提高配電TT接地系統(tǒng)漏電保護(hù)安全性能

王火蓮

摘 要：本文通過分析配電變壓器接地原因，防雷措施，TT、IT、TN接地系統(tǒng)的應(yīng)用及人體單相觸電原因，提出了介于TT、與IT之間的ITT新系統(tǒng)。此接地系統(tǒng)是通過改變配電變壓器的接地方式，來提高配電網(wǎng)防止單相觸電的本質(zhì)安全，以期為相關(guān)工作人員提供參考。

關(guān)鍵詞：ITT新接地系統(tǒng)；漏電保護(hù)；安全

0、前言

綜合考慮了配電TT接地系統(tǒng)低壓線路人體是如何觸電、變壓器為什么要接地，尋找出一個(gè)方法，即能滿足防雷，又能保證人體觸碰到相線時(shí)，不觸電。即在配變中性點(diǎn)到接地體這間加裝一個(gè)低壓避雷器。

1、配網(wǎng)系統(tǒng)低壓作業(yè)常見問題點(diǎn)

低壓帶電作業(yè)及日常用電中，可能帶來的問題，以單相觸電、短路電弧灼傷最為常見，兩相觸電等其它意外較少發(fā)生。

2、配網(wǎng)低壓接地系統(tǒng)分類

目前，配電低壓接地系統(tǒng)一般分為TT、IT及TN三種。

TT系統(tǒng)定義：變壓器中性點(diǎn)直接接地，且中性線N只在配變或綜合配電箱出線側(cè)接地，低壓線路的N線不重復(fù)接地。

IT系統(tǒng)定義：變壓器中性點(diǎn)經(jīng)高阻搞接地，或電氣裝置帶電導(dǎo)體與地絕緣。IT系統(tǒng)發(fā)生第一次接地故障時(shí)，接地故障電流僅為非故障相的對(duì)地電容電流，其值很小，外露導(dǎo)電部分對(duì)地電壓一般不超過50V，此時(shí)對(duì)人體是安全的，一般不需要切斷故障，可以繼續(xù)供電。此系統(tǒng)僅限用于高危用戶內(nèi)部供電及不間斷供電的工業(yè)設(shè)備、醫(yī)療急救、礦區(qū)等專變供電系統(tǒng)。

TN系統(tǒng)定義：變壓器中性點(diǎn)直接接地，中性線N在線路重復(fù)接地，TN根據(jù)中性線（N）和保護(hù)線（PE）的配置方式，可分為TN-C、TN-C-S及TN-S系統(tǒng)。

目前，漳平供電公司配電接地系統(tǒng)大部分采用TT接地系統(tǒng)。

3、提高配電TT接地系統(tǒng)漏電的保護(hù)措施—應(yīng)用ITT新系統(tǒng)

①配電TT接地系統(tǒng)低壓線路人體觸電原因

人體觸碰到相線時(shí)，電流沿人體、大地、變壓器接地體形成回路，回到變壓器，如下圖一所示：

②配電變壓器接地原因分析

配變中性點(diǎn)接地原因分析：當(dāng)高壓側(cè)落雷，變臺(tái)高壓避雷器動(dòng)作泄雷，此時(shí)留在避雷器的殘壓及接地體殘壓，有可能威脅到變壓器高壓側(cè)的絕緣性；因此，需將變壓器的外殼與高壓避雷器接地端連接，使變壓器高壓側(cè)絕緣只需承受避雷器的殘壓，從而保證變壓器高壓側(cè)絕緣的安全。這樣一來，變壓器外殼與接地體等電位，接地體上的殘壓通過配變的外殼將威脅到配變低壓側(cè)的絕緣，將配變低壓側(cè)中性線與接地體連接，使配變低壓側(cè)中性與外殼等電位，此時(shí)配變低壓側(cè)絕緣僅承受系統(tǒng)的低壓，從而保證配變低壓側(cè)絕緣的安全。即所謂的配變“三點(diǎn)共地”，如有加裝低壓避雷器、JP柜等，還需四點(diǎn)、五點(diǎn)共地。

防雷，也是IT系統(tǒng)僅限用于高危用戶內(nèi)部供電，無法推廣到易受雷擊影響的外部環(huán)境的主要原因。

③提高配電TT接地系統(tǒng)漏電的保護(hù)措施—應(yīng)用ITT新系統(tǒng)

綜上所述，綜合考慮了配電TT接地系統(tǒng)低壓線路人體是如何觸電、變壓器為什么要接地，尋找出一個(gè)方法，即能滿足防雷，又能保證人體觸碰到相線時(shí)，不觸電。即在配變中性點(diǎn)到接地體之間加裝一個(gè)低壓避雷器。形成了介于TT、與IT之間的ITT新系統(tǒng)，如下圖二所示：

圖2低壓避雷器加裝圖

通過加裝低壓避雷器后，系統(tǒng)變成TT、與IT之間的ITT新系統(tǒng)。當(dāng)體再次觸碰到相線時(shí)，電流沿人體、大地、變壓器接地體、低壓避雷器形成回路，回到變壓器，因避雷器電阻遠(yuǎn)大于人體電阻，大部分的電壓加在低壓避雷器上，加在人體的電壓經(jīng)實(shí)測為4-20V之間，此時(shí)流經(jīng)人體的電流在安全范圍，甚至在感知電流1mA以下。（相關(guān)參數(shù)：人體電阻1000Ω、低壓避雷器電阻5MΩ、低壓驗(yàn)電筆電阻50MΩ、萬用表電壓檔電阻50MΩ。因廠家設(shè)備不同、人體差異等原因及低壓線路對(duì)地電容電流的影響，以上數(shù)據(jù)略有差別。）

目前，官田供電所已完成坪山林場配變、黃坪配變、梧村#3配變等6個(gè)變壓器臺(tái)區(qū)的改造，取得以下成效：一是經(jīng)實(shí)測人體直接觸碰相線時(shí)，沒有感覺或有輕微電擊感覺；二是用電壓表測量相線對(duì)地電壓有200V左右，中性線對(duì)地電壓有10V左右；三是用節(jié)能燈連接大地與相線時(shí)，節(jié)能燈不亮。

4、ITT接地系統(tǒng)適用范圍及不良影響

①適用范圍

此運(yùn)行方式僅適用于在配電網(wǎng)TT接地系統(tǒng)中改造，重復(fù)接地的TN-S、TN-C等配電系統(tǒng)不能起到保護(hù)作用，或相線失地或零線失地時(shí)，也不能起到保護(hù)作用，原因?yàn)橐韵路矫妫?/p>

當(dāng)人體同時(shí)觸碰相線、中性線時(shí)起不到保護(hù)作用，原因同漏保。

同一個(gè)漏保出線，一人站地觸碰相線上、另一人站地觸碰零線時(shí)，兩人均會(huì)被電擊，且漏保無法跳閘，此種情況不如原TT接地系統(tǒng)，但發(fā)生概率較低。

不同漏保出線，一人站地觸碰相線上，另一人站地觸碰零線或其它相線時(shí)，兩人均會(huì)被電擊，兩個(gè)漏保均會(huì)跳閘（跳閘先后，取消于跳閘時(shí)間和電流設(shè)置），此種情況同原TT接地系統(tǒng)。

②不良影響

在配變中性點(diǎn)到接地體間加裝低壓避雷器后，在高壓側(cè)落雷時(shí)，配變低壓側(cè)絕緣將承擔(dān)多數(shù)低壓避雷器的殘壓，低壓避雷器殘壓峰值約為2000V，此殘壓經(jīng)一年多實(shí)踐證明，目前配變可承受。

5、ITT接地系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)要求

①圖2所示運(yùn)行方式在配電網(wǎng)TT接地系統(tǒng)中，相線失地或零線失地時(shí)，不能起到保護(hù)作用；因此，需加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)相線或零線失地。

②斷開圖2中常閉開關(guān)K1，找一戶三相表，測量A、B、C、N各相對(duì)地電壓，正常情況下A、B、C各相對(duì)地電壓為150V左右，中性線N對(duì)地電壓50--100V左右。受廠家設(shè)備差異、低壓線對(duì)地電容參數(shù)不同的影響，數(shù)值會(huì)有差異。當(dāng)發(fā)現(xiàn)A、B、C、N各相對(duì)地電壓有為0者，說明為0相失地，必須查找整改。若測量A、B、C、N各相對(duì)地電壓均不為0，并用節(jié)能燈連接相線及大地，節(jié)能燈不會(huì)亮，則表明無異常，需重新合上常閉開關(guān)K1。

③當(dāng)退出新的運(yùn)行方式時(shí)，合上圖2常開開關(guān)K2，使低壓避雷器短路，恢復(fù)原來的TT接地運(yùn)行方式。

結(jié)語

結(jié)合配網(wǎng)系統(tǒng)低壓作業(yè)、用電常見問題點(diǎn)、配網(wǎng)低壓接地系統(tǒng)分類和配電接地系統(tǒng)工作原理，對(duì)配電TT接地系統(tǒng)漏電的保護(hù)措施進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上提出配網(wǎng)ITT新接地系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)要求，以此來在最大程度上提高低壓配電系統(tǒng)的用電安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]關(guān)根志，張?jiān)?變壓器中性點(diǎn)和配電變壓器的保護(hù).高電壓工程基礎(chǔ)， 2003， 010324.