基于低压配电接地方式分析及故障保护防范

基于低压配电接地方式分析及故障保护防范

深圳市能源环保有限公司广东深圳518105

摘要:电能是维持社会生产的主要能源,具有不可替代性,为保证电能供应的稳定性和可靠性,需要重点做好对电力系统的研究,在现有基础上引进更多新型技术,减少系统运行故障的发生,从根本上来降低出现安全事故的可能性。其中,低压配电系统作为电力系统的重要组成部分,对其设置接地故障保护,可以有效减少因电气故障造成的触电安全事故,通过保护接地与保护接零,来防止间接触电。

关键词:低压配电;接地方式;故障;保护防范

1低压配电接地方式介绍

1.1TN系统

1.1.1TN-C系统

TN-C系统中保护零线和工作零线具有共用的特点,当电器设备的相线和外壳接触发生故障时,故障电流会经过中性线进一步回流到接地线中,发生故障时的电流比较大。TN-C系统在三相负荷平衡的场所使用的较多,并且使用的效果较好,故障发生率比较小,相关人员将TN-C系统用在三相负荷不平衡中的场所发现,保护零线中会有不平衡的电流出现,导致电器设备的外壳带电,可能对人们的生命安全造成一定的伤害,让保护零线再一次接地可以使接地的电压降低。

1.1.2TN-S系统

TN-S系统中保护零线和中性线是互相分开的,具有独立性的特点,当电器设备的相线和外壳接触发生故障时,短路的电流比较大,当中性线处于断开状态时,三相符负荷出现不平衡的情况,中性点的电为逐渐增高,但此时电器设备的外壳和保护零线并不带电,电器设备可以正常的运行,为人们和各行业提供充足的电能。

1.1.3TN-C-S系统

此系统的接地系统包括TN-C系统和TN-S系统两种,当电器设备和外壳接触时,出现的故障同TN-C系统的故障相同。当中性线处于断开状态时,出现的故障同TN-S系统的故障相同。保护零线可以再次接地,工作零线不能多次接地,这种情况使同保护零线相连接的电器设备外壳不会带电,电器设备可以正常的运行,故障问题较少,并且对人们的生命安全不会造成影响,从而可以为人们提供充足的电能。

1.2IT系统

IT系统中的变压器中性点一般情况下不能接地,如果有特殊要求需要使用高阻抗接地的方法进行接地,并且此系统中没有工作零线,仅有线电压没有相电压。不同电器设备的保护零线各自接地。IT系统的供电距离比较短时,供电的可靠性和安全性均较高,IT系统只有一相接地的情况下,单相电对地漏的电流比较小,对电源的电压平衡状态不能造成任何的破坏,此系统使用于要求连续供电的场所。如果IT系统的一相接地出现故障问题时,可以使用熔断器将接地的一相进行切断,但是其他相可以正常进行供电,并且电器设备有接地保护措施。当单相绝缘被破坏时会触碰到电器设备的外壳,使电器设备的金属外壳带电,工作人员接触金属外壳可以有效的减少触电事故。其主要原因是电流有两条并联的电路进行流通,其中一个通过接地线接入大地中,另外一个通过人体,人体电阻比接地电阻大很多。为此绝大多数电流通过接地体流入大地中,仅有一小部分电流通过人体,通过人体的电流没有达到人体的安全电流,可以减少触电事故发生,使电器设备正常运行。

1.3TT系统

TT系统中没有工作零线,单相用电的电器设备不适合使用此系统,此系统适用于一些有特定要求的地方。例如电力炼钢、比较重要的手术室和实验室、地下矿井以及相关坑道指挥场所等,TT系统对电器设备的耐压要求比较高。除此之外,TT系统的中性点直接接地,当中性点直接接地系统出现单相接地的情况时,通过接地中性点会出现单相短路的现象,并且会产生较大的短路电流,使用保护单元可以将单相接地的线路进行快速切除,对TT系统中其他部分不会产生影响,其他部分正常运行。

2低压配电系统接地故障保护措施

使用相应的接地故障保护措施可以有效地避免人们身体间接触电以及电器火灾等事故的发生,需要选择正确的配电线路的相关保护电器进行安装,并且保证在出现故障时可以快速的切除。除此之外,应该与配电系统的接地方式进行有效地配合。不同低压配电接地方式的故障保护要求有一定的差异,下面对不同接地方式的要求进行说明。

2.1TN系统接地故障保护

其一,接地故障保护对时间的要求。如果在TN系统中发生单相接地的故障时,因为回路的阻抗能力比较弱,导致短路的电流较大,需要马上切除故障。对电器设备进行保护之前,短路电流在中性线和保护零线上压力会有所下降,电器设备的金属外壳会出现带电的情况。中性线和保护零线的阻抗占故障线路总阻抗的比例较大,产生的电压超过了安全电压,并且电压还可以顺着中性线和保护零线传到一些没有出现故障的电器设备的金属外壳上。为了防止人们接触到出现故障的电器设备的金属外壳上,保护设备需要立即对已经出现故障的线路进行马上切除,从而对保护设备的开断时间有严格的要求。配电主线和只供给固定式用电设备的末级配电线路的时间需要在4s之内,手握式和移动式的电器设备的末级配电线路的时间要在0.5s之内。其二,TN系统漏电保护措施。通常情况下会使用过电流保护的方法,如果过电流保护的方法不能满足相关要求时可以使用零序保护的方法,零序保护方法的整定值应该避开线路的最大不平衡电流。此种方法在变压器低压侧出线处单相接地故障时使用的较多,对于手握式和移动式的电器设备的供电线路,为了控制中性线和保护零线的电压流向需要在电器设备上安装漏电电流保护装置,采取保护措施的电器设备的金属外壳需要使用单独接地的方法。

2.2IT系统接地故障保护措施

在IT系统中首次出现接地故障时,因为单相接地故障的电流比较小,所以在发生故障时可以正常进行供电,不进行切除操作,但是需要对其进行监测,如果一旦出现任何其他情况可以发出报警信号,从而立即切断出现故障的线路。IT系统的外漏可导电部分可以使用同一接地极接入地下,当外漏可导电部分使用单独接线并且第二次发生故障时,需要在要求的时间内进行切除。

2.3TT系统接地故障保护措施。

当TT系统接地出现故障时对其电流不能进行准确的计算,但是TT系统的接地故障电流比较小,过电保护方法的灵敏度不能满足要求,需要使用漏电保护器进行保护。当漏电保护装置动作可返回时间应该大于负荷侧漏电保护装置的全分电流时间。同时TT系统线路中保护电器外漏导电部分需要使用保护零线接到接地极上,接地的电阻要在25Ω之内。

3结论

低压配线系统接地故障保护有效设计,是提高系统运行稳定性与可靠性的重要措施。根据实际情况来选择对应的接地故障保护措施,结合以往常见问题,控制好技术要点,争取提高保护效果,在故障发生后可以及时将其切除,控制故障影响范围。

参考文献

[1]刘桂涛.工厂低压供配电设计中接地系统及接地故障保护分析[J].湖北工程学院学报,2015(06):117~120.

[2]缪明.浅谈低压配电系统接地方式及接地故障保护[J].涟钢科技与管理,2013(01):41~44.

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