低压电气接地故障及其防护措施探讨--中国期刊网

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低压电气接地故障及其防护措施探讨

发表时间：2020/8/19 来源：《基层建设》2020年第10期作者：刘海军

[导读] 摘要：接地故障是造成电机事故和电气火灾的主要原因，会对相关施工人员的人身生命安全造成严重威胁。

        广东国华粤电台山发电有限公司 529228
        摘要：接地故障是造成电机事故和电气火灾的主要原因，会对相关施工人员的人身生命安全造成严重威胁。本文从现阶段低压电器接地故障类型出发并分析出现故障的主要原因，提出相应的防护措施，旨在进一步完善接地故障保护系统，尽可能降低电机事故和电气火灾发生的几率，从而保障施工人员的生命健康。
        关键词：低压电气；接地故障；防护措施
        引言
        在工程中的低压配电系统，若在运行期内出现线路绝缘破损、异物进入或由于外力破坏引发了短路问题，统称为接地故障。这些问题在电器接地故障发生后，原系统中不带电的外漏可导电部分会逐渐形成电压，若与人体发生接触便会导致触电事故的发生，正因如此，要根据系统的基本形式以及所使用的电气设备型号，尽可能做好低压接地故障防护工作，从而保障低压电气接地故障的发生几率能够大大减小。
        1接地故障的发生原因以及危害表现
        在供配电系统中主要出现两个接地问题，这两个问题需要相关工作人员对其进行处理，首先是系统中电源端带电导体的接地，例如变压器、发电机等中性电的接地，将其统称为系统接地。其次是负载端电器装置外漏导电部分的接地，将其统称之为保护接地。而接地故障本就是指相线、中性线等带电导体与地之间形成短路，这里的地是指大地或与地相连的电器装置中的导电部分，当电气装置的绝缘部位受到破坏时便会发生接地故障，导致原本不带电的金属外壳出现电压，造成间接接触电击，严重威胁相关人员的生命安全，使其陷入较大的危险当中。同时，火灾电器发生次数远比其他各类原因，火灾的发生次数更高居于火灾发生原因首位，在电气火灾中大多都是由于电气短路所引起的，接地故障引起的对地电弧和电火花是最常见的电气短路起火原因，比其他导体相间发生几率高出许多。正是由于在进行电气线路施工过程中带电导线绝缘外皮会受到摩擦，由于摩擦频繁而出现损坏，若突遇雷雨天气雷击时，电缆梯架内的线路绝缘承受瞬态过电压冲击，则容易造成绝缘损坏。正因如此，从机械上和电的原理上分析，在发生接地故障时，其概率比带电导体间的短路故障概率要高出许多。同时线路对地的绝缘水平要比带电导体间的绝缘水平低，若发生接地故障所产生的电弧要大于带电体之间所产生的电弧则会加大，火灾的发生几率高，容易产生危险，对人们的生命健康和财产安全造成严重的不利影响。
        2低压电气接地的基本形式
        2.1TN系统
        在TN系统的内部及电源端通常会有直接接地的一点，大多将中性点作为接地点电器装置外漏的可导电部分，对中性导体进行相应的保护，也可以选择实现导体和中性点之间的连接IEC标准要根据N线PE线连接的要求进行重新组合，其主要组合形式分为三种，分别为TN-S系统、TN-C系统、TN-C-S系统。在TN-S系统内，N线、PE线分别为独立运行的两条线，在正常运行期间所专用的P线和地面之间并不存在电势差，因此主要利用专用PE线实现电气设备外壳保护操作，使用这一方法能够为系统赋予相应的安全性。在独立运行的变配电所内被大范围应用。TN系统与其他低压配电系统相比较起来，较有自身独特优势之处，正因如此在进行相关接地故障保护研究时，要将这一配电系统的特长充分发挥出来，并有针对性的进行深入研究，只有这样才能够把握好系统特征有切入点的进行故障保护措。通过深入研究可以发现在该系统中的回路阻抗与其他系统相比起来更小，而阻抗小则意味着它的短路电流大，若发生故障进行故障切除和相关保护设备动作前，短路电流会在PE线上产生降压。除此之外，该线上的电位会沿着线路进行传播，这表明一些连接在同一线路上的非故障设备金属外壳同样会产生电位，若人体接触后则容易发生触电事故，因此，要在保护设备时快速且准确的切除故障线路，不仅保护配电系统和输电线路，同时在最大程度上降低安全隐患的发生。

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        2.2IT系统
        IT系统是除了TN系统外另一个较为特殊的系统。首先要先对IT系统进入深入调查和了解，并分析该系统的特色以及应用优势，能够发现IT系统的主要特点体现在电源中性点不接地这一点上，同时系统中几乎所有设备直接外漏部分都会进行直接接地处理，或是选择较大阻抗的点进行直接接地，由于本系统运行特点与其他系统大不相同，系统的可使用情况少使用面窄，大多是三厢三线致电路。在相应的客观环境下，设备一旦发生故障，设备外壳所带电压也是远远小于安全电压的，这表明IT系统的实际工作原理是当设备故障发生后，借助接地装备的辅助作用落实对电流的分流，正是由于接地装置的电阻比人体电阻大，若发生故障，则多数接地电流都会被接地装置的电阻净分流而无法流入人体，这表明可以对人体实行一种安全保护作用。然而现阶段多数环境条件较差，且对电力持续性要求较高，多数场合所使用的供电系统多为IT系统，正是由于IT系统的安全系数高，安全性能好，且优势独特，因此其应用范围越来越广。
        3低压电气接地故障保护措施
        3.1接地故障火灾预防
        在建筑物电源总进线处要设置好用于防火的剩余电流保护器。在传统的低压电气设备装置中只强调在建筑物电源总进线处设置具有过载和短路保护的开关，却并未重视电源配电箱前要设置切断火线和中性线的四极开关和剩余电流保护器。只有这样才能保障检修电路时设备以及相关工作人员的生命安全。在相关标准中已作出明确规定，在建筑物电源总进线处要安装好剩余电流保护器，从而对整个建筑物起到相应的防火作用，预防火灾的发生，同时这也是尽可能防止人身电击危害而设置好的第二道生命防线。除此之外，在建筑物内的电器装置处要安排好总等电位连接。能防止TN系统电源线路中的PE和PEN线传导引入的故障电压，从而造成的电机事故。尽可能消除电位差电弧的发生，防止接地故障所引起的电气火灾危害，尽可能减少火灾对人身生命安全和财产安全所造成的负面影响。最后要提高和保障电气装置内PE、PEN线的连接质量和连接端的可靠连接，绝不允许在日常中出现松动，一旦出现松动情况，便要立即提出相应的解决措施，防止安全问题的发生。
        3.2强调未接地系统故障保护措施的落实
        固体接地本就是在工作过程中较为常见的系统之一，主电源变电站中性线与地下低电阻装置、埋入式分布网互相连接，顺延电力线路间隔若干个极点与地桩连接。在一般的质量条件下，过对比接地桩、接地电流能够发现额外接地路径的总接地电阻有着较高的可靠性，这一类型的低接地电阻MEN连接为系统提供运行所需要的高故障电流来保障作业效率。同时，低电阻接地对地电位上升有着一定的限制作用，尽可能规避触摸电位接地定位故障，从而固体接地在低压超过1000V的中压系统中是一种采用较为频繁的防护手段。电阻接地过低符合漏电保护的相关规定，如果故障电流较低则会阻碍早期漏电检测工作顺利进行，严格秉承相关施工要求进行，平衡剩余电流装置在漏电检测中的应用力度，一方面满足现代检测要求，同时高灵敏度优势满足接地抗阻施工的相关要求。
        结语
        现阶段我国所实行的低压配电系统设计规范等相关条例都对接地故障保护提出了严格要求，要强调安全用电，防止人身间接电机以及电气火灾、电路损坏等事故起到了相应的积极作用。同时，要不断提高系统安全性，减少因接地故障所引起的电击、火灾事故。
        参考文献：
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        [2]王丹丹.低压电气接地故障及其防护措施[J].工程建设与设计，2020（05）：44-46.
        [3]罗宇辉.低压配电系统中接地故障保护分析[J].科技展望，2016，26（27）：94.
        [4]胡巧华.电气低压配电中接地系统的选择及故障保护[J].科技创新与应用，2015（34）：191.