我國中低壓電網(wǎng)中性點接地情況分析

范修榮　趙玉劍

[摘要]中低壓電網(wǎng)的中性點接地情況和保護(hù)措施直接關(guān)系到電力用戶的用電質(zhì)量和安全，尤其是工廠供電和農(nóng)村用電，中性點接地情況和低壓用電保護(hù)就更為重要。

[關(guān)鍵詞]中性點 接地方式 消弧線圈 絕緣水平

中圖分類號：TM8文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1671-7597(2009)0610031-01

隨著社會的發(fā)展，對電力系統(tǒng)可靠、安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定的運行特性的要求越來越高。中低壓電網(wǎng)又與我們的生產(chǎn)、日常生活息息相關(guān)。而中低壓電網(wǎng)的中性點接地情況和保護(hù)措施與電網(wǎng)的運行特性密不可分。本文就我國的中低壓電網(wǎng)接地方式和用電安全進(jìn)行分析。

一、電力系統(tǒng)中性點接地的種類及特點

電力系統(tǒng)中性點的接地方式可分為兩大類，即大電流接地方式和小電流接地方式，而大電流接地方式又可細(xì)分為中性點直接接地和中性點經(jīng)小電阻接地；小電流接地方式可細(xì)分為中性點不接地、中性點諧振接地和中性點經(jīng)高阻接地。當(dāng)接地故障發(fā)生時，限制非故障相的工頻過電壓水平與限制單相接地故障電流是矛盾的兩方面，兩者很難兼顧。綜合考慮經(jīng)濟(jì)及技術(shù)因素，我們認(rèn)為在電網(wǎng)中，對于電壓等級較高的電力系統(tǒng)，其主要矛盾是限制工頻電壓的升高和降低絕緣水平；而對于電壓等級較低的電力系統(tǒng)，主要矛盾則轉(zhuǎn)化為限制單相接地故障電流的危害性，而降低絕緣水平則成為次要矛盾，這是電力系統(tǒng)求得最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的理論基礎(chǔ)。對于中壓電網(wǎng)而言，電力設(shè)備絕緣強(qiáng)度受經(jīng)濟(jì)因素的制約作用相對較小，工頻電壓升高的不良影響明顯降低，因此限制單相接地故障電流及其一系列危害作用的任務(wù)就顯得十分重要，對于低壓電網(wǎng)主要限制人身觸電電流和對故障相的檢測就尤為重要。

二、我國各種電壓等級供電線路的接地方式綜述

1、在110kv及以上的高壓或超高壓系統(tǒng)中，一般采用中性點接地系統(tǒng)，其目的是為了降低電氣設(shè)備絕緣水平，免除由于單相接地后繼續(xù)運行而形成的不對稱性。

2、工廠供電系統(tǒng)采用電壓在1kv～35kv，如果工廠供電距離短，對地電容小(XC大)時，可以采用中性點不接地系統(tǒng)，單相接地電流小，這樣出現(xiàn)單相接地故障時可以運行一段時間，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和供電可靠性，對通訊干擾也小。但是如果供電線路較長，電網(wǎng)對地分布電容較大時，將使觸電電流和單相接地漏電電流大大增加，所以應(yīng)采用經(jīng)消弧線圈接地。煤礦井下采用中性點不接地方式。

3、1kv以下的供電系統(tǒng)(380／220伏)，除某些特殊情況下(井下、游泳池)，絕大部分是中性點接地系統(tǒng)，主要是為了防止絕緣損壞而遭受觸電的危險。現(xiàn)有的接地和保護(hù)系統(tǒng)有IT接地型式、TT接地型式、TN-C接地型式、TN-S接地型式、TN-C-S接地型式。

三、我國中壓電網(wǎng)中性點接地情況分析

我國的中壓電網(wǎng)以35KV、10KV、6KV三個電壓等級應(yīng)用較為普遍，我國電氣設(shè)備設(shè)計規(guī)范中規(guī)定35KV電網(wǎng)如果單相接地電容電流大于10A，3KV10KV電網(wǎng)如果接地電容電流大于30A，都需要采用中性點經(jīng)消弧線圈接地方式。在系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，流過接地點的電流較小，其特點是線路發(fā)生單相接地時，可不立即跳閘，按規(guī)程規(guī)定電網(wǎng)可帶單相接地故障運行2小時。從實際運行經(jīng)驗和資料表明，當(dāng)接地電流小于10A時，電弧能自滅，因消弧線圈的電感的電流可抵消接地點流過的電容電流，若調(diào)節(jié)得很好時，電弧能自滅。對于中壓電網(wǎng)中日益增加的電纜饋電回路，雖然接地故障的概率有上升的趨勢，但因接地電流得到補(bǔ)償，單相接地故障并不發(fā)展為相間故障。在煤礦井下，因為空間狹窄，人與電器的接觸比較頻繁，另外又存在可爆炸性氣體，所以我國煤礦安全規(guī)程規(guī)定煤礦井下變壓器禁止中性點接地，同時禁止由地面中性點接地的變壓器和發(fā)電機(jī)直接向井下供電。

四、我國低壓電網(wǎng)中性點接地情況分析

我國低壓電網(wǎng)主要是380／220伏系統(tǒng)，是農(nóng)村、企業(yè)、學(xué)校的主要用電系統(tǒng)，特別是農(nóng)村用電，我國農(nóng)村大多經(jīng)濟(jì)發(fā)展比較落后，電力建設(shè)相對比較薄弱，用電安全就尤為重要，為了盡可能的減少觸電傷亡事故。下面對低壓用電系統(tǒng)的接線方式和保護(hù)措施進(jìn)行分析：

1、IT系統(tǒng)的優(yōu)缺點及適應(yīng)性：接線特點是中性點不接地，設(shè)備采用外殼保護(hù)接地。該系統(tǒng)必須裝設(shè)絕緣監(jiān)視及接地故障報警或顯示裝置。主要優(yōu)點是：單線觸電電流小，易于脫離，因而不易造成人身觸電重傷、死亡事故；保護(hù)接地的保護(hù)效果很好，能切實起到接地保護(hù)作用。缺點主要是：某相線接地后，其它相線對地電壓升高到倍，中性線的對地電壓升高到220V，此時將增加觸電的可能性和危害程度；低壓電網(wǎng)雷擊時，因雷電流難以泄漏而出現(xiàn)雷擊過電壓，造成低壓電網(wǎng)的絕緣擊穿。該系統(tǒng)適應(yīng)于沒有中性線輸出的純動力用電處所。

2、TT系統(tǒng)的優(yōu)缺點及其適應(yīng)性：接線特點是中性點直接接地，設(shè)備外殼采用保護(hù)接地。主要優(yōu)點是能抑制高壓線與低壓線搭連或配變高低壓繞組間絕緣擊穿時低壓電網(wǎng)出現(xiàn)的過電壓；對低壓電網(wǎng)的雷擊過電壓有一定的泄漏能力；由于單相接地時接地電流比較大，可使保護(hù)裝置(漏電保護(hù)器)可靠動作，及時切除故障。低壓電器外殼接地的保護(hù)效果不及IT系統(tǒng)。該系統(tǒng)適應(yīng)于有中性線輸出的單、三相用電的較大的村莊。加裝上漏電保護(hù)裝置，可收到較好的安全效果。

3、TN-C系統(tǒng)的優(yōu)缺點及其適應(yīng)性：接線特點是中性點直接接地，用電設(shè)備外殼與中性線相接(即保護(hù)接零)。當(dāng)發(fā)生碰殼故障時，單相短路電流可使該電器的短路保護(hù)裝置動作，及時切除故障設(shè)備而避免觸電事故的發(fā)生，所以比TT系統(tǒng)中電器外殼的接地保護(hù)的效果要好一些。其缺點是當(dāng)發(fā)生中性線路斷線時，可能使斷路點下側(cè)的所有接中性線的電器的外殼帶電，因而增加人身觸電的可能性。但根據(jù)農(nóng)村用電具體情況，一旦中性線路斷線是很危險的，所以農(nóng)村集體電網(wǎng)供電的電氣設(shè)備，應(yīng)采用保護(hù)接地，不得采用保護(hù)接零。

4、TN-S系統(tǒng)的優(yōu)缺點及適應(yīng)性。接線特點是保護(hù)線與中性線分設(shè)，設(shè)備外殼與地線相接(即三相五線制)。TN-S系統(tǒng)具有TN-C系統(tǒng)的所有優(yōu)點，且因保護(hù)線與中性線分設(shè)，避免了TN-C系統(tǒng)中由于中線斷路會使斷路點以下接中性線設(shè)備的外殼可能帶電，而增加觸電可能性的問題。缺點是由于增設(shè)了保護(hù)線而增加了投資，該系統(tǒng)適應(yīng)于安全要求較高，經(jīng)濟(jì)條件較好的處所。適用于工業(yè)與民用建筑等低壓供電系統(tǒng)

5、TN-C-S系統(tǒng)(又稱偽三相五線制)的優(yōu)缺點及適應(yīng)性。當(dāng)保護(hù)線與中性線從某點(一般為進(jìn)戶處)分開后就不能在合并。TN-C-S系統(tǒng)是對TN-C系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)的優(yōu)缺點綜合處理的一種接地型式，它既可在一定程度上滿足安全要求較高的部分用戶的安全性的需要，又可滿足安全要求一般的部分用戶的經(jīng)濟(jì)性的需要?，F(xiàn)在住宅區(qū)的供電系統(tǒng)中選用此種系統(tǒng)的占大多數(shù)，部分用戶對安全要求較高的村鎮(zhèn)也可應(yīng)用此系統(tǒng)。