胡巧華

摘 要：近年來(lái)，我國(guó)電力體制改革不斷深化，電力行業(yè)獲得了長(zhǎng)足發(fā)展。在電氣低壓配電中，接地系統(tǒng)占據(jù)重要地位，其選擇的形式直接關(guān)系到低壓配電的安全與穩(wěn)定。鑒于此，文章介紹了電氣低壓配電中的三類接地系統(tǒng)及其適用范圍，并針對(duì)這三類接地系統(tǒng)提出了低壓配電中的故障保護(hù)策略，旨在防范電氣事故、提高安全用電水平。

關(guān)鍵詞：低壓配電；接地系統(tǒng)；故障保護(hù)；金屬性短路

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)和居民生活用電需求日益增加，電能已經(jīng)成為現(xiàn)代化生活中不可缺少的能源。但在實(shí)際生活工作中，由于人們安全意識(shí)不足，在配電過(guò)程中對(duì)接地系統(tǒng)的選擇不合適，很容導(dǎo)致各種安全事故的出現(xiàn)，給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)嚴(yán)重威脅。因此，對(duì)電氣低壓配電中的接地系統(tǒng)進(jìn)行研究，根據(jù)用戶實(shí)際情況選擇合適的接地系統(tǒng)形式，并針對(duì)接地系統(tǒng)的不同類型進(jìn)行故障保護(hù)分析，已成為電氣低壓配電研究過(guò)程中的重點(diǎn)與難點(diǎn)。

1 電氣低壓配電中接地系統(tǒng)的選擇

目前，我國(guó)電氣低壓配電中常用的接地系統(tǒng)主要有三類：IT系統(tǒng)、TN系統(tǒng)以及TT系統(tǒng)。IT系統(tǒng)指的是電源部分經(jīng)過(guò)用電設(shè)備的外部導(dǎo)電部分直接接地，而不用經(jīng)過(guò)用電設(shè)備的高電阻等接地，這種接地系統(tǒng)可靠性很高，安全性比較好，可以在醫(yī)院等要求不間斷供電的場(chǎng)所內(nèi)使用。TN系統(tǒng)指的是電源部分有一點(diǎn)直接接地，其用電設(shè)備的外部導(dǎo)電部分則是通過(guò)該電力系統(tǒng)的接地點(diǎn)與保護(hù)線連接，這種接地系統(tǒng)主要用于鐵路低壓配電。若按照保護(hù)線與電力系統(tǒng)中性線的組合可以將TN系統(tǒng)分為T(mén)N-S、TN-C以及TN-C-S三種形式，其中TN-S系統(tǒng)的保護(hù)線與電力系統(tǒng)中性線分開(kāi)，其保護(hù)線上沒(méi)有電流，也沒(méi)有對(duì)地電壓，只在中性線上通過(guò)電流，因此用電設(shè)備外殼的接地保護(hù)常常接在保護(hù)線上面，可靠性很高，一般用于有獨(dú)立變配電的建筑物中；TN-C系統(tǒng)則是將保護(hù)線和電子設(shè)備的中性線合在一起，這種系統(tǒng)只適用于三相負(fù)荷平衡的工業(yè)廠房；TN-C-S系統(tǒng)是指接地系統(tǒng)的中性線和一部分的保護(hù)線合在一起，這種系統(tǒng)主要用在將區(qū)域變電引到建筑內(nèi)的場(chǎng)合。TT系統(tǒng)是指電源中性點(diǎn)直接接地，電氣設(shè)備的外殼部分則用PE線接到與電源接地點(diǎn)沒(méi)有電氣連接的接地極上面。在正常運(yùn)行過(guò)程中，中性線帶電，保護(hù)線不帶電，這種系統(tǒng)可用于用電設(shè)備分散且容量小的農(nóng)村地區(qū)。

一般來(lái)說(shuō)，這三類接地系統(tǒng)都有著各自的適用范圍。對(duì)于用電設(shè)備運(yùn)行連續(xù)性要求不高，且有一定的設(shè)備維護(hù)能力的場(chǎng)合，常選擇TN系統(tǒng)中的TN-S系統(tǒng)；對(duì)于用電設(shè)備運(yùn)行連續(xù)性要求較高，但有一定的設(shè)備維護(hù)能力的場(chǎng)合，常選擇IT系統(tǒng)；對(duì)于用電設(shè)備運(yùn)行連續(xù)性要求較高，且沒(méi)有設(shè)備維護(hù)能力的場(chǎng)合，可以選擇TN系統(tǒng)和TT系統(tǒng)。另外，在存在嚴(yán)重火災(zāi)隱患的場(chǎng)合，一律不能使用TN系統(tǒng)。若電氣低壓配電網(wǎng)中存在一些比較特殊的結(jié)構(gòu)，還需要進(jìn)行特殊的接地系統(tǒng)選擇，以便保證整個(gè)低壓配電網(wǎng)的安全。通常情況下，若低壓配電網(wǎng)中存在備用電源，可以選擇TT系統(tǒng)；若用電設(shè)備絕緣等級(jí)比較低或者是低壓配電網(wǎng)漏電電流較大，配電線路過(guò)長(zhǎng)，那么就要選擇TN-S系統(tǒng)；若用電負(fù)載對(duì)電網(wǎng)故障的敏感強(qiáng)度比較高，則應(yīng)選擇TT系統(tǒng)或IT系統(tǒng)。為了滿足不同電網(wǎng)用戶的用電需要，工作人員要根據(jù)用戶實(shí)際情況，按照國(guó)家相關(guān)法律法規(guī)選擇合適的電氣低壓配電接地系統(tǒng)。若低壓配電網(wǎng)中同時(shí)存在多種接地方式，設(shè)計(jì)人員要保證接地系統(tǒng)的安全性，按照國(guó)家相關(guān)法律法規(guī)要求定期對(duì)接地設(shè)備進(jìn)行安全檢查，至少每年對(duì)電源部分進(jìn)行一次檢查，其他接地部分2到3年檢測(cè)一次。

2 電氣低壓配電中接地系統(tǒng)的故障保護(hù)

在電氣低壓配電系統(tǒng)中，接地系統(tǒng)可能會(huì)出現(xiàn)接地故障，即相線與大地相連接的導(dǎo)電體之間由于各種短路問(wèn)題而引起的電氣故障。一般來(lái)說(shuō)，接地故障有電弧性短路和金屬性短路兩種類型。其中，電弧性短路接地故障的原因是故障點(diǎn)處接觸不良，這類短路故障電流較小，不容易察覺(jué)和預(yù)防，而金屬性短路故障電流較大，常以熔焊形式出現(xiàn)。在低壓配電系統(tǒng)發(fā)生接地系統(tǒng)故障時(shí)，與故障相連接的電氣設(shè)備導(dǎo)電部分會(huì)出現(xiàn)故障電壓，該故障電壓可能會(huì)危害人體健康，還可能形成電火花、電弧等引燃可燃物質(zhì)，若周圍有可燃?xì)怏w則可能引發(fā)爆炸事故。因此，電氣工作者需要針對(duì)性地解決這類接地故障問(wèn)題，以確保接地系統(tǒng)得到切實(shí)有效的保護(hù)。電氣低壓配電系統(tǒng)接地故障保護(hù)要根據(jù)接地系統(tǒng)的形式來(lái)選擇合適的保護(hù)設(shè)備，針對(duì)不同的接地系統(tǒng)類型，分別采取不同的保護(hù)措施，具體如下。

2.1 TT系統(tǒng)

TT系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障時(shí)，其故障保護(hù)動(dòng)作的特性要滿足一定的條件：RAIA要小于或等于50伏。其中，RA指的是電子設(shè)備外殼導(dǎo)電部分與大地和中相線電阻的總和，IA代表的是接地故障保護(hù)電器在切斷故障回路時(shí)的動(dòng)作電流。一般來(lái)說(shuō)，該系統(tǒng)類型的接地故障很難計(jì)算，加之這種系統(tǒng)中的故障電流也比較小，若僅僅采用過(guò)電流保護(hù)措施，則很難滿足實(shí)際工作中靈敏度方面的需要。對(duì)此，可在實(shí)際工作中采用漏電保護(hù)器來(lái)對(duì)TT系統(tǒng)進(jìn)行接地故障保護(hù)。

2.2 TN系統(tǒng)

對(duì)TN系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，當(dāng)電氣低壓配電出現(xiàn)接地故障時(shí)，其接地故障保護(hù)的動(dòng)作特性要滿足以下條件：ZSIA不大于U0。其中，ZS指的是TN系統(tǒng)出現(xiàn)接地故障時(shí)整個(gè)故障回路的阻抗，IA代表的是接地故障保護(hù)電器在切斷故障回路時(shí)的動(dòng)作電流，U0是指相線對(duì)大地的電壓，該電壓為標(biāo)稱電壓。按照國(guó)家相關(guān)規(guī)定，電氣低壓配電系統(tǒng)中固定式電氣設(shè)備末端回路所允許的最大切斷故障回路時(shí)間為5秒，而移動(dòng)式電氣設(shè)備末端回路允許時(shí)間為0.4秒。相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究表明，TN系統(tǒng)接地故障多為金屬性短路故障，這種故障可導(dǎo)致較大的故障電流，在實(shí)際工作中常常選擇過(guò)電流故障保護(hù)裝置作為接地故障保護(hù)措施。

2.3 IT系統(tǒng)

對(duì)IT系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，第一次出現(xiàn)接地系統(tǒng)故障時(shí)，故障保護(hù)電器的動(dòng)作特性要滿足：RAID不大于50伏。其中，ID指的是第一次出現(xiàn)接地故障時(shí)故障回路中的電路電流。通常情況下，IT系統(tǒng)出現(xiàn)一相接地故障時(shí)，ID可看作其他兩相對(duì)大地電流的向量和。RA指的是電子設(shè)備外殼導(dǎo)電部分與大地和中相線電阻的總和。由于IT系統(tǒng)第一次出現(xiàn)接地系統(tǒng)故障時(shí)，故障電流ID比較小，用電設(shè)備的外殼導(dǎo)電部分的故障電壓基本上都在50伏以下，因此這種系統(tǒng)故障可以不中斷供電，只需要安裝一個(gè)具有報(bào)警功能的絕緣檢查裝置，以便在最短時(shí)間內(nèi)消除接地故障。若IT系統(tǒng)出現(xiàn)二次異相接地故障，在用電設(shè)備外殼導(dǎo)電部分采用單獨(dú)接地的情況下，其用電設(shè)備防電擊的要求可參考TT系統(tǒng)防電擊要求；在用電設(shè)備外殼導(dǎo)電部分采用共同接地的情況下，其用電設(shè)備防電擊要求需參考TN系統(tǒng)的防電擊要求。

3 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，接地系統(tǒng)在電氣低壓配電中占據(jù)重要地位。要想穩(wěn)定安全地運(yùn)行低壓配電，就要正確選擇接地系統(tǒng)，并且對(duì)接地系統(tǒng)進(jìn)行故障保護(hù)。因此，低壓配電行業(yè)應(yīng)該加快對(duì)接地系統(tǒng)的研究，不斷地對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行完善，為電氣低壓配電提供安全保障。

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