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低壓配電系統(tǒng)接地是一項復雜、事關安全的工程,接地形式與接地故障保護息息相關,有關技術人員一定要按有關國家標準、規(guī)范執(zhí)行,做到概念清楚、具體分析、準確把握,才能有效地防止觸電和火災發(fā)生,提高安全用電水平。 低壓配電接地系統(tǒng)是配電系統(tǒng)中很重要的組成部分,能否正確選用直接影響到整個系統(tǒng)的可靠性和安全性。20世紀90年代我國制定和修訂了有關電氣技術規(guī)范、標準,基本上等同IEC標準。但是,目前建筑電氣設計和施工中仍存在接地形式混亂、接地做法欠合理、剩余電流保護器(RCD)接線錯誤等問題,電氣事故時有發(fā)生。1低壓配電系統(tǒng)接地形式1.1IT系統(tǒng)電源端帶電部分不接地或經(jīng)高電阻、電抗或阻抗接地,而用電設備外露導電部分直接接地。IT系統(tǒng)供電的可靠性高、安全性好,適用對不間斷供電要求高的某些場所,如重要的連續(xù)生產(chǎn)裝置,尤其適合于礦井井下。近幾年逐步應用于大醫(yī)院手術室等重要場所的動力和照明系統(tǒng)。1.2TT系統(tǒng)電源中性點直接接地,電氣設備的外露導電部分接至與電源中性點接地無電氣聯(lián)系的接地極上。該系統(tǒng)中性線N和PE線沒有電的聯(lián)系,在正常運行時,N線帶電情況下,PE線不會帶電。TT系統(tǒng)可適用于用電設備容量小且很分散的農(nóng)村居住區(qū)。個別城市由公用低壓線路供電的用戶按供電部門的規(guī)定采用TT系統(tǒng)。1.3TN系統(tǒng)電源有一點直接接地,受電設備的外露可導電部分通過保護線與電力系統(tǒng)接地點連接。按中性線與保護線組合情況,又可分為以下3種形式。(1)TN-S系統(tǒng)整個系統(tǒng)的中性線(N)與保護線(PE)是分開的。系統(tǒng)正常運行時,專用保護線上沒有電流,只是中性線上有不平衡電流。PE線對地沒有電壓,所以電氣設備金屬外殼接地保護是接在專用的保護線PE上,安全可靠。通常建筑物內(nèi)設有獨立變配電所時采用該系統(tǒng)。(2)TN-C系統(tǒng)整個系統(tǒng)的中性線與保護線是合一的。如果三相負載不平衡,N線上有不平衡電流,在線路上產(chǎn)生一定的電位差,與保護線所連接的電氣設備金屬外殼對大地有一定的電壓。TN-C系統(tǒng)只適用于三相負荷基本平衡、有專職電工負責維護的工業(yè)廠房。(3)TN-C-S系統(tǒng)系統(tǒng)中有一部分保護線與中性線是合一的,當PE線與N線從某點(一般為進戶處)分開后就不能再合并,且N線絕緣水平應與相線L相同。該系統(tǒng)一般用在建筑物電源由區(qū)域變電所引來的場所。2接地故障保護為了防止人身間接電擊及電氣火災、線路損壞等事故,還應設置能自動切斷故障電路的保護措施,即接地故障保護。接地故障保護電器的選擇應根據(jù)配電系統(tǒng)的接地形式(TN、TT、IT系統(tǒng)),移動式、手握式或固定式電氣設備使用的使用情況,以及電氣回路中保護線截面確定。在電氣裝置或建筑物內(nèi),不論采用何種接地系統(tǒng),都要實施總等電位聯(lián)結??偟入娢宦?lián)結的作用是使各外露導電部分與地面的電位趨于接近,不存在電位差,從而降低接觸電壓,另外還能消除或降低自外部導入的危險電壓。2.1TN系統(tǒng)的接地故障保護TN系統(tǒng)配電線路接地故障保護的動作特性應符合下式:SIa≤Uo式中ZS接地故障回路阻抗(Ω);Ia保證保護電器在表1規(guī)定的時間內(nèi)自動切斷故障回路的電流(A);Uo相線對地標稱電壓(V)。可認為符合表1要求。TN系統(tǒng)的接地故障多為金屬性短路,故障電流較大,可利用作過負荷保護和短路保護的過電流保護電器(熔斷器、低壓斷路器),兼作接地故障保護。但在某些情況下,如線路長、導線截面小的情況,過電流保護電器常不能滿足表1要求,則應采用漏電保護器作接地故障保護。2.2TT系統(tǒng)的接地故障保護TT系統(tǒng)配電線路接地故障保護的動作特性應符合下式sIa≤50V式中RA外露導電部分所接接地極和PE線電阻之和(Ω);Ia保證保護電器切斷故障回路的動作電流(A)。由于TT系統(tǒng)的故障電流不易準確計算,長延時過電流保護Ia值實際上難以確定,而TT系統(tǒng)的故障電流較小,過電流保護難以滿足靈敏度要求,因此TT系統(tǒng)中應采用漏電保護器作接地故障保護。2.3IT系統(tǒng)的接地故障保護IT系統(tǒng)發(fā)生第一次一相接地故障時,故障電流為另兩相對地電容電流的相量和,故障電流很小,外露導電部分的故障電壓限制在50V及以下,不需要中斷供電,只需設置絕緣監(jiān)視裝置進行聲光報警,以便盡快排除故障。第一次接地故障時保護電器動作特性應符合下式AId≤50V式中RA外露導電部分所接接地極的接地電阻(Ω);Id發(fā)生第一次接地故障時的故障電流(A)。當發(fā)生第二次異相接地故障時,當IT系統(tǒng)外露導電部分為單獨接地,其防電擊要求和TT系統(tǒng)相同;若外露導電部分為共同接地,其防電擊要求和TN系統(tǒng)相同。3典型錯誤實例分析3.1TN系統(tǒng)中TN-C-S、TN-S接地形式混淆某廠區(qū)采用TN系統(tǒng)配電,低壓電纜從變電所引出至各廠房,采用了TN-S接地形式,即引出五線,各單體建筑的進線處未設重復接地。這種做法違反了《民規(guī)》JGJT16-1992第14.5.3.1款的規(guī)定(注意只有距接地點在50m之內(nèi),才能這樣做)。也有的設計同樣采取TN-S系統(tǒng),在單體進線處設PE線重復接地,雖然沒有違反規(guī)范,但是從設計合理性上講,筆者認為不可取,多用了一根線,應該采用TN-C-S形式,即三相四線,單體進線處作PEN線重復接地。3.2剩余電流保護器(RCD)接線錯誤 TN系統(tǒng)中總電源進線處,應在裝漏電保護裝置前,PEN線嚴格分成PE線和N線,N線要和相線一起穿過RCD的電流互感器。若保護線PE接在漏電保護的負載側,當發(fā)生接地故障時,因整個回路均穿過漏電保護裝置,檢測不出剩余電流,漏電保護裝置不動作。同時漏電保護裝置的負載側不能設置重復接地,如有重復接地,部分正常負荷電流將流經(jīng)大地,對剩余電流動作保護器形成剩余電流而使其在無故障情況下發(fā)生誤動作。對TT系統(tǒng)裝設漏電保護裝置時,要認真檢查線路上重復接地設施。在漏電保護裝置的負載側不能設置重復接地,否則將造成漏電保護裝置的誤動和拒動。筆者設計的某辦公樓,TN-C-S接地系統(tǒng),交付使用后,用戶反映總電源進線斷路器經(jīng)常無故跳閘,有人懷疑漏電保護裝置300mA動作電流值是否太小,抑或延時0.5s太短。筆者認為以上原因可能性不大,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是RCD接線錯誤。還有的出現(xiàn)類似問題后不細查原因,干脆甩掉漏電保護裝置,其防止電氣火災的功能就無法實現(xiàn),留下用電安全隱患。3.3低壓配電系統(tǒng)前、后接地形式不一致某住宅小區(qū),住宅樓內(nèi)系統(tǒng)設計均采用TN-C-S形式,而小區(qū)變電所是由供電部門設計建造,按TT系統(tǒng)供電,則變電所TT系統(tǒng)的安全保護措施難以適應,系統(tǒng)不能正常工作。在做住宅小區(qū)設計時,設計人員要先弄清楚整個小區(qū)供電方式,如果是由供電部門以低壓供電,就應按供電部門的要求采用接地系統(tǒng),與當?shù)氐慕拥叵到y(tǒng)協(xié)調(diào)一致,否則后果不堪設想。
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