低压配电系统接地型式与剩余电流动作保护装置的应用研究

发表时间:2020/7/15   来源:《建筑实践》2020年2月第6期   作者:王源
[导读] 不同低压配电系统所用接地方式存在明显差别,主要体现在其使用范围有所不同和优异性等方面
        摘要:不同低压配电系统所用接地方式存在明显差别,主要体现在其使用范围有所不同和优异性等方面。为了使接地和剩余电流动作保护装置可以顺利完成自身基本任务,对相关工作人员而言,必须掌握和确定不同类型装置具有的特点,同时以现场的实际情况为依据,判断出需要使用何种装置。另外,还要按照相关规范提出的要求,对装置予以正确安装,确保剩余电流动作保护装置可以在各类接地系统当中稳定运行,始终处在良好的使用状态。
关键词:低压配电系统;接地;剩余电流动作保护装置
        根据以往相关经验,防护措施实施效果和配电系统的接地之间有着密切的关系。将漏电保护装置合理的安装于低压配电系统当中,能有效避免直接接触或者间接接触引起的触电事故,同时还能预防接地故障造成的电气设备损坏及火灾,其中的漏电保护装置实际上就是剩余电流动作保护装置。对低压配电系统而言,其接地主要有以下几种方式:TN式、TT式和IT式,不同接地方式对接线及RCD有着不同的要求。在对直接接触事故进行防护时,漏电保护装置仅仅作为一种补充性保护措施;在对间接接触事故进行防护时,以自动切断电源为主要防护措施。当采用安装漏电保护装置的方法时,需要与电网所用接地方式良好契合。
1 TT接地
        TT接地是指电源的中性点进行直接接地,将中心线引出,是典型的三相四线制。这一接地方式的主要特点为设备外露可导电部分通过PE线和大地直接相连,由于各设备外露可导电部分分别接地,所以不会产生相互干扰,并且与电源端接地点也没有关联。因接入系统中所有设备的外壳均采用独立PE线和大地相连,所以在整个过程当中均不会产生电磁联系,对信息传递没有任何影响。基于此特点,该接地方式可在精密仪器设备当中使用,能有效防止故障电压通过PE线进入到其它没有发生故障的部位。当设备外壳带电时,采用接地保护措施,能极大的降低触点危险。然而,自动开关并非一定可以跳闸,使漏电设备外壳和大地之间的相对电压远超安全电压,是典型的危险电压。如果漏电电流相对较小,则熔断器可能不熔断,此时要采用RCD,将其作为避免触电发生的有效措施,使设备的外壳按照就近原则进行接地[1]。
2 IT接地
        该接地方式是指电源的中性点和大地之间不采用直接相连的措施,而是通过电阻相连;设备外露导电部分采用保护接地线和接地极之间相连。采用这一接地方式时,可针对具体导电部分进行RCD的安装来提高保护性。
3 TN接地
        该接地方式是指对电源的中性点进行直接接地,设备外露导电部分采用保护线和接地点之间进行连接。若按照中性点与保护线具体组合方式,还可以将该接地方式分成以下三种:
        (1)TN-C:对于该接地方式,其中性线与保护线是一个整体,属于典型的三相四线制,因使用时三相负载实际分配可能不均衡,所以会使零线有不平衡电流,产生对地电压。基于此,将保护线连接于设备外壳时,难免附带一定电压。若零线处在断线的实际状态,则可以使采用保护接零方式的漏电设备,其外壳带有一定程度的电压;若电源相线和大地之间接触,则设备外壳电位将有所升高,导致中性线存在的危险电位不断蔓延。在干线安装RCD以后,零线以后每个重复接地都应拆除,否则会使漏电开关不能正常工作,并且在任意一种情况下均要有效保证,避免工作零线处在断线的实际状态。

为实现上述目标,需在施工中对中性线进行必要的重复接地。根据该接地方式具有的特点,适用于三相负载基本保持平衡的实际状态,如果三相负荷未能达到平衡,或仅为单相用电,则PEN线实际电位将明显升高,导致这一区域实际电压比安全额度电压高出很多,增大了实际的触电风险。处于正常工作状态时,该电压保持在安全限度范围内,对系统正常运行没有太大影响,相应的安全风险很低。而倘若PEN断线或产生短路故障,将使电压急剧升高,超过安全电压范围,因系统中PEN相互连通,所以实际的故障电压将通过PEN线蔓延至其它区域,导致电气设备产生连带故障。另外,因系统将PEN线作为主要设备接地方式,所以由于存在以上隐患,容易产生安全事故。基对此,对该接地方式安装RCD,需要对设备中可导电的外壳进行独立接地,以此形成局部与TT接地方式相似的系统,或直接改造成其它类型的系统[2]。
        (2) TN-S:对于该接地方式,中性线和保护线相互分开,为三相五线制,中性线和PE线仅仅在变压器当中的中心线实施共同接地,而其它区域均分开设置,采用PE线进行连接的设备,其外壳若处在正常运行状态,则不会带电。基于此,该系统安全性与稳定性均相对较高。内部在正常工作时,如果系统处在正常的状态,则在保护线范围内不会产生电流,只是在零线处产生一定不平衡电流,在这种情况下,PE线将没有电压,所有和PE线连接的设备外壳,均处在安全的状态,零线不再承担过多的电流传输[3]。设备正常使用时,保护线不能产生断线,为了使系统能够正常和稳定的运行,需要对漏电开关进行专门的设定,通常个情况下可以对应一定干扰,避免产生误判。为了使系统正常使用过程中安全系数始终处在良好状态,干线需安装漏电保护装置,并对零线不能进行重复性接地,因PE线在实际工作过程中有重复接地的情况,所以可在干线上进行漏电保护装置的安装,用于减少和避免干扰。因施工中有良好平稳性与安全性,所以该接地型式通常用于民用建筑。因保护线与零线采用分开布置方式,各自进行相应的任务,当系统处在正常的运行状态时,不会有负荷电流从中通过,而当产生接地故障时,会带电位。可见,在正常使用情况下,不会对保护线与其所连接的设备造成电磁干扰,能有效提高系统自身平稳性,延长设备实际使用寿命[4]。
        (3)TN-C-S:该接地方式为三相四线制,其主要特点在于工作零线与保护线相连接,这样会产生一定不平衡电流,需对电气设备实施接零保护,避免对零线电位造成影响。若保护线上午电流,则这一段导线将不存在电压,通过对这一接地方式的使用,能降低设备外壳和大地之间的相对电压[5]。
4 结语
    综上所述,在实际工作中需要在掌握保护技术与配电系统基本特点的基础上,防止系统出现诸如重复接地等常见的错误,并切实加强实际的安全管理工作,从根本上提高安全水平,避免事故的发生。
参考文献:
[1]连玉英.低压公用电网TT接地型式及漏电开关上下级配合[J].电气开关,2019,57(01):89-90+95.
[2]杨振尧.施工现场用电低压配电系统接地型式的选择[J].建筑电气,2017,36(10):146-152+255.
[3]任佩佳,邵文平,姜旭,董柏屹.石油化工生产装置低压系统接线及接地型式[J].当代化工,2016,45(11):2642-2645.
[4]谢炜,苏立康.进出建筑物电缆接地应区分配电系统接地型式[J].建筑电气,2016,35(10):118-119.
[5]张建春.大型游乐设施低压配电系统接地型式存在的问题及解决方案[J].中国特种设备安全,2016,32(05):58-60.
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