摘 要:低壓配電是一項關于電力系統(tǒng)的復雜工程,因為其接地的形式和安全關系到人們日常的生活,只有正確的處理好低壓配電的接地保護,才可以有效的防止觸電和火災的發(fā)生,提高安全用電,因此文章分析了低壓配電的接地保護。
關鍵詞:低壓配電;配電系統(tǒng);接地保護
隨著我國生活水平的提高和經(jīng)濟的發(fā)展,電能已經(jīng)是人們日常生活和工業(yè)生產中基本的不可替代的能源,所以,如果電能的接地保護措施等等不完善的話,就會引發(fā)各類的電氣事故,其中最引人關注同時也是最容易被忽視的是觸電。保護接地就是防止觸電的最基本的措施。
1 低壓配電的接地方式
電源的接地稱之為系統(tǒng)的接地,而電源負載的接地我們稱之為保護接地,按照國際的標準,接地的系統(tǒng)分為:IT系統(tǒng)、TT系統(tǒng)、TN系統(tǒng)三種。
1.1 IT系統(tǒng)
這個系統(tǒng)適用的范圍多是環(huán)境條件沒有那么符合電源理想的,容易發(fā)生火宅等高危的場所,例如紡織廠、棉花生產加工等以及電纜沒有那么完善的農村地區(qū),但是這個系統(tǒng)不能裝斷零保護,所以導致在系統(tǒng)工作中容易電位不固定,也不應該設置零線的重復接地。
1.2 TT系統(tǒng)
TT系統(tǒng)的示意圖見圖1。這個系統(tǒng)的特點是保護接地和接地制,因為其電源的中性點直接與地面接觸,用電的金屬外殼與電源接地點無關的接地級。
如果當配電系統(tǒng)中有較大的用電設備時,線路的環(huán)境容易造成接地線或者是零線的斷裂,從而使得電路短路或者是電位升高,所以有電氣設備外殼的不適宜接零采用TT系統(tǒng),這個系統(tǒng)適用于農村住宅區(qū)以及民用建筑的場所,因為這個的系統(tǒng)的負荷端口和線路的開端都要配置好漏電的開關,并且要在線路的末端裝有斷零的保護,才有可能使得整個配電系統(tǒng)完善。
圖1 TT系統(tǒng)示意圖
1.3 TN系統(tǒng)
TN系統(tǒng)的電源中性點接地,用電設備的金屬外殼與中心點連接,這種方式稱為保護接零或者是接零制,按照一定的組合方式,TN系統(tǒng)又分為三種組合形式:
1.3.1 TN-C系統(tǒng)
這個系統(tǒng)稱為三相四線制的系統(tǒng),工作零線和保護零線通用,系統(tǒng)簡單結構圖如圖2所示。
圖2 TN-C系統(tǒng)示意圖
優(yōu)點:這個系統(tǒng)的實現(xiàn)可能性比較大,在設備的初期投入比較低,而且當故障電流過大的時候,會及時切斷電源,保證人員的生命安全,對于配電系統(tǒng)起到了一個完整的作用。
缺點:線路中負荷不平衡,所以對PEN中有電流或者是電流不穩(wěn)定的時候,會對精密度比較高的敏感的電子設備不利,而且當故障發(fā)生的時候有可能會使得故障擴散,又由于裝置RCD,所以不能及時有效對設備和人身進行保護。
1.3.2 TN-S系統(tǒng)
這個系統(tǒng)稱為三相五線制度的系統(tǒng),工作零線N與保護PE是完全分開的,系統(tǒng)簡單結構圖如圖3所示。
圖3 TN-S系統(tǒng)示意圖
優(yōu)點:這個系統(tǒng)的PE線不會通過負荷的電流,所以可以用于精密度高的設備,同時也適用于一定的危險現(xiàn)場,在一般的民用住宅中,采用這個系統(tǒng)也是比較安全和方便的,但是如果是在電源短路的容量比較低的情況下,需要采用RCD對人身安全和財產進行保護,防止發(fā)生短路引起的火災。
缺點:因為增加了配電系統(tǒng)中的一條線,相應的投資就會比較高,而且短路的時候對故障的電壓較高。
1.3.3 TN-C-S系統(tǒng)
這個系統(tǒng)稱之為局部的三相五線制系統(tǒng),因為其保護零線局部通用,系統(tǒng)簡單結構圖如圖4所示。
圖4 TN-C-S系統(tǒng)示意圖
1.4 設計要點
TN-C適用于便于攜帶的用電設備,兼且不必接零的工業(yè)企業(yè);TN-S適用于工業(yè)的企業(yè)、大型的民用建筑;TN-C-S適用于新建的住宅小區(qū)。
TN-C/TN-S/TN-C-S正常運行的時候,零線的電位可能達到了50V以上,TN-C外殼的電與工作零線的電相同,TN-S外殼電為零,TN-C-S外殼電位等于零干線的電位。
2 低壓配電系統(tǒng)保護
2.1 低壓配電系統(tǒng)中的接地類型
2.1.1 工作接地:為了保證電力設備的正常運行而進行的配電,我們稱之為工作接地,而中性的點直接接地的系統(tǒng),就是變壓器的中性點接地。
2.1.2 保護接地:為了保證人身的安全,同時防止觸電,這個時候的保護配電稱之為保護接地,有兩種表現(xiàn)形式:一種是設備可以導電部分外露的情況下通過接地的保護線分別接地,一種是外露的導線部分經(jīng)過公共的保護線進行接地。
2.1.3 重復接地:為了保證接地的穩(wěn)固性和安全性,所以還要在除了保護線之外的電流處進行接地,稱之為重復接地。
2.1.4 保護接中性線:在一般家用的低電壓的系統(tǒng)里面,有種保護接零,就是將電氣設備的金屬外殼與中性線連接,這種也稱之為低壓保護接線,這種對系統(tǒng)的整體運行和設備的保護起到了關鍵性的作用。
2.2 接地系統(tǒng)的選擇
選擇接地系統(tǒng)的時候也是保護低壓配電系統(tǒng)的一大重點,因為只有根據(jù)電氣的主要設備、運行的條件、和維護的要求等等,因地制宜的選擇接地系統(tǒng),才可以對配電系統(tǒng)維持最好的保護。
首先應該要將人身安全作為最高的守則,因為三種接地系統(tǒng)的選擇都可以用于同一個系統(tǒng)之中,但是必須要遵守適用性的法則,要弄清楚用戶的需求和環(huán)境的資源,還要考慮后續(xù)的維護維修服務,同時最重要的是是否有火災的危險。
2.3 系統(tǒng)選擇及應用
通常按照如下方式選擇:對于配電系統(tǒng)的運行有著高要求的場所,應該選擇的是IT系統(tǒng)。對于配電系統(tǒng)運行沒有那么高要求的場所,在沒有合適的系統(tǒng)選擇的時候可以選擇TT系統(tǒng)或者是TN系統(tǒng),以此來保障人身的安全和設備。對于配電系統(tǒng)連續(xù)性要求不高但是要維護設備的場所,應該選擇TN-S系統(tǒng),這個系統(tǒng)方便快速的維護維修。對于配電系統(tǒng)的連續(xù)性比較低或者是不需要維護的相對簡單的場所,可以使用的是TT系統(tǒng)。在火災等高危的場所,可以選擇的是IT系統(tǒng),因為有相關的人員維護,或者是TT系統(tǒng),因為可以使用RCD保護裝置。
特殊電網(wǎng)和負載的選擇:對于配電系統(tǒng)線路比較長的,電流比較大的裝置,可以選用TN-S系統(tǒng)。如果是有備用的電源的配電系統(tǒng),可以選用TT系統(tǒng)。對于配電系統(tǒng)中故障電流比較強的或者是比較敏感的機器設備,應該選用的是TT或者是IT系統(tǒng)。對于絕緣能力比較差的電子輸送設備端口,應該選用的是TN-S系統(tǒng)。
3 結束語
通過以上詳細的分析以及探討,我們能夠得知電是人們日常生活中最為需要的能源,而電的保護更是對人們生命財產安全的最大的安全保護,所以在低壓的配電系統(tǒng)中,應該認真貫徹執(zhí)行好接地保護。讓人們的生活更安心,生活質量更有保障。
參考文獻
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作者簡介:王培忠(1963,4-)男,山東章邱人,大專,工程師,研究方向:數(shù)字中波廣播發(fā)射。