徐光亮 王雪松 張軍強 李秀臣

摘要

本文對某電廠380V低壓配電系統(tǒng)型式和漏電保護器原理做了簡要的介紹。并通過對該電廠施工電源兩類漏電保護動作事件進行分析，指出了在TN-S配電系統(tǒng)中嚴格區(qū)分零線和地線對系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要意義。

【關(guān)鍵詞】漏電保護 TN-S 零線和地線

1 背景介紹

1.1 概述

某電廠380V低壓配電系統(tǒng)采用標準的TN-S系統(tǒng)。在該電廠施工現(xiàn)場曾數(shù)次發(fā)生過漏電保護動作導致380V配電系統(tǒng)局部停電事件。本文選取其中兩類典型的事件進行了原因分析。通過對這兩類事件的分析，我們可以看出在TN-S配電系統(tǒng)中嚴格區(qū)分零線和地線對系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要性。

1.2 某電廠380V配電系統(tǒng)介紹

圖1是某電廠的380V配電系統(tǒng)典型圖，配電盤下游負載外殼均通過電纜中的地線接到配電盤的接地母排（PE）上，最終在低廠變的中性點處通過185mm2的裸銅線連接到主接地網(wǎng)中。對單相負載，負荷的零線通過配電盤的中性母排（N）接到通過低廠變的中性點處；對三相電動機負載，外殼通過地線在低廠變的中性點處接地，電動機的中性點未引出；對下游的子配電盤則是通過五芯電纜（3+2，三相+零線+地線），將子配電盤的地線和零線分別接到母配電盤上。

從圖1中可以看出，在TN-S系統(tǒng)零線和地線是被嚴格區(qū)分開的。正常運行時，零線上會通過單相負載的電流，而地線上則沒有電流通過。

1.3 現(xiàn)場的保護動作事例

事件類型1：在施工現(xiàn)場曾數(shù)次發(fā)生單相負載啟動時上游配電箱漏電保護動作。經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)是由于施工人員誤將部分接地線接到零線母排上，導致本來應該經(jīng)過零線流回開關(guān)處的電流一部分經(jīng)過地線回到了開關(guān)上游的中性點接地處。最終引起了配電開關(guān)漏電保護動作。

事件類型2：在對220kV施工電源進行停電檢修期間，采用從外部變電所380V電源供給部分施工現(xiàn)場電源。這期間，外接電源也曾數(shù)次發(fā)生過漏電保護動作的現(xiàn)象。最終確認電廠內(nèi)的380V配電盤的零排和地排在多處是連接在一起，使部分零線電流通過大地回路流回到臨時外部供電的變壓器中性點處，導致了臨時電源開關(guān)漏電保護動作。

2 原因分析

2.1 漏電保護器的原理

漏電保護器有電壓型、電流型和脈沖型三種。目前應用廣泛的是電流型漏電保護器。

該電廠施工用臨時配電箱中配置了MerlinGerinVigiNC100、正泰NM1LE-100H/4300B、正泰DZ15LE-100/4901等多種型號的剩余電流動作的漏電保護斷路器。都屬于電流型漏電保護斷路器，其工作原理如下：

圖2是單相負載的漏電保護原理圖，對于正常工作的單相配電線路，不論其所帶負載如何，均有iL+iN=0，漏電保護器不動作。一旦發(fā)生接地故障時，故障相有一部分電流經(jīng)故障點流入大地，此時零序電流互感器內(nèi)電流相量和不等于零，即iL+iN#0，漏電保護器動作，切斷故障回路。

圖3是用于三相四線制（或三相五線制）供電系統(tǒng)的漏電保護原理圖。漏電動作原理是通過檢測穿過零序電流互感器的3根相線和1根N線的電流相量和是否達到漏電保護器的動作電流值來決定其是否脫扣。對于正常工作的三相四線配電系統(tǒng)，不論其所帶負載如何，均有ia+ib+ic+iN=0，漏電保護器不動作。一旦發(fā)生接地故障時，故障相有一部分電流經(jīng)故障點流入大地，此時零序電流互感器內(nèi)電流相量和不等于零，即ia+ib+ic+iN≠0，漏電保護器動作，切斷故障回路，從而保證人身安全。

2.2 事件原因分析

2.2.1 事件類型1

由于施工人員誤將部分地線接到零線母排上，導致零線母排和接地母排混接。如圖4所示，零線與地線混接后，對于三相負載，正常運行時ia+ib+ic=0。在該電廠的接線方式中，中性線N未接到負載上，故iN=0。這樣一來，三相負載啟動時ia+ib+ic+iN=0，漏電保護器不會動作。

但對于單相負載而言，ic+iN=0且iN≠0，零線與地線混接后，原本流經(jīng)N線的電流iN的一部分會經(jīng)過PE線流回配電變壓器的中性點處。由于零線與地線混接的點不在單相負載處，不會造成單相負載漏電保護動作。而在上游配電箱處，原本ia+ib+ic+iN=0，iN由于被分流而變小，所以ia+ib+ic+iN≠0上游配電箱處的漏電保護器會動作跳閘。

2.2.2 事件類型2

經(jīng)查找后發(fā)現(xiàn)，電廠內(nèi)的380V配電盤的零排和地排在多處是連接在一起的，如圖5所示。這樣外接電源的零線會通過電廠內(nèi)配電盤的接地排接地。這樣部分本來應該經(jīng)過零線流回駝山變電所配電變壓器中性點的電流一部分（圖5中的il和i2）就通過電廠內(nèi)配電盤的接地排流入大地最終流回駝山變電所配電變壓器中性點。這樣外接電源的的進線開關(guān)處ia+ib+ic+iN≠0，漏電保護器就會動作。

3 結(jié)語

從對上述事件的分析可以看出，對于TN-S型的低壓配電系統(tǒng)，零線與地線混接極易導致漏電保護動作。同時，在PE線上有流過電流時，如果接地電阻較大時，會在PE線上產(chǎn)生一定的電壓，這將對人身安全造成安全隱患。為此，在電廠電源系統(tǒng)設備安裝過程中必須嚴格區(qū)分零線（N線）和地線（PE線），只有在配電變壓器的中性點處零線和地線才能同時接地。

參考文獻

[1]DL/T 621—1997交流電氣裝置的接地.

[2]于世根.低壓電網(wǎng)接地問題調(diào)研[J].低壓電器，2010 No 3.