基于低壓配電接地方式分析及故障保護防范

姚偉斌

摘要：低壓配電的接地方式具有一定的復雜性，選擇的接地形式和接地故障保護具有相應的一致性。設計規(guī)劃人員需要根據(jù)實際情況選擇合理的低壓配電接地系統(tǒng)，并且需要對接地方式進行專業(yè)的設計分析，以減少未來觸電和火災等情況發(fā)生，提高用電安全，保護生命財產(chǎn)。對低壓配電接地方式進行了詳細的介紹，對不同接地方式提出了一些故障防護措施。

關鍵詞：低壓配電；接地方式；故障保護；措施；分析

保護接地和保護接零能有效的防范間接觸電。按不同的模式低壓配電接地方式分為TN系統(tǒng)、IT系統(tǒng)以及TT系統(tǒng)，下面將對各個系統(tǒng)進行詳細的闡述。

1 低壓配電接地方式介紹

1.1 TNN系統(tǒng)

（1）TN-C系統(tǒng)。TN-C系統(tǒng)中保護零線和工作零線具有共用的特點，當電器設備的相線和外殼發(fā)生接觸故障時，故障電流會經(jīng)過中性線進一步回流到接地線中，發(fā)生故障時的電流比較大。TN-C系統(tǒng)在三相負荷平衡的場所使用的較多，并且使用的效果較好，故障發(fā)生率比較小，相關人員將TN-C系統(tǒng)用在三相負荷不平衡中的場所發(fā)現(xiàn)，保護零線中會有不平衡的電流出現(xiàn)，導致電器設備的外殼帶電，可能對人們的生命安全造成一定的傷害，讓保護零線再一次接地可以使接地的電壓降低。（2）TN-S系統(tǒng)。TN-S系統(tǒng)中保護零線和中性線是互相分開的，具有獨立性的特點，當電器設備的相線和外殼發(fā)生接觸故障時，短路的電流比較大，當中性線處于斷開狀態(tài)時，三相負荷出現(xiàn)不平衡的情況，中性點的電位逐漸增高，但此時電器設備的外殼和保護零線并不帶電，電器設備可以正常的運行，為人們和各行業(yè)提供充足的電能。（3）TN-C-S系統(tǒng)。此系統(tǒng)的接地系統(tǒng)包括TN-C系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)兩種，為兩者的合并體。當電器設備的外殼與相線發(fā)生接觸時，出現(xiàn)的故障同TN-C系統(tǒng)的故障相同。當中性線處于斷開狀態(tài)時，出現(xiàn)的故障同TN-S系統(tǒng)的故障相同。保護零線可以再次接地，工作零線不能多次接地，這種情況使同保護零線相連接的電器設備外殼不會帶電，電器設備可以正常的運行，出線故障的問題較少，并且對人們的生命安全不會造成影響，從而可以為人們提供比較安全的電能。

1.2 ITT系統(tǒng)

IT系統(tǒng)中的變壓器中性點一般情況下不能接地，如果有特殊要求須使用高阻抗接地的方法進行接地，并且此系統(tǒng)中沒有工作零線，僅有線電壓沒有相電壓。不同電器設備的保護零線各自接地。IT系統(tǒng)的供電距離比較短時，供電的可靠性和安全性均較高，IT系統(tǒng)只有一相接地的情況下，單相電對地泄漏的電流比較小，對電源的電壓平衡狀態(tài)不能造成任何的破壞，此系統(tǒng)使用于要求連續(xù)供電的場所。如果IT系統(tǒng)的一相接地出現(xiàn)故障問題時，可以使用熔斷器將接地的一相進行切斷，但是其他相可以正常進行供電，并且電器設備有接地保護措施。當單相絕緣被破壞時會觸碰到電器設備的外殼，使電器設備的金屬外殼帶電，工作人員接觸金屬外殼可以有效的減少觸電事故。其主要原因是電流有兩條并聯(lián)的電路進行流通，其中一個通過接地線接入大地中，另外一個通過人體，人體電阻比接地電阻大很多。為此絕大多數(shù)電流通過接地體流入大地中，僅有一小部分電流通過人體，通過人體的電流沒有達到人體的安全電流，可以減少觸電事故發(fā)生，使電器設備正常運行。

1.3 TTT系統(tǒng)

TT系統(tǒng)的中性點為直接接地，保護接地則從設備外殼單獨直接接地，此系統(tǒng)適用于一些對接地有特定要求的地方。例如電力煉鋼、比較重要的手術室和實驗室、地下礦井以及相關坑道指揮場所等，TT系統(tǒng)對電器設備的耐壓要求比較高。除此之外，因為TT系統(tǒng)的中性點直接接地，當中性點直接接地系統(tǒng)出現(xiàn)單相接地的情況時，通過接地中性點會出現(xiàn)單相短路的現(xiàn)象，并且會產(chǎn)生較大的短路電流，使用保護單元可以將單相接地的線路進行快速切除，對TT系統(tǒng)中其他部分不會產(chǎn)生影響，其他部分正常運行。

2 低壓配電接地系統(tǒng)故障的保護措施

2.1 TNN系統(tǒng)接地故障保護

其一，接地故障保護對時間的要求。如果在TN系統(tǒng)中發(fā)生單相接地的故障時，因為回路的阻抗能力比較弱，導致短路的電流較大，需要馬上切除故障。對電器設備進行保護之前，短路電流在中性線和保護零線上壓力會有所下降，電器設備的金屬外殼會出現(xiàn)帶電的情況。中性線和保護零線的阻抗占故障線路總阻抗的比例較大，產(chǎn)生的電壓超過了安全電壓，并且電壓還可以順著中性線和保護零線傳到一些沒有出現(xiàn)故障的電器設備的金屬外殼上。為了防止人們接觸到出現(xiàn)故障的電器設備的金屬外殼上，保護設備需要立即對已經(jīng)出現(xiàn)故障的線路進行馬上切除，從而對保護設備的開斷時間有嚴格的要求。配電主線和只供給固定式用電設備的末級配電線路的時間需要在4s之內，手握式和移動式的電器設備的末級配電線路的時間要在0.5s之內。其二，TN系統(tǒng)漏電保護措施。通常情況下會使用過電流保護的方法，如果過電流保護的方法不能滿足相關要求時可以使用零序保護的方法，零序保護方法的整定值應該避開線路的最大不平衡電流。此種方法在變壓器低壓側出線處單相接地故障時使用的較多，對于手握式和移動式的電器設備的供電線路，為了控制中性線和保護零線的電壓流向需要在電器設備上安裝漏電電流保護裝置，采取保護措施的電器設備的金屬外殼需要使用單獨接地的方法。

2.2 ITT系統(tǒng)接地故障保護措施

在IT系統(tǒng)中首次出現(xiàn)接地故障時，因為單相接地故障的電流比較小，所以在發(fā)生故障時可以正常進行供電，不進行切除操作，但是需要對其進行監(jiān)測，如果一旦出現(xiàn)任何其他情況可以發(fā)出報警信號，從而立即切斷出現(xiàn)故障的線路。IT系統(tǒng)的外漏可導電部分可以使用同一接地極接入地下，當外漏可導電部分使用單獨接線并且第二次發(fā)生故障時，需要在要求的時間內進行切除。

2.3 TTT系統(tǒng)接地故障保護措施。

當TT系統(tǒng)接地出現(xiàn)故障時對其電流不能進行準確的計算，但是TT系統(tǒng)的接地故障電流比較小，過電保護方法的靈敏度不能滿足要求，需要使用漏電保護器進行保護。同時TT系統(tǒng)線路中保護電器外漏導電部分需要使用保護零線接到接地極上，接地的電阻要在25Ω之內。

3 結束語

本文對低壓配電的接地方式進行了詳細的分析，并且對不同接地方式的故障保護措施進行了說明，設計部門可以參考上述內容進行防范和改正，從而為人們提供更好的電力服務。

參考文獻

[1]葉吝雄.低壓配電系統(tǒng)接地方式研究[J].科學與財富，2015（6）：324-324.