部分是TNC系统，另一部分是TN-S系统.。 当发生电气设施相线与外壳接触时，故障同TNC系统；当中性线断开时，故障 同FNS系统。PE线重复接地，而

5、N线不宜重复接地，这样PE线连接的设施外壳 在正常运行时始终不会带电，提高了设施及运行人员的平安性。如图3所示。1. 2 TT系统TT系统采纳接地爱护，系统有一点直接接地，电气设施的外露可导电部分通 过爱护线PE接至与电力系统接地点无直接关联的接地极。共用同一接地爱护装置 的全部外露可导电部分，必需用爱护线与这些部分共用的接地极连接在一起（或 与爱护接地母线、总接地端子相连）。如图4所示。1. 3 IT系统IT系统采纳接地爱护，系统的带电部分与大地间无直接连接（或有一点经足 够大的阻抗接地），电气设施的外露可导电部分通过爱护接线至地极，且电源系 统对地应保持良好的绝缘状态。严禁任何带电部分（包

6、括中性线）直接接地，一般 状况下不宜引出N线如图5所示。二 rd外需导电部分图4 TT系统图5 IT系统2低压配电系统接地故障的爱护2. 1低压配电系统爱护的一般要求低压配电系统应依据不同的故障类型和详细工程要求装设短路爱护、过负荷 爱护、接地故障爱护和中性线断线故障爱护。配电系统上下级爱护器的动作应具 有选择性，各级之间能协调协作，并与配电系统的特征和接地方式相适应。2. 2低压配电系统接地故障的爱护措施为防止人身体间接触电和电气火灾事故而实行接地故障的爱护措施，除正确 选择和整定配电线路的爱护电器（负荷开关、断路器和继电器等），使其牢靠切除 故障外，还应很好地与配电系统的接地方式协同协作，

7、不同接地方式对接地故障 的爱护有不同的要求。2. 2. 1 TN系统接地故障的爱护2. 2. 1. 1爱护对时间的要求在TN系统中消失单相接地故障，因回路阻抗很小，短路电流很大，能保证设 施牢靠动作，切除故障。但在爱护设施动作之前，此电流在PEN或PE线上产生压 降，使故障设施的金属外壳带有危急的电位，因PEN或PE阻抗约占故障线路总阻 抗的一半以上，远远超过平安电压50V的要求，而此电位还会沿PEN或PE线传播 到非故障设施的金属外壳上。为避开人体触及带有故障电位的设施外壳时间超过 平安阈值，要求爱护设施快速切除故障线路，为此对爱护设施的开断时间有较高 的要求。在相线对地标称电压为380 /

8、 220V的TN系统配电线路接地故障的爱护， 其切断故障线路的时间应符合如下要求：配电干线和只供应固定式用电设施的未级配电线路不应大于5s。(2)给手握式或移动式用电设施的未级配电线路不应大于0. 4so2. 2. 1. 2漏电爱护的措施在TN系统中一般采纳过电流爱护兼作漏电爱护。当过电流爱护不能够满意 (1)、(2)要求时，可采纳零序爱护，其整定值应躲过线路上最大不平衡电流，这 种爱护方式只适用于变压器低压侧出线处单相接地故障，当高压侧过电流爱护兼 作变压器低压侧单相接地爱护灵敏度不够时才采纳。对于手握式设施、移动式设 施的供电线路中，为防止PEN及PE上故障电压的扩散，要安装漏电电流爱护，

9、被 爱护的金属外壳常采纳单独接地，组成TN系统中的局部TT系统。在采纳漏电爱护 时，全部带电载流体必需穿过漏电爱护装置中电流互感器的磁回路，而严禁PEN 及PE线穿过漏电爱护装置中电流互感器的磁回路。旦在TN接地形式的配电系统 中，接地故障的爱护装置的动作特性应符合下式要求：Zs IsUo(1)式中，zs为接地故障回路阻抗(Q)； Is为保证爱护电器在规定时间内自动切 断故障线路的动作电流(A)； Uo为相线对地标称电压(V)。2. 2. 2 TT系统接地故障的爱护在H接地形式的配电系统中，接地故障的爱护应符合公式的要求。RskW 50V(2)式中，R,为外露可导电部分的接地极电阻(。)；Ie

10、为保证爱护器切断故障线路的 动作电流(A)。k值与所采纳的爱护器有关，当采纳漏电电流淌作爱护器时，L为额定漏电 动作电流：当采纳反时限特性过电流爱护器时，如供应固定式设施，1c为在5s内 切断故障回路的动作电流；如供应手握式和移动式电器设施，切断回路的时间应 符合表1所列数据值；当采纳瞬时短路爱护电器时，L为瞬时切断故障线路的动 作申流。表1预期接触电压与切断故障回路的最大时间预期接触电压/V50759098110150220切断故障回路最大时间/S50.60.450.40.360.270. 17一般状况下TT系统接地故障采纳多级漏电电流爱护方式，但不宜超过三级。 只有满意式要求时，反时限特性

11、和瞬时动作特性的过电流爱护才可使用。其 电流侧漏电爱护装置动作可返回时间应大于负荷侧漏电爱护器装置的全分断时 间。并且H配电系统线路内由同一接地故隙的爱护电器外露导电部分应用PE线接 至公用的接地极上，接地电阻值不应大30Q.2. 2. 3 IT系统的接地故障的爱护IT系统配电线路接地故障的爱护应满意(3)式要求：RsIeW 50V(3)式中，R、为外露可导电部分的接地极电阻(Q); Ic为相线和外露可导电部分间 第一次接地故障电流(A),它计及泄漏电流和电气装置全部接地阻抗值的影响。由于IT系统中性点是绝缘的，因此单相接地故障短路电流很小，仅是非故障 相的电容电流，即使计及泄漏电流，它的值也

12、是很小，因此当发生单相接地故障 时，可不自动切断供电，但应采纳绝缘监视装置进行声光报警，并应在切实可行 的时间内切除故障。当接地故障进展到二相或三相时.，可采纳线路的过电流爱护装置切除短路故 障。当设施外壳成组接地时，切除故障的时间应符合TN系统的要求。当设施外壳 采纳单独接地时，切除故障的时间应符合TT系统的要求。并且在发生其次次接地 故障时，应由过电流爱护器或漏电电流淌作爱护装置切除故障，同时应符合以下 要求：当不配出N线时Zs -Ia 疸 Uo2(4)当配出N线时(5)式中，Z5为包括相线和PE线在内的故障回路阻抗（Q）； Zs-为包括相线、N线和 PE线在内的故隙回路阻抗（Q）； Ia

13、为爱护电器切断故障回路的动作电流（A）。对于IT配电系统一般不宜配出N线，此时在0.4s内切断故障回路的动作电流; 如有N线配出时，需要将该N线装设过电流爱护器，并在0. 8s内切断故障回路的 动作电流，使包括N线在内的全部带电体断电。3漏电爱护器（RCD）3.1漏电爱护器的分类漏电爱护器按动作原理电压动作型、电流淌作型、沟通脉冲型、直流淌作型。 其中电流淌作型的灵敏度高。性能好、应用普遍。RCD按帮助电源的有无分为：（1）ERCD:需要帮助电源的电子式剩余电流淌作漏电爱护器。主要用于住宅 和民用建筑接地故障爱护。优点：脱扣器简洁、成本低、广泛应用、（2） MRCD:不要帮助电源的电磁式剩余电

14、流淌作漏电爱护器主要用于高级建 筑的接地故障爱护。优点：抗干扰力强，动作牢靠，不受帮助电源影响，但脱扣 器加工工艺简单，成本高。在ERCD使用中，主要用于接地故障导致帮助电源电压低落而影响其动作牢 靠性。所以剩余电流淌作爱护器一般要求规定帮助电源最低牢靠性动作电压: Vk50V o前面所述TT、TN-c、TN-s接地配电系统能满意50V要求。对TN-c-s接地 系统，假如用ERCD做总漏电爱护时应与出线支路开关的额定电流6A相协作, 可有利于避开爱护死区。当ERCD为住宅分户漏电爱护时应将ERCD设在分户配电箱 中,使能满意VS50V的要求。3. 2漏电爱护器的配置（1）末级RCD可装在动力或

15、照明配电箱内，用以家用电器，固定安装电器、 移动式电器、携带式电器及临时用电的漏电爱护器是直接防止人身触电的爱护装 置，其额定漏电动作电流W30mA。动作时间.1s。手持式电动器及特殊潮湿的 场所的用电设施，漏电动作电W10mA；(2)中级RCD应装在接户线进入集表箱电源闸刀的负荷侧，它可防止接户 线至末级爱护器间的触电伤亡事故，也是末级RCD的后备爱护，额定漏电动作 电流选45-60mA,时间为。漏电总爱护器应装在配电低压总的电源侧宜 选用电流型RCD.其漏电动作电流选择以防止间接接触的触电爱护为主，并在躲 过电网正常漏电电流的前提下尽量选得小些。对漏电电流较小的低压网，以 75mA、100

16、mA、150mA三档可调为宜。三级RCD动作电流与分断时间的协作是提高RCD正确动作率和投运率的 必要措施，是提高供电平安性、牢靠性的技术手段。3.3漏电爱护器的选型RCD的类型繁多，结构不同、性能各异。经运行实践表明：假如三级爱护 使用多家产品，动作电流。分断时间难以上下协作，误动较多，扩大了停电范围, 给管理带来很大麻烦。为此RCD的选用必需符合漏电电流淌作爱护器的规 定；同一台区内单机爱护应选同一厂家的产品。科学匹配、统一调试，达到灵敏 而不误动，切实起到分级爱护的作用。3. 4漏电爱护器的运行RCD的安装检验应符合说明书的规定并按RCD安装要求投入运行；同一供电系 统中应采纳相同的接地

17、爱护系统，正常通过工作电流的相线、中性线必需通过 RCD,且必需对地绝缘。正常不通过电流的爱护线不得通过RCD,且必需接地。当 总RCD采纳电流型RCD时，变压器中性点必需接地。电网的零线不得重复接地。爱 护的零线相线不得与其他回路共用。当末级RCD投不上火频繁动作时不宜多次强 行试送，应检查回路有无明显故障，或检测线路绝缘电阻值，晴天0.5MC,雨天 0. 2M Q o 4结语低压配电系统在实行接地故障的爱护时，要留意防止接地方式混乱以及接地 和接零的混用。不同的接地方式，实行不同的爱护措施，以达到爱护人身平安和 防止停电范围扩大的目的。参考文献1唐定，唐曾海.建筑电器技术M.北京：机械工业出版社，1999.2建筑电气设计手册编写组.建筑电气设计手册M.北京：中国建筑工 业出版社，1998.3陈元丽.现代建筑电气设计有用指南M.北京：中国水利水电出版社，2000.4李润先.中压电网系统接地有用技术M.北京：中国电力出版社，2002.5华明智，张瑞林.电力系统M.重庆：重庆高校出版社，1997.