配電網(wǎng)絡(luò)的接地型式及其保護(hù)在配電線路設(shè)計(jì)中的作用探討

摘要：在使用低壓電的過(guò)程中，偶然會(huì)因?yàn)橛秒姴划?dāng)引發(fā)觸電事故甚至引起火災(zāi)。在電壓超過(guò)人體安全觸電電壓時(shí)，人接觸就會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)；當(dāng)用電設(shè)施或線路漏電或短路時(shí)，就會(huì)因?yàn)檫@些問(wèn)題導(dǎo)致火災(zāi)同時(shí)損毀設(shè)備。文章針對(duì)不同情況下在配電線路設(shè)計(jì)中對(duì)漏電保護(hù)的配合和保護(hù)進(jìn)行了探討，分析了常規(guī)用電時(shí)如何安全準(zhǔn)確地進(jìn)行接地使用。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)絡(luò)；接地型式；配電線路設(shè)計(jì)；觸電事故；用電設(shè)施 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM625 文章編號(hào)：1009-2374（2016）07-0134-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.07.068

低壓配電中的重要環(huán)節(jié)就是良好的接地，使用低壓電時(shí)為了避免各種用電事故，需要在低壓用電的設(shè)計(jì)中全面考慮安全保護(hù)問(wèn)題，嚴(yán)格按照配電網(wǎng)絡(luò)要求的接地型式，達(dá)到防火防觸電的目標(biāo)，這對(duì)保障設(shè)備安全運(yùn)行和保障人身安全具有重要意義。

1 配電網(wǎng)絡(luò)的接地形式及其保護(hù)

當(dāng)前有三種配電系統(tǒng)主要使用的接地方式：TT系統(tǒng)、TN-C-S以及TN-S系統(tǒng)。

1.1 TT系統(tǒng)

電源中性點(diǎn)直接接地，各用電設(shè)備的外殼部分和中性線用保護(hù)線接地，如圖1所示：

在TT系統(tǒng)中，設(shè)備工作時(shí)電位為低電位，即使漏電發(fā)生時(shí)電壓也不會(huì)太高，此外用電設(shè)備使用單獨(dú)的接地線與地板相連，因此大大提高了安全性。但是也有負(fù)面效應(yīng)，當(dāng)接地發(fā)生故障的時(shí)候，電流需要通過(guò)地面電阻和電源接地的電阻，電阻抗性較大，極大地降低了電流的流經(jīng)率，因此用不到過(guò)電流保護(hù)，這時(shí)需要使用剩余電流保護(hù)器進(jìn)行漏電保護(hù)。在使用RCD保護(hù)時(shí)需要注意三個(gè)方面：（1）若在供電前面部分的火線已經(jīng)裝RCD，那么后面線路的N線就不允許重復(fù)接地；（2）若前部分的供電主線不裝RCD，那么零線部分能夠允許多次進(jìn)行接地使用，注意在零線N線上不能裝上熔斷器和開關(guān)；（3）安裝在TT系統(tǒng)中的RCD不能是除了兩極及四極以外的產(chǎn)品，切斷相線時(shí)不要忘記同時(shí)切斷零

線N。

1.2 TN-C-S系統(tǒng)與TN-S系統(tǒng)

電源的中性點(diǎn)直接接地，各用電設(shè)備的外殼用保護(hù)線接地。按中性線N與保護(hù)線PE的不同組合，較常見的有TN-C-S系統(tǒng)與TN-S系統(tǒng)。TN-S方式一般使用工作零線的同時(shí)也可作為接地的保護(hù)線，這樣在節(jié)省成本的同時(shí)又便于對(duì)布局的規(guī)劃。而TN-C-S系統(tǒng)在工地中比較常見，但有前提條件，上一部分采用的是TN-C的方式供電，但是施工要求必須采用TN-S用于施工中，這樣做能夠從配電箱里面分出PE線路用于漏電保護(hù)。

兩種系統(tǒng)圖示如圖2和圖3所示：

1.2.1 TN-S系統(tǒng)。TN-S系統(tǒng)要求必須分離中性線N和保護(hù)線PE，然后分別和中性點(diǎn)連接之后再接地。用這種方式一旦發(fā)生了相線漏電，會(huì)發(fā)生短路現(xiàn)象，瞬間導(dǎo)致了提高電流，同時(shí)這需要切斷故障線路的方式保護(hù)電流。但若是保護(hù)的線路過(guò)長(zhǎng)，在增大阻抗的同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致電流保護(hù)失效，因此在線路前端裝上RCD是非常有必要的，這可以進(jìn)行二次保護(hù)。此系統(tǒng)中對(duì)RCD有如下要求：如果防火需求較高時(shí)，為了避免火災(zāi)的發(fā)生，要把RCD作為重點(diǎn)保護(hù)對(duì)象并在第一時(shí)間切斷線路處理好故障；中性線不能多次重復(fù)接地，不然不能充分發(fā)揮切斷中性線后保護(hù)設(shè)施的保護(hù)作用。尤其是在干線前面部分安裝了RCD時(shí)，更應(yīng)該注意避免這一點(diǎn)，但是PE線是例外，它可以重復(fù)接地。

1.2.2 TN-C-S系統(tǒng)。電源干線中PE線與N線共同使用一條PEN線，這條導(dǎo)體線是有接中性線點(diǎn)功能的。進(jìn)戶處的接地線和中性線分開分別作為兩條獨(dú)立的線路，接地線就直接接到設(shè)備的外殼處。一旦出現(xiàn)漏電事故的時(shí)候，它的特點(diǎn)與TN-S系統(tǒng)是一樣的。此系統(tǒng)同樣有值得關(guān)注的方面：不能安裝RCD到PEN部分，接地線和中性線分開之后即可以安裝RCD；為了避免PEN斷線后危險(xiǎn)電壓擴(kuò)散至電設(shè)備金屬外殼中，此系統(tǒng)中接中性線點(diǎn)功能導(dǎo)體線應(yīng)該重復(fù)接地。大多數(shù)情況下，PEN線應(yīng)當(dāng)進(jìn)行多次接地，中性線不宜重復(fù)接地處理。

2 RCD的選擇

要檢測(cè)電路中發(fā)生的漏電問(wèn)題，就會(huì)在低壓配電系統(tǒng)中設(shè)置RCD，RCD安裝地點(diǎn)越靠近電源側(cè)，保護(hù)范圍越大，同時(shí)故障切斷的選擇性就變差。如果在末端支線上安裝RCD，則可防止大范圍停電情況。

2.1 RCD的裝設(shè)方式

實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)RCD的配備位置，可分為三種裝設(shè)方式：

第一種方式：在支線上裝設(shè)RCD。最容易發(fā)生漏電事故的是分支線上的電氣設(shè)備，這是因?yàn)檫@是用戶最常接觸和進(jìn)行操作地方；在每條分支線上都裝設(shè)上RCD，一旦發(fā)生漏電現(xiàn)象，可以及時(shí)對(duì)部分電源進(jìn)行切斷，這種方式造成的停電范圍較小，方便查找故障，除此之外，RCD后面的線路較短，泄漏電流較小，不易發(fā)生失誤導(dǎo)致

事故。

第二種方式：在干線上安裝RCD。這種方式能夠保護(hù)RCD后的干、支線電路，但這種方式所造成的停電影響范圍大，并且因?yàn)樾孤╇娏鬏^大，容易發(fā)生誤動(dòng)作。

第三種方式：在干線及分支線均裝設(shè)RCD。分支線安裝小電流型RCD，避免人身觸電，而在干線上安裝帶延時(shí)的RCD，不僅能用于防止電氣火災(zāi)，還能用于確保主路的安全。整體安全角度來(lái)看，這種方式采用把系統(tǒng)分解成多個(gè)單獨(dú)受保護(hù)的子系統(tǒng)的方法，既能快速靈敏地切斷故障電路，還能保障無(wú)故障電路部分的正常供電，是一種較理想的保護(hù)方式。

2.2 RCD的選擇原則

2.2.1 動(dòng)作靈敏性原則。漏電保護(hù)的目的就是為了保障人身以及財(cái)產(chǎn)安全。一般來(lái)講，在設(shè)計(jì)切斷電流時(shí)，為了能在線路出現(xiàn)故障的第一時(shí)間及時(shí)切斷電流，電流應(yīng)當(dāng)越小越安全，由此可避免直接觸電事故的發(fā)生。干燥地方的RCD設(shè)定電壓設(shè)定為50V，而在濕潤(rùn)地方應(yīng)設(shè)定為一半的值。作為尾部保護(hù)最低電流值則設(shè)定為30mA。此外考慮到火災(zāi)隱患，一般設(shè)定為1vn，在部分通風(fēng)不好且容易發(fā)生火災(zāi)的地點(diǎn)，則應(yīng)該設(shè)置在100～200mA這個(gè)范圍以內(nèi)。根據(jù)相關(guān)條例中的規(guī)定，一些規(guī)定的電流值如下：手持式用電設(shè)備為15mA，環(huán)境濕度大的地區(qū)最高為10mA，醫(yī)療設(shè)施規(guī)定值為6mA，建筑施工工地規(guī)定值在20mA左右，家庭普通用電為30mA，防火地區(qū)為300mA。

2.2.2 供電可靠性原則。RCD最終目標(biāo)是保障保護(hù)人身財(cái)產(chǎn)的安全，因此不要因?yàn)榉缆╇娫O(shè)施過(guò)度靈敏的反應(yīng)而帶來(lái)負(fù)面的效應(yīng)，如果RCD發(fā)生誤操作則會(huì)導(dǎo)致對(duì)生產(chǎn)生活產(chǎn)生不利影響。在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)用戶數(shù)量較多的分支線會(huì)出現(xiàn)負(fù)荷增加而導(dǎo)致的線路超載運(yùn)行，為避免這種現(xiàn)象，需要嚴(yán)格遵循關(guān)于配電網(wǎng)絡(luò)的規(guī)定。此外需要注意的是RCD設(shè)置的不反應(yīng)電流不應(yīng)該比正常泄露電流小，為了避免越級(jí)誤操作，運(yùn)行設(shè)備時(shí)除了動(dòng)作電流之間的層級(jí)配合還應(yīng)在時(shí)間上有配合。

3 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，低壓配電網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展勢(shì)頭迅猛，但其暴露的安全用電問(wèn)題也越來(lái)越突出，在實(shí)際運(yùn)用中，需要嚴(yán)格按照配電網(wǎng)絡(luò)的接地型式進(jìn)行配電線路設(shè)計(jì)。只有采取合理的保護(hù)配合方式，才能盡可能避免低壓用電中的漏電情況和電氣火災(zāi)事故，保證安全供電和保障用戶的人身安全。

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作者簡(jiǎn)介：梁楚明（1989-），男，廣東廣州人，身份證號(hào)：440111198906253331，研究方向：配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）