淺談赤道幾內(nèi)亞馬拉博城網(wǎng)工程供電接地系統(tǒng)

崔家瑋 / 李喆 (中國建筑設(shè)計(jì)院有限公司，北京 100044)

摘要介紹了赤幾馬拉博城網(wǎng)工程的供電接地系統(tǒng)，分析了TN-C-S系統(tǒng)與TT系統(tǒng)在特殊環(huán)境中的結(jié)合應(yīng)用，并對PEN線是否重復(fù)接地進(jìn)行了討論，供相關(guān)設(shè)計(jì)參考。

關(guān)鍵詞供電接地系統(tǒng) TN-C-S系統(tǒng) TT系統(tǒng)重復(fù)接地

AbstractThe grounded system of power supply in electric network in the city of Malabo, Equatorial Guinea is described, the combined application of TN-C-S system and TT system in specific environment is analyzed, and the problem that whether multiple grounding for PEN line is needed is discussed for the reference of concerning design.

Keywordsgrounded system of power supply, TN-C-S system, TT system multi-ple grounding

1項(xiàng)目概況

赤道幾內(nèi)亞共和國地處非洲西部，由于該國城市規(guī)劃較為落后，相應(yīng)的市政條件也不夠完善，因此對赤道幾內(nèi)亞首都馬拉博市進(jìn)行了城市電力改造。經(jīng)過幾年的建設(shè)和發(fā)展，現(xiàn)已形成了一個以66kV變電站為電樞紐、以20kV箱式變壓器深入負(fù)荷中心的輸、配電網(wǎng)絡(luò)。城市內(nèi)共有216座20/0.4kV箱式變電站以及數(shù)千臺0.4kV配電箱，箱式變電站及配電箱均采用戶外型，20kV及以下配電線路均采用埋地電纜穿管敷設(shè)方式。就目前已施工完成區(qū)域的使用情況來看，居民用電較為可靠，滿足當(dāng)?shù)赜秒娨蟆?/p>

近些年來，由于各國的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，民用及工業(yè)用電負(fù)荷日益增加，可靠而安全的供電接地系統(tǒng)尤為關(guān)鍵。本文對赤道幾內(nèi)亞馬拉博城網(wǎng)工程低壓供電及接地系統(tǒng)做一下淺顯分析。

2低壓供配電接地系統(tǒng)

低壓供配電接地系統(tǒng)包括TN系統(tǒng)、TT系統(tǒng)和IT系統(tǒng)。

1)TN系統(tǒng)：電力系統(tǒng)有一點(diǎn)直接接地，電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分通過保護(hù)線與該接地點(diǎn)相連接。根據(jù)中性導(dǎo)體(N)和保護(hù)導(dǎo)體(PE)的配置方式，TN系統(tǒng)可分為如下三類：

(1)TN-C系統(tǒng)：整個系統(tǒng)的N、PE線是合一的。

(2)TN-C-S系統(tǒng)：系統(tǒng)中有一部分線路的N、PE線是合一的。

(3)TN-S系統(tǒng)：整個系統(tǒng)的N、PE線是分開的。

2)TT系統(tǒng)：電力系統(tǒng)有一點(diǎn)直接接地，電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分通過保護(hù)線接至與電力系統(tǒng)接地點(diǎn)無關(guān)的接地極。

3)IT系統(tǒng)：電力系統(tǒng)與大地間不直接連接，電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分通過保護(hù)接地線與接地極連接[1]。

在TN系統(tǒng)中，配電變壓器中性點(diǎn)應(yīng)直接接地。所有電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分應(yīng)采用保護(hù)導(dǎo)體(PE)或保護(hù)接地中性導(dǎo)體(PEN)與配電變壓器中性點(diǎn)相連接。TN-C-S系統(tǒng)中，PEN線不僅起到工作接地的作用，還有保護(hù)接地的作用。由于三相不平衡及線路故障產(chǎn)生的危險電壓，PEN線并不能保證地電位，所以PEN線是嚴(yán)禁斷開的。

3馬拉博城網(wǎng)工程低壓供電接地系統(tǒng)

馬拉博城網(wǎng)低壓供電工程中，供電接地系統(tǒng)采用TN-C-S系統(tǒng)，供電路徑是由箱式變壓器低壓出線側(cè)出線至配電箱，再由配電箱出線至用戶電表，最后由電表出線至用戶進(jìn)線端。箱式變壓器至電表電纜均采用四芯電纜，即PEN共線，在電表處重復(fù)接地之后PE和N線才分開敷設(shè)。整個供電接地系統(tǒng)中，配電箱處PEN母排及電纜鎧皮重復(fù)接地，供電接地系統(tǒng)示意見圖1。配電箱施工做法見圖2、3。

圖1　供電接地系統(tǒng)示意圖

圖2　配電箱安裝圖(一)

圖3　配電箱安裝圖(二)

對于馬拉博城市低壓供電工程，箱式變壓器至配電箱以及配電箱至用電終端的距離往往都不是唯一的。由于環(huán)境不同且供電距離較長，PEN線受到損害的概率也比較大，對地過電壓的危害較為嚴(yán)重。加之之前的居民用電管理比較混亂，私自接電現(xiàn)象比較嚴(yán)重，經(jīng)常是將斷路器開關(guān)隨意接入配電箱內(nèi)。更有甚者直接將相線接至配電箱母排上，中性線接在配電箱的接地扁鋼上，沒有斷路器開關(guān)保護(hù)，這樣不僅影響管理，而且?guī)砹税踩[患。如圖4所示，電源線路發(fā)生接地故障，故障電流Id在接地電阻上產(chǎn)生的故障電壓Uf=IdRb。此電壓Uf可沿PEN線傳導(dǎo)至配電箱設(shè)備外殼，設(shè)備外殼與大地之間產(chǎn)生的Uf可引起電擊事故。往往用戶直接從配電箱接電，線路是正常的，但當(dāng)線路出現(xiàn)故障時，會因?yàn)橛|碰電氣設(shè)備外殼引發(fā)觸電事故，而最后發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備線路絕緣沒有任何問題，這就是PEN線傳導(dǎo)故障電壓導(dǎo)致的。而經(jīng)過重復(fù)接地的建筑物內(nèi)則不會發(fā)生這種狀況，這就是屋外供電TN-C系統(tǒng)的缺點(diǎn)。

為解決此問題，在配電箱處單獨(dú)做了一次與電力系統(tǒng)接地點(diǎn)無關(guān)的接地極，即PEN重復(fù)接地，從而TN-C-S系統(tǒng)中又局部含有TT系統(tǒng)的供電接地方式，見圖5。

基于上述問題及該國國情，本工程采取TN-C-S系統(tǒng)以及局部TT系統(tǒng)，此接地形式有如下優(yōu)點(diǎn)。

1)TN-C-S供電接地系統(tǒng)與TN-S系統(tǒng)相比較，PEN共線，減少了一根PE線；與TT系統(tǒng)相比較，TT系統(tǒng)需要采用剩余漏電動作保護(hù)器作接地故障保

圖4　故障電壓示意圖(一)

圖5　故障電壓示意圖(二)

護(hù)，而TN系統(tǒng)利用保護(hù)線路過電流兼作接地故障保護(hù)。根據(jù)該國的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，可以節(jié)約一部分成本。

2)由于此供電接地系統(tǒng)設(shè)備均是戶外型，TN系統(tǒng)需依賴等電位聯(lián)結(jié)來達(dá)到防電擊措施，然而任一處發(fā)生接地故障，都可能促使故障電壓沿著PE線傳導(dǎo)至其他處而引發(fā)危害。因此，在配電箱處將PEN線作重復(fù)接地，可以起到防止PE線出現(xiàn)故障從而影響系統(tǒng)的安全、可靠，也間接地加強(qiáng)自身設(shè)備因違規(guī)接電而帶來的意外傷害。

3)低壓配電箱處的重復(fù)接地，也間接地使配電箱處中性線的電位與變壓器中性點(diǎn)的接地電位大體相同，從而提高了供電質(zhì)量。

4結(jié)束語

供電接地系統(tǒng)決定了供電的可靠性和安全性，但由于供電所在環(huán)境的約束，往往達(dá)不到使用安全要求。合理使用多種供電接地系統(tǒng)的接地形式，可以達(dá)到安全可靠的效果。而現(xiàn)階段至今后幾年，海外城網(wǎng)供電項(xiàng)目仍有很多，并且大多數(shù)在較為落后的國家。因此，本文可為電氣設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)相關(guān)類似項(xiàng)目時提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1]中國航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院.供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50052-2009)[S].北京：中國計(jì)劃出版社，2010.

Shielding and Grounding of Cable

Li Xiangyong / Li Qian

Lightning Protection Design in Swire Cold Chain Logistics for Ningbo Project

Zhang Bole