淺談電力系統(tǒng)幾種接地技術(shù)的特點(diǎn)與作用

董 連,索 華

（神華國(guó)能寶清煤電化有限公司,黑龍江 寶清 155600）

0 引言

近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷進(jìn)步，科技迅速發(fā)展，我國(guó)的供配電系統(tǒng)也隨之快速推進(jìn)和完善。接地技術(shù)在電力系統(tǒng)的重要組成技術(shù)，在供配電系統(tǒng)中，接地是相關(guān)作業(yè)人員經(jīng)常討論的概念之一，通俗來(lái)講，接地就是將電子、電氣設(shè)備以及電力系統(tǒng)的某些部分與大地之間做良好的電氣連接[1]。一旦混淆接地情況，或者設(shè)計(jì)、操作失當(dāng)，很可能引發(fā)人員安全事故和電力系統(tǒng)不能正常運(yùn)行。筆者結(jié)合自身電力系統(tǒng)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)電力系統(tǒng)的工作接地、保護(hù)接地以及防雷接地三種接地技術(shù)進(jìn)行淺要分析。

1 工作接地

在電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)作中，其運(yùn)行條件和運(yùn)行需要相對(duì)較多，工作接地是必須進(jìn)行的環(huán)節(jié)。通俗的講，工作接地就是人為的將電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)以及電氣設(shè)備的某一部分與大地進(jìn)行良好的電氣連接。這種連接整體上可通過(guò)兩種形式實(shí)現(xiàn)：直接或者通過(guò)特殊裝置與大地進(jìn)行連接。第一種為直接連接，如發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)、變壓器的中性點(diǎn)、避雷針的接地引下線等與大地的直接連接；第二種間接連結(jié)，如通過(guò)消弧線圈等與大地進(jìn)行的間接連結(jié)。工作接地的主要作用為：無(wú)論電力系統(tǒng)處于正常情況還是處于事故狀態(tài)，工作接地保障系統(tǒng)和電氣設(shè)備的有效運(yùn)行，客觀上減小施工人員機(jī)體的接觸電壓，此外，工作接地有利于故障設(shè)備的快速切斷。通常情況下，工作接地系統(tǒng)一般可設(shè)計(jì)為交流工作接地與直流工作接地兩種形式，而且一般情況下，該系統(tǒng)使用獨(dú)立接地體接地電纜時(shí)，接地電阻不應(yīng)高于4歐米伽；如果采用共同接地體，接地電阻要小于1歐米伽。

2 保護(hù)接地

電力系統(tǒng)的保護(hù)接地系統(tǒng)通常有TN系統(tǒng)、TT系統(tǒng)、IT系統(tǒng)等幾種情況。其原理、保護(hù)線形式、作用各有不同，下面僅就三種系統(tǒng)做淺要分析。

2.1 TN系統(tǒng)

TN系統(tǒng)也就是保護(hù)接零，在該系統(tǒng)中，所有電器的外露導(dǎo)電部分如N線、PE線或者PEN線等皆連接到接地點(diǎn)，在一般情況下，該接地點(diǎn)多為配電系統(tǒng)的中性點(diǎn)[2]。所以，TN系統(tǒng)通常表現(xiàn)為一個(gè)中性點(diǎn)接地三相五線電網(wǎng)系統(tǒng)。在TN這兩個(gè)字母組合中，處在第一位的字母T代表的是電力系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地；處于第二位的字母N則代表著：負(fù)載設(shè)備采用接零保護(hù)。其工作原理為：當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，電氣設(shè)備金屬外殼帶電，形成閉合回路，在這種單相短路情況下，能夠產(chǎn)生較大的短路電流，進(jìn)而快速切斷熔絲，保護(hù)電源。

此外，按照系統(tǒng)中中性線（N線）與保護(hù)線（PE線）的不同組合，TN系統(tǒng)又可分為T(mén)N-C系統(tǒng)、TN-S系統(tǒng)和TN-C-S系統(tǒng)三種情況。首先，TN-C系統(tǒng)，C字母代表結(jié)合、統(tǒng)一，也就是在整個(gè)系統(tǒng)中（從電源配電盤(pán)出線處算起）中性線與保護(hù)線是合一的。其次，TN-S系統(tǒng)，S字母代表的分離、分開(kāi)，也就是在整個(gè)系統(tǒng)中（從電源配電盤(pán)出線處算起）中性線和保護(hù)線是分開(kāi)的。再有，TN-C-S系統(tǒng)，在全系統(tǒng)內(nèi)（從電源配電盤(pán)出線處算起），通常以低壓電氣裝置電源進(jìn)線點(diǎn)為區(qū)分點(diǎn)，進(jìn)線點(diǎn)前中性線和保護(hù)線線是合一的，進(jìn)線點(diǎn)后即中性線和保護(hù)線分為兩根線。

2.2 TT系統(tǒng)

TT系統(tǒng)是另外一種保護(hù)接地系統(tǒng)，從整體上講，TT系統(tǒng)是一種中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，通常表現(xiàn)為三相四線制電網(wǎng)系統(tǒng)，在TT這兩個(gè)字母組合中，處在第一位的字母T代表的是電力系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地；處于第二位的字母T則代表著：負(fù)載設(shè)備中外露的金屬導(dǎo)電部分中，不與帶電體相接部分與大地直接聯(lián)接。其工作原理為：當(dāng)電氣外露設(shè)備發(fā)生單相碰殼故障時(shí)，電氣設(shè)備金屬外殼帶電，在電源工作裝置與保護(hù)接地裝置之間形成接地電流回路。由于接地電流經(jīng)過(guò)記過(guò)接地裝置時(shí)會(huì)發(fā)生分置、分流作用，因此，帶點(diǎn)金屬外殼的電流會(huì)降低，起到保護(hù)人體的作用，避免了電流過(guò)大對(duì)觸碰人員造成的電擊傷害。然而，TT系統(tǒng)保護(hù)接地方式帶有一定的局限性，一般情況下需要加裝漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)進(jìn)行輔助運(yùn)行，起到完善的作用，且當(dāng)漏電電流較小時(shí)，低壓斷路器未必能夠迅速做出跳閘動(dòng)作，是故障設(shè)備的金屬外殼帶電超出安全電壓，由于以上兩種原因，TT系統(tǒng)難以廣泛推廣。

2.3 IT系統(tǒng)

IT系統(tǒng)是另外一種保護(hù)接地系統(tǒng)，它與以上分析的TN、TT系統(tǒng)存有一定的差異，是一種中性點(diǎn)不接地或經(jīng)過(guò)1000歐米伽阻抗接地系統(tǒng)，通常表現(xiàn)為三相三線制電網(wǎng)系統(tǒng)。在IT這兩個(gè)字母組合中，第一個(gè)字母I代表兩種情況：第一，電源側(cè)沒(méi)有工作接地；第二，電源側(cè)經(jīng)過(guò)高阻抗接地。而第二個(gè)字母T代表負(fù)載側(cè)電氣設(shè)備進(jìn)行接地保護(hù)。在系統(tǒng)特點(diǎn)上，IT接地系統(tǒng)在供電距離不是很遠(yuǎn)的情況下，具有極高的可靠性和良好的安全性，多用于24小時(shí)連續(xù)供電的場(chǎng)所，如地下礦井、醫(yī)院重癥監(jiān)護(hù)室等等。然而，在面對(duì)供電距離較長(zhǎng)的情況時(shí)，IT系統(tǒng)中供電線路對(duì)大地的分布電容就不能再忽略不計(jì)，一旦負(fù)載發(fā)生故障造成設(shè)備金屬殼帶電，漏電電流會(huì)經(jīng)過(guò)大地形成電網(wǎng)架路，這時(shí)的保護(hù)設(shè)備就不一定能及時(shí)作出動(dòng)作，導(dǎo)致危險(xiǎn)打壓的產(chǎn)生。

3 防雷接地

防雷接地一般用于高層建筑，高山電視調(diào)頻臺(tái)等場(chǎng)所。一方面，要延伸地網(wǎng)，增加地網(wǎng)的有效接地范圍。其次，采用防腐抗銹性能強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)材料做接地體，以保障地網(wǎng)間的穩(wěn)定、持久連接。再有，因地制宜，據(jù)當(dāng)?shù)氐乇憝h(huán)境選用適當(dāng)?shù)慕底鑴?，降低接地電阻。目前，該技術(shù)以比較完善，限于篇幅筆者不再做詳細(xì)介紹。

4 結(jié)語(yǔ)

基地系統(tǒng)是保障電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的必要首選，對(duì)維護(hù)電器設(shè)備、保證安全用電意義重大。因此，必須嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的采用接地方式，合理設(shè)計(jì)與施工，并且定期測(cè)量，以確保接地系統(tǒng)的可靠性。由于電力系統(tǒng)的接地系統(tǒng)是一項(xiàng)相對(duì)復(fù)雜的工程，需要大量圖紙會(huì)審和實(shí)地考察工作，加之筆者個(gè)人水平有限，因此希望更多的業(yè)界人士參與到電力系統(tǒng)接地技術(shù)這一課題的研究中來(lái)，共同致力于我國(guó)電力事業(yè)的安全、可持續(xù)發(fā)展。

[1]唐志平.供配電技術(shù)[J].背景:電子工業(yè)出版社，2006.

[2]徐海峰.電力系統(tǒng)幾種接地技術(shù)的特點(diǎn)與作用[J].科技向?qū)?2011(30):185.