基于民用建筑低压配电系统的接地探析论文_胡璟

基于民用建筑低压配电系统的接地探析论文_胡璟

胡璟

(中铁第一勘察设计院集团有限公司 陕西西安 710043)

摘要:随着我国社会经济建设步伐的加快,民用建筑低压配电系统得到不断的发展及完善,电力资源的终端用户总量日益增加,其电力的消耗能量也有所上升。在工业生产和日常生活中,为了保证电力系统设备和人身安全需求,解决单相接地电容电流也在不断的增加的问题,改造和合理选择电网中性点接地方式,已经关系到电网运行的可靠性,现已引起多方面的关注,文中就电网的中性点接地方式进行分析。

关键词:民用建筑;低压配电系统;接地

一、民用建筑低压配电系统的工作特点

民用建筑低压配电系统在我国处于比较复杂的情况之中。首先考虑到我国电力发展的整个历史进程。我国电网的发展,最开始是在各个地方建立相应的发电厂,并且由地方性的电力部门来针对当地的具体情况架设电网。而随着电力事业的发展,我国电网也逐步统一,不同地区的电网相互融合,但是在这个融合的过程中,国家只是重新架设了骨干输电网络,对于低压配电网络仍然采用了之前的地方电网,并且在融合的过程中,确保地方网络能够和国家骨干网络保持衔接。但是在这个融合的过程中,低压配电网络部分呈现出两个重要特征,其一在于性能,由于早期建设过程中技术和经济力量相对薄弱,因此配电网络的整体状况参差不齐,造成了当前难于维护的局面。另一个方面则在于低压配电网络处于与用户生活密切结合的环境中,因此其安全状态能够直接影响到用户的人身以及财产安全。其次,民用建筑低压配电网络的工作特征还在于其与用户之间的密切关系。无论是对于居民住宅楼宇还是对于工业厂矿环境,低压配电网络都面临着同样的问题,即这一个层面的配电工作,必然直接与电力的消费毗邻,而这种直接面向于消费的电力配送网络安全问题从两个方面得到进一步的关注。其一在于低压配电网络能否实现自身安全,并且从这个角度进一步确保相关环境中人员的安全,因为一旦发生漏电等电力事故,必然会给配电网络所处于的大环境中的人员带来不同程度的安全隐患。其二则在于低压配电网络能否实现其服务的多种用电设备的安全,因为用电设备的安全在很大程度上必然会对配电网络自身的安全状态产生一定的依赖性,而更为重要的是,相应的用电设备的安全状态,会进一步影响到使用者的人身安全以及其整个环境,包括建筑物的安全。由此可见,民用建筑低压配电系统的安全工作必须得到进一步的重视,而在低压配电系统的安全工作中,接地工作首当其冲的收到了广泛关注。

二、建筑低压配电系统设计过程中的各个接地系统

建筑低压配电中的接地也就是将目标电气与大地相连的过程,在配电领域因为大地的电阻相对较低,而电容相对较大,所以在建筑电气低压配电中将电气的带电端与大地相连能够保证用电主体的用电安全。在低压配电活动中因为接地原理的不同,接地系统分为很多种不同的类型,其中较为典型的有TN系统、TT系统、IT系统,其中TN系统又可以分为TN-C系统、TN-S系统和TN-C-S系统,在这些接地系统中,T代表的是电源的直接接地线,I代表的是经过一定的抗阻或者一定绝缘测试的接地,N是指接地系统中的中性线,C指的是在具体应用中将中性线与保护线合并为一体的特殊形式,S则代表中性线与保护线分开使用单独承担接地任务的接地形式。

在建筑电气低压配电设计中各种接地系统中,工作人员主要会面临来自两个方面的问题,一方面是供配电系统中电源端带有电导体的接地问题;另一方面是供配电系统中负荷端电气装置外露点部分的接地问题。

三、民用建筑低压配电系统中的接地类型

3.1工作接地:为保证电力设备达到正常工作要求的接地,称为工作接地。中性点直接接地的电力系统中,变压器中性点接地,或发电机中性点接地。

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3.2保护接地:为保障人身安全、防止间接触电,将设备的外露可导电部分进行接地,称为保护接地。保护接地的形式有两种:一种是设备的外露可导电部分经各自的接地保护线分别直接接地;另一种是设备的外露可导电部分经公共的保护线接地。

3.3重复接地:在中性线直接接地系统中,为确保保护安全可靠,除在变压器或发电机中性点处进行工作接地外,还在保护线其他地方进行必要的接地,称为重复接地。

3.4保护接中性线:在380/220V低压系统中,由于中性点是直接接地的,通常又将电气设备的外壳与中性线相连,称为低压保护接中性线。

四、目前民用建筑低压接地系统常见问题和解决对策

我们会常发生因中性线的搭头线在铜铝搭接时,没有使用铜铝过渡线夹,时间长了产生铜铝氧化接触不良现象,时间长了会有松动现象,从而造成接触电阻增大,电流通过时产生大量发热,形成断线故障;也有中性线因外力破坏,而引起断线,从而引起烧坏用户设备事故,尤其在配电变压器负荷三相不平衡时,电压会有上下波动,从而引起部分用户的敏感性电子设备烧坏的原因。解决上述问题,首先要保障接地系统的安全可靠,其次要根据不同的接地形式设计合理的接地系统。

4.1接地故障保护

为了防止人身间接电击及电气火灾、线路损坏等事故,还应设置能自动切断故障电路的保护措施,即接地故障保护。接地故障保护电器的选择应根据配电系统的接地形式(TN、TT、IT系统),移动式、手握式或固定式电气设备的使用情况,以及电气回路中保护线截面确定。在电气装置或建筑物内,不论采用何种接地系统,都要实施总等电位联结。总等电位联结的作用是使各外露导电部分与地面的电位趋于接近,不存在电位差,从而降低接触电压,另外还能消除或降低自外部导入的危险电压。

4.1.1TT系统的接地故障保护

TT系统配电线路接地故障保护的动作特性应符合下式:

RA×Ia≤50V

式中RA――外露导电部分所接接地极和PE线电阻之和(Ω);

Ia――保证保护电器切断故障回路的动作电流(A)。

由于TT系统的故障电流不易准确计算,长延时过电流保护Ia值实际上难以确定,而TT系统的故障电流较小,过电流保护难以满足灵敏度要求,因此TT系统中应采用漏电保护器作接地故障保护。

4.1.2IT系统的接地故障保护

IT系统发生第一次一相接地故障时,故障电流为另两相对地电容电流的相量和,故障电流很小,外露导电部分的故障电压限制在50V及以下,不需要中断供电,只需设置绝缘监视装置进行声光报警,以便尽快排除故障。

第一次接地故障时保护电器动作特性应符合下式RA×Id≤50V

式中RA――外露导电部分所接接地极的接地电阻(Ω);

Id――发生第一次接地故障时的故障电流(A)。

当发生第二次异相接地故障时,当IT系统外露导电部分为单独接地,其防电击要求和TT系统相同;若外露导电部分为共同接地,其防电击要求和TN系统相同。

结语

民用建筑低压配电系统接地工作的有效与否,直接关系到整个配电系统的运行安全,并且进一步影响到相应覆盖的用电环境以及该环境中存在的用户,对于人身安全有着直接的关系。因此必须切实重视,深入探究用电特征,有的放矢构建接地工作方式,为用电活动创建起确实可靠的安全环境。

参考文献:

[1]周方建.建筑电气工程中低压配电系统的安装与调试[J].山西建筑.2014(34)

[2]沈天杭.关于建筑电气低压配电设计中各种接地系统的分析[J].中华民居(下旬刊).2014(06)

作者简介

胡璟(1989.08.04),男,学历:兰州理工大学电气工程及其自动化 学士,研究方向:电力

论文作者:胡璟

论文发表刊物:《电力设备》2016年第9期

论文发表时间:2016/7/1

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