農村低壓電網接線及保護方式探討

姚昊峰，姜佳偉，周金飛

（國網嘉興供電公司，浙江 嘉興　314001）

農村低壓電網接線及保護方式探討

姚昊峰，姜佳偉，周金飛

（國網嘉興供電公司，浙江 嘉興314001）

1　低壓電網接線及其保護方式原理分析

1.1TT系統保護原理分析

TT系統是將電氣設備的金屬外殼直接接地的保護系統，稱為保護接地系統。第一個符號“T”表示電力系統中性點直接接地；第二個符號“T”表示負載設備外露導電部分與大地直接聯接。在TT系統中負載的所有接地均稱為保護接地。在TT系統中，對于外殼單相漏電故障，由于接地電阻相對導線阻值較大，故障電流較小，無法采用過載或短路保護，只能采用漏電保護器作為單相漏電保護，如圖1所示。

圖1　TT系統保護原理圖

1.2TN系統保護原理分析

TN系統指電源中性點直接接地，電氣裝置外露可導電部分通過中性導體或保護導體連接到接地點，這樣的系統稱為接零保護系統。TN方式供電系統中，根據其保護線是否與工作零線分開而劃分為TN-C、TN-S、TN-C-S共3種。

在TN系統中，由于回路阻抗較小，短路電流較大，位于故障點附近的保護開關可以首先動作，斷開故障回路，起到保護作用，其動作時間與短路電流大小成反比。在TN-C系統中，由于中性線和保護線合一，無法安裝總剩余電流保護器（以下簡稱“總保”），只能依靠低壓斷路器短路保護；在TN-S系統中，由于中性線和保護線分開，還可以安裝總保和末級剩余電流保護器（以下簡稱“家?！保?，這樣保護就更加全面和可靠。TN-C系統原理如圖2所示。

2　TT、TN系統特點和適用性比較

2.1保護方式不同

TT系統對于單相接地（設備外殼單相漏電故障），只能采取漏電保護；而TN-C或TN-S系統采用短路電流保護，后者還可以采用漏電保護。

在農村，由于民居分散，供電線路長度較長，存在短路電流達不到動作值的可能，采用TN系統短路保護的條件受到限制。因此，TN系統不適用于農村區(qū)域。

圖2　TN-C系統原理圖

2.2系統接地要求不同

TT系統中，零線不重復接地，影響范圍僅為故障設備帶電，其他設備安全；TN-C系統要求PEN線重復接地，設備外殼通過PEN線接地，如果不采用重復接地，PEN線發(fā)生斷線，那么在斷線點后有一臺設備發(fā)生外殼漏電時，斷線點后所有接零設備金屬外殼對地電壓均接近于相電壓，非常危險。采用重復接地，斷線點后的接零設備就成為接地設備，故障電壓下降一半，因此重復接地在TN系統中非常重要，如圖3所示。

圖3　TN-C系統的重復接地

2.3危險擴散范圍不同

TT系統要求設備外殼單獨接地，即使某個設備發(fā)生外殼單相漏電，也不會擴散和傳導；而TN系統中，當發(fā)生設備外殼帶電，由于斷路器動作有延時，或者斷路器拒動，在此時間段內，接在同一條PEN線或PE線上的設備外殼帶電，影響范圍較大。

2.4靈敏度可靠性不同

在TT系統中，不管設備外殼有無正常接地，目前采用的漏電保護裝置，對于漏電流的檢測較為靈敏，可靠性高；依靠短路保護功能的TN-C或TN-S系統中，故障電流大小和動作時間成反比，過小的故障電流延時較長，靈敏度和可靠性相對較差。

2.5建筑接地要求不同

TT系統中，因不需要重復接地，對建筑接地無要求；在TN系統中，特別是TN-S系統中，當短路保護失效造成故障電壓長期存在，只有建筑物內本身接地良好且采取等電位聯結，加在人體的電位差減小，危險才能降低，對建筑物接地有一定要求。因此，加裝了漏電保護的TT系統適合目前農村安全用電需要。

3　低壓電網接線保護問題分析

3.1區(qū)域內建筑物接地和內線接線情況

根據調查，浙江嘉興區(qū)域目前申請房產“三證”的建筑物（一般為商品房，包括政府拆遷小區(qū)），在申請過程中必須提供建筑物的接地電阻測試報告，但《防雷裝置設計審核和竣工驗收規(guī)定》和《防雷減災管理辦法》均未涉及農村自建房接地安裝的強制要求。

對于農村區(qū)域住宅，較少采用建筑接地，缺少建筑物內部重復接地及等電位連接。近年來，農村集聚點自建房大量建設，但調查中也發(fā)現，新建成的農民自建房，對于建筑接地和等電位連接還是不夠重視，農村居民對于用電設備保護線的使用不普及，再加上家保未能正常使用，如在成片的自建房小區(qū)采用TN接線方式，則無法通過總等電位聯結降低接觸電壓和利用家保防止單相漏電事故。

3.2“兩新”工程低壓電網建設情況

新農村建設和農村“兩新”工程，使農村人口向小城鎮(zhèn)集中，城鎮(zhèn)化加速發(fā)展，總體上使得農村使用TT接線系統的用戶不斷減少，TN系統用戶數增加較多。目前，大部分拆遷小區(qū)是按照公寓房建設，配電設施完全按照城市商品房標準建造，公變采用TN-S接線系統。部分居民集聚點為自建房，政府部門要求按照基本配置建設電力配套，因此還新增部分TT臺區(qū)。根據目前掌握的資料，這些集聚點的農民自建房建設標準高，內部總線普遍采用2.5 mm2銅質護套線，支線采用1.5 mm2銅質護套線，內線電阻一般不超過0.5 Ω（實際測量得出），但建筑接地和用電設備保護線使用依然不規(guī)范，即無法采用TN系統，而繼續(xù)采用TT接線系統。

3.3用戶側安全用電存在的問題

TT臺區(qū)用戶設備無接地及不正常使用家保這一問題在農村較為普遍。從TT系統保護原理可知，用電設備必須可靠接地，這在實際情況中很難做到：由于農戶家中存在較多移動式家用電器（如：電熱水壺、電風扇等），極少把移動電氣安裝外殼接地，一旦造成漏電，設備外殼漏電電壓為相電壓。調查發(fā)現，僅個別小動力企業(yè)設備有單獨接地，或由于機器底座埋深較深，具有外殼接地的功能。

同時，由于安裝漏電保護器后，供電可靠性降低，漏電保護器會因為漏電而頻繁跳閘，影響農村居民生活用電，農村魚塘等養(yǎng)殖業(yè)用電（這種情況可從95598報修工單分析得出）存在因漏保頻繁跳閘，農戶不愿安裝家用漏電保護器的情況，造成觸電事故幾率增加。

4　建議

4.1完善農村安全用電管理機制

4.1.1完善安全用電相關細則

目前僅有《農村低壓電氣安全工作規(guī)程》、《農村低壓電力技術規(guī)程》、《剩余電流動作保護器農村安裝運行規(guī)程》、《漏電保護器安裝和運行》等技術規(guī)程，而對于農村安全用電管理方面的法規(guī)相對較少。當用戶不安裝家?；虿徽Ｊ褂眉冶?，造成線路漏電電流較大，引起總保跳閘，影響到供電可靠性和安全管理時，該如何處理，目前還沒有很明確的處理細則。因此加強農村安全用電的法律法規(guī)建設，制定與目前農村用電管理水平相適應的配套體系，是提升農村安全用電的根本保證。

4.1.2促進政府推動表后服務

目前農村用戶對電力設備產權意識模糊，缺少表后用電服務，一旦發(fā)生設備、內線漏電，用戶不知道找誰，更不知道如何處理，對原本細小的隱患不處理，導致擴大而最終引發(fā)事故。

4.1.3完善農村住宅內線安裝規(guī)范

目前，隨著新農村建設的推進，農村新一輪住宅升級改造工程大量開工建設。要努力推動政府部門盡快制定農村住宅電氣內線安裝標準和防雷設施建設標準，建立農村住宅內線安裝和接地安裝的驗收機制，為提升農村安全用電水平創(chuàng)造條件。

4.2加強供電側的技術管理手段

作為供電企業(yè)，從供電的角度，加強技術監(jiān)管，采取技術手段，合理確定供電接線方式，降低觸電發(fā)生概率，提升農村安全用電水平。

4.2.1加強總保系統實時監(jiān)測管理

安裝智能總保系統，確保對總保運行狀態(tài)的實時監(jiān)控，是行之有效的手段。智能總漏電保護器，是電力部門安裝在農村公變（TT臺區(qū)）線路出口側的總漏電保護器，通過485接口，將總保分合閘狀態(tài)、線路總漏電電流、相電流、跳閘時間等實時數據，通過配變智能終端每15 min采集1次數據，經GPRS公網傳輸到智能漏保系統總站，可從系統上監(jiān)測每臺總保的運行狀況。

以浙江嘉興為例，目前嘉興全市33 000余臺總漏電保護器全部納入智能總保系統?？扇姹O(jiān)控每個地區(qū)的總保覆蓋率、投運率、在線率、跳閘率，可統計、記錄每臺總保每日跳閘次數、時間和漏電流大小。從目前的智能總保運行情況看，效果良好，總保的運行管理可控、能控、在控，使整個總保運行情況一目了然，管理透明度提高，指標亮化成為可能。因此建好、用好智能總保系統，對加強供電安全管理意義重大。

4.2.2提升農村低壓線路設備等級

引起總保跳閘的因素，除了用戶側，就是供電設備和線路本身的問題。嘉興地區(qū)自2005年新農村電網建設以來，低壓電網建設力度較大，但轄區(qū)內線路設備更新改造還沒有實現全覆蓋。為保障電網安全，必須提高建設標準，逐步推廣使用絕緣導線，提高線路設備防漏電水平。

4.2.3提高公變臺區(qū)建設工藝質量

根據供電所線路設備實際運維情況調研得知，存在一些較難查處的隱患故障點，這與建設時的工藝水平有很大關系，比如：接戶線的搭接、墻鐵處滴水彎的工藝，導線剝皮封包的工藝，平行集束線穿刺線夾等，一些細微之處的隱患，也會造成日后隱患擴大，排查困難。

4.2.4分區(qū)分類確定臺區(qū)接線方式

公變臺區(qū)低壓接線方式，主要受用戶建筑內線和接地方式、內線保護措施、臺區(qū)線路參數等因素決定，因此要根據變壓器供區(qū)內用戶具體情況加以選擇，大致可以分以下幾種區(qū)域：

（1）純居民小區(qū)供電。凡新建居民小區(qū)、寫字樓、城市綜合體等，目前建筑標準較高，用戶內線基本采用三相五線制，等電位接地安裝規(guī)范，因此可以采用TN-S供電方式。

（2）純農村居民用戶。根據調查，目前即使農戶新建住宅，內線安裝大都沒有采用三相五線制的方式，不具備采用TN接線的條件，只能采用TT方式。建議農村公變臺區(qū)線路出線2回以上，供電半徑控制在500 m以內，每路出線用戶20—30戶（如果用戶家用漏電保護器動作值為30 mA，漏電同時率30%，則少于總保300 mA的動作值），使線路首段總漏電電流減少，降低跳閘幾率，提高供電可靠性。

（3）農村中有較多小動力戶。主要根據用戶對供電可靠性要求和用戶側保護方式決定，一是對供電可靠性要求高的用戶，建議該類企業(yè)安裝專變，采用TN接線，嚴格其內部接線方式；二是對供電可靠性要求不高，嚴格漏電保護器安裝，采用TT接線。

（4）小集鎮(zhèn)用戶。由于小集鎮(zhèn)用戶負荷密度較大，對供電可靠性要求相對較高，且用戶內線情況非常復雜，因此不太可能采用TT模式，只能采用TN接線方式。由于既有三相五線制內線的用戶，又有相-零兩線制的用戶，因此建議采用TN-C-S接線方式，使不同用戶靈活采用不同接線保護方式，既可以采用TN-C，也可采用TN-S接線方式。同時建議該類臺區(qū)多安裝重復接地，降低接地電阻等效電阻值，還可防止當PEN線斷線時，降低PEN線上的漏電電壓。

（5）重視拆遷區(qū)域安全隱患排查。拆遷區(qū)域電力設施破壞、偷盜現象嚴重，造成隱患頻發(fā)，也是總保頻跳的重災區(qū)，對此，供電企業(yè)需要加強巡視，排除安全隱患。

4.3完善用戶側的安全用電保障

4.3.1廣泛普及安全用電知識

提高農村居民安全用電意識，雖然這不是一項立竿見影的工作，但卻是提升農村安全用電水平的有效手段之一。

4.3.2大力推廣安裝新型家保

家用漏電保護器是設備漏電的后備保護，也是最直接有效反映出漏電信號的設備，但很多人對此意識淡薄。由于內線故障造成家保跳閘，用戶往往不是去查故障，而是直接繞越家保，造成線路總漏電電流不可控，進一步影響總保運行。為防止因零線斷線引起的電壓波動，使用帶過電壓保護的漏電保護器，則效果更佳，因此家保普及是提升農村安全用電的重要措施。

5　結束語

《農村低壓電力技術規(guī)程》對于“農村、城鎮(zhèn)地區(qū)”的定義較為模糊，“農村地區(qū)宜采用TT接線，且必須安裝總漏電保護器，城鎮(zhèn)用戶宜采用TN接線”，不是以“是不是小城鎮(zhèn)地區(qū)”作為區(qū)分、選擇低壓系統接線方式的標準，而是根據臺區(qū)系統線路參數、所接用戶建物筑接地情況、內線安裝情況、具備的有效保護手段來確定，根據目前農村安全用電實際情況，不建議對農村TT臺區(qū)改變接線方式。隨著城鎮(zhèn)化的逐步推進，政府主導了大量拆遷小區(qū)的建設，建筑接地和內線安裝將越來越規(guī)范，調研認為這些新建的農民集聚小區(qū)只要符合接地要求，可以通過運維質量的提升，降低總保的投運數量。同時，無論是TN還是TT系統，作為終端用戶，家保的安裝非常必要，使用家保是預防相-地漏電的最好辦法，否則在空氣開關拒動情況下，較為危險。D

［1］中國人民共和國國家經濟貿易委員會.DL/T 499—2001，農村低壓電力技術規(guī)程［S］.北京：中國電力出版社，2001.

［2］中國人民共和國國家經濟貿易委員會.DL 477—2001，農村低壓電氣安全工作規(guī)程［S］.北京：中國電力出版社，2001.

［3］中國人民共和國國家經濟貿易委員會.DL 493—2001，農村安全用電規(guī)程［S］.北京：中國電力出版社，2001.

［4］電力工業(yè)部綜合管理司.用電檢查技術標準匯編［G］.北京：中國電力出版社，2008.

（本欄責任編輯徐文紅）

Discussion of rural low voltage power grid connection and protection ways

YAO Hao?feng，JIANG Jia?wei，ZHOU Jin?fei（Jiaxing Power Supply Company，Jiaxing 314001，China）

為保證居民人身、財產安全，保障電網安全可靠運行，根據電力相關法律和規(guī)定，在TT接線方式配電變壓器低壓側出線處必須加裝總剩余電流保護器，對每一用戶也要加裝末級剩余電流保護器。根據《農村低壓電力技術規(guī)程》規(guī)定：農村低壓電網宜采用TT系統，城鎮(zhèn)電力用戶宜采用TNC系統。針對農村低壓電網普遍采用TT系統以及TT系統必須安裝漏電保護器這2個問題開展實例研究，探索農村低壓電網接線及保護最佳方式。

農村電網；低壓電網；接線方式；保護方式

In order to guarantee the residents'personal and property security，guarantee the safety and reliable operation of power grid，according to the relevant laws and regulations，in TT connection mode，the outlet on the low pressure side of transformer must add the total residual current protector.Each user must add the final residual current protector.At the same time，"The rural low?voltage electric power technical code"regulates：rural low?volt?age power grid should adopt TT system，urban users should adopt the TN?C system.This report aims at the rural low?voltage power grid.Adopting TT system and TT system must install leakage pro?tection.These two problems carry out a case study to explore the best connection and protection mode in rural low?voltage power grid.

rural power grid；low voltage power grid；connec?tion ways；protection ways

TM727.1；F407.61

B

2014-06-09；

2014-10-11