礦山低壓配電網(wǎng)絡(luò)的接地及接零保護(hù)的幾種形式討論

艾爾肯．阿布都熱合曼　殷建平

摘要：本文討論針對我國當(dāng)前礦山低壓配電網(wǎng)中存在的三種不同性質(zhì)的保護(hù)接地方式，提出了供電企業(yè)在實(shí)際工作中應(yīng)如何指導(dǎo)正確使用和當(dāng)前礦山低壓配電網(wǎng)保護(hù)接地的使用，在低壓配電系統(tǒng)中，接地是比較重要的一個環(huán)節(jié)，良好的接地裝置是保障設(shè)備及人身安全的一部分，以及在具體使用中應(yīng)當(dāng)注意的問題。

關(guān)鍵詞：低壓配電系統(tǒng)保護(hù)方式；負(fù)荷端保護(hù)接地；應(yīng)注意的問題

1 低壓配電系統(tǒng)保護(hù)方式的比較

低壓配電系統(tǒng)分為三種保護(hù)方式，即ＴＮ、ＴＴ、ＩＴ三種形式。

ＴＮ系統(tǒng)：電源變壓器中性點(diǎn)接地，設(shè)備外露部分與中性線相連。

ＴＴ系統(tǒng)：電源變壓器中性點(diǎn)接地，電氣設(shè)備外殼采用保護(hù)接地。

ＩＴ系統(tǒng)：電源變壓器中性點(diǎn)不接地（或通過高阻抗接地），而電氣設(shè)備外殼電氣設(shè)備外殼采用保護(hù)接地。

1．1 ＴＮ系統(tǒng)

電力系統(tǒng)的電源變壓器的中性點(diǎn)接地，根據(jù)電氣設(shè)備外露導(dǎo)電部分與系統(tǒng)連接的不同方式又可分三類：即ＴＮ-Ｃ系統(tǒng)、ＴＮ-Ｓ系統(tǒng)、ＴＮ-Ｃ-Ｓ系統(tǒng)。下面分別進(jìn)行介紹。

1.1．1 TN-C系統(tǒng)

其特點(diǎn)是：電源變壓器中性點(diǎn)接地，保護(hù)零線（ＰＥ）與工作零線（Ｎ）共用。

它是利用中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的中性線（零線）作為故障電流的回流導(dǎo)線，當(dāng)電氣設(shè)備相線碰殼，故障電流經(jīng)零線回到中點(diǎn)，由于短路電流大，因此可采用過電流保護(hù)器切斷電源。ＴＮ-Ｃ系統(tǒng)一般采用零序電流保護(hù)；

ＴＮ-Ｃ系統(tǒng)適用于三相負(fù)荷基本平衡場合，如果三相負(fù)荷不平衡，則ＰＥＮ線中有不平衡電流，再加一些負(fù)荷設(shè)備引起的諧波電流也會注入ＰＥＮ，從而中性線Ｎ帶電，且極有可能高于５０Ｖ，它不但使設(shè)備機(jī)殼帶電，對人身造成不安全，而且還無法取得穩(wěn)定的基準(zhǔn)電位；

ＴＮ-Ｃ系統(tǒng)應(yīng)將ＰＥＮ線重復(fù)接地，其作用是當(dāng)接零的設(shè)備發(fā)生相與外殼接觸時，可以有效地降低零線對地電壓。

1.1．2 TN-S系統(tǒng)

整個系統(tǒng)的中性線（Ｎ）與保護(hù)線（ＰＥ）是分開的。（１）當(dāng)電氣設(shè)備相線碰殼，直接短路，可采用過電流保護(hù)器切斷電源；（２）當(dāng)Ｎ線斷開，如三相負(fù)荷不平衡，中性點(diǎn)電位升高，但外殼無電位，ＰＥ線也無電位；（３）ＴＮ-Ｓ系統(tǒng)PE線首末端應(yīng)做重復(fù)接地，以減少PE線斷線造成的危險(xiǎn)。（４）ＴＮ-Ｓ系統(tǒng)適用于工業(yè)企業(yè)、大型民用建筑。

1.1．3 TN-C-S系統(tǒng)

它由兩個接地系統(tǒng)組成，第一部分是ＴＮ-Ｃ系統(tǒng)，第二部分是ＴＮ-Ｓ系統(tǒng)，其分界面在Ｎ線與ＰＥ線的連接點(diǎn)：當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生單相碰殼，同ＴＮ-Ｓ系統(tǒng)；當(dāng)Ｎ線斷開，故障同ＴＮ-Ｓ系統(tǒng)；ＴＮ-Ｃ-Ｓ系統(tǒng)中ＰＥＮ應(yīng)重復(fù)接地，而Ｎ線不宜重復(fù)接地。ＰＥ線連接的設(shè)備外殼在正常運(yùn)行時始終不會帶電，所以ＴＮ-Ｃ-Ｓ系統(tǒng)提高了操作人員及設(shè)備的安全性。施工現(xiàn)場一般當(dāng)變臺距現(xiàn)場較遠(yuǎn)或沒有施工專用變壓器時采?。裕?Ｃ-Ｓ系統(tǒng)。

1．2 ＴＴ供電系統(tǒng)

電源中性點(diǎn)直接接地，電氣設(shè)備的外露導(dǎo)電部分用ＰＥ線接到接地極 在采用此系統(tǒng)保護(hù)時，當(dāng)一個設(shè)備發(fā)生漏電故障，設(shè)備金屬外殼所帶的故障電壓較大，而電流較小，不利于保護(hù)開關(guān)的動作，對人和設(shè)備有危害。用不小于工作零線截面的綠/黃雙色線（簡稱PT線），并聯(lián)總配電箱、分配電箱、主要機(jī)械設(shè)備下埋設(shè)的幾組接地電阻的保護(hù)接地線為保護(hù)地線，用綠/黃雙色線連接電氣設(shè)備金屬外殼。ＴＴ系統(tǒng)在國外被廣泛應(yīng)用，在國內(nèi)僅限于局部對接地要求高的電子設(shè)備場合，目前在施工現(xiàn)場一般不采用此系統(tǒng)。但如果是公用變壓器，而有其它使用者使用的是TT系統(tǒng)，則施工現(xiàn)場也應(yīng)采用此系統(tǒng)。

1．3 IT系統(tǒng)

電力系統(tǒng)的帶電部分與大地間無直接連接，而受電設(shè)備的外露導(dǎo)電部分則通過保護(hù)線直接接地。接地保護(hù)與接零保護(hù)統(tǒng)稱保護(hù)接地，是為了防止人身觸電事故、保證電氣設(shè)備正常運(yùn)行所采取的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。主要表現(xiàn)在三個方面：是保護(hù)原理不同。接地保護(hù)的基本原理是限制漏電設(shè)備對地的泄露電流，使其不超過某一安全范圍，一旦超過某一整定值保護(hù)器就能自動切斷電源；接零保護(hù)的原理是借助接零線路，使設(shè)備在絕緣損壞后碰殼形成單相金屬性短路時，利用短路電流促使線路上的保護(hù)裝置迅速動作；是適用范圍不同。根據(jù)負(fù)荷分布、負(fù)荷密度和負(fù)荷性質(zhì)等相關(guān)因素，將上述兩種電力網(wǎng)的運(yùn)行系統(tǒng)的使用范圍進(jìn)行了劃分；是線路結(jié)構(gòu)不同。接地保護(hù)系統(tǒng)只有相線和中性線，三相動力負(fù)荷可以不需要中性線，只要確保設(shè)備良好接地就行了，系統(tǒng)中的中性線除電源中性點(diǎn)接地外，不得再有接地連接；接零保護(hù)系統(tǒng)要求無論什么情況，都必須確保保護(hù)中性線的存在，必要時還可以將保護(hù)中性線與接零保護(hù)線分開架設(shè)，同時系統(tǒng)中的保護(hù)中性線必須具有多處重復(fù)接地。

2 礦山低壓配電網(wǎng)負(fù)荷端保護(hù)接地

我們知道，我國的電器大多采用三芯電源線配三腳電源插頭或四芯電源線配四腳電源插頭，對于三相四線制的電器設(shè)備，電器外殼會另附一根黃綠兩色的保護(hù)接地線，以便在電器工作時實(shí)行保護(hù)接地。由于現(xiàn)行的公用配電網(wǎng)絡(luò)中，并沒有采用統(tǒng)一專用的接地（或接零）線與之相適應(yīng)。同時，每一個客戶并也不是都具備這方面的專業(yè)技術(shù)知識，再加上居住條件的客觀環(huán)境、房屋配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)施工的不規(guī)范、供電部門的安全宣傳管理不到位等因素的限制或影響。對于一般的電力客戶來說，要想真正能夠正確有效地實(shí)施保護(hù)接地，并不是一件容易的事。因此，大多數(shù)的客戶在產(chǎn)品買回去后，往往都是將產(chǎn)品設(shè)計(jì)中要求使用的保護(hù)接地線棄而不用。有些既使采用了一定措施，使用了保護(hù)接地線，也往往很難達(dá)到規(guī)程要求的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，存在著諸多的不安全因素，甚至因此反而埋下了許多事故隱患。這樣一來，產(chǎn)品中原本是為了客戶安全使用電器，而必須要求客戶采用的保護(hù)接地，反而變成了擺設(shè)和累贅。

3 使用保護(hù)接地時應(yīng)注意的問題

3.1 TT系統(tǒng)中客戶使用的電器外露可導(dǎo)電部分要全部作接地保護(hù)；在TT系統(tǒng)中，受電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分如果不作接地保護(hù)，一旦絕緣破損，外殼即呈現(xiàn)有危險(xiǎn)電壓，人觸及后通過人體的電流值，可達(dá)數(shù)百毫安足以致人于死地。

3.2 TN-C系統(tǒng)中客戶所有使用的電器外露可導(dǎo)電部分要用保護(hù)線連接到保護(hù)中性線上，嚴(yán)禁保護(hù)線（PE）斷線。

3.3 合理設(shè)置熔斷器的位置 ；在TT系統(tǒng)不宜在N線上裝設(shè)電器將N線斷開，當(dāng)需要斷開N線時，應(yīng)裝設(shè)相線和N線一起斷開的保護(hù)電器。在TN-C系統(tǒng)，嚴(yán)禁斷開PEN線，不得裝設(shè)斷開PEN線的任何電器。當(dāng)需要在PEN線上裝設(shè)電器時，只能相應(yīng)斷開相線回路。

3.4 正確安裝使用末級剩余電流保護(hù)器；安裝剩余電流保護(hù)器是防止低壓電網(wǎng)剩余電流造成故障危害的有效技術(shù)措施。在低壓配電網(wǎng)絡(luò)中，作為負(fù)荷端的末級保護(hù)，通常采用剩余電流保護(hù)裝置，也稱漏電開關(guān)作為附加保護(hù)。負(fù)荷在選擇安裝剩余電流保護(hù)裝置時，不僅要充分考慮供電線路、供電方式、供電電壓及系統(tǒng)的接地型式；還要嚴(yán)格區(qū)分中性線和保護(hù)線，三極四線式或四極式剩余電流保護(hù)裝置的中性線應(yīng)接入剩余電流保護(hù)裝置。

3.5 規(guī)范井內(nèi)配線 ；規(guī)范煤礦的井內(nèi)配線和安裝工藝，嚴(yán)格按照《礦山低壓電力技術(shù)規(guī)程》要求進(jìn)行電器安裝。同一場所的電器進(jìn)線方式要統(tǒng)一，如配電盤的開關(guān)進(jìn)線為面向配電盤，三相四線從左到右為N、A、B、C；單相排列為中性線、相線。所有電器設(shè)備的開關(guān)均應(yīng)控制相線。

結(jié)論

不同的接地方式應(yīng)選用不同的接地保護(hù)器。ＴＴ系統(tǒng)中，剩余電流保護(hù)裝置是接地故障的適合保護(hù)器；而在ＴＮ－Ｃ系統(tǒng)，就不宜采用剩余電流保護(hù)裝置；在ＴＮ－Ｓ，ＴＮ－Ｃ－Ｓ系統(tǒng)，均可采用剩余電流保護(hù)裝置作保護(hù)器。為了達(dá)到保護(hù)人身安全，又不要擴(kuò)大停電范圍，要正確選擇剩余電流保護(hù)裝置的分級保護(hù)。安裝剩余電流保護(hù)裝置保護(hù)，要防止接地方式混亂，及接地、接零混用。還要正確使用，使用不當(dāng)也會造成停電或事故。

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