随着当前电力技术的不断应用,各个生产部门和人类生产中的用电需求不断的增加,配电技术也在不断的更新和跟进之中。在这种情势的推动之下,配电系统安全已成为当前社会中用电安全的保障,是当前人们生命财产安全的关键和保证。在当前配电系统安装的过程中,接地系统在安装过程中占有重大比例,是保证供电系统的可靠性和安全性的主要因素。随着当前经济的发展,电力系统也不断的扩大和发展,电网中大容量、高参数机组不断的投入使用,电力系统的稳定性能和发电设备的安全运行对配电线路的要求越来越高。在这种情形下,加强配电系统的接地保护是当前配电系统设计过程中的关键,是将各种安全隐患降到最低的基础设备与设施。
1接地的概念及分类
为满足电气装置和系统的工作特性和安全防护的要求,将电气装置和系统的任何部分与土壤间做良好的电气连接,称为接地。接地按用途不同有工作接地、保护接地和保护接零之分:
1.1工作接地
为了使系统以及与之相连的仪表均能可靠运行并保证测量和控制精度而设的接地(如系统中变压器中性点的接地),称为工作接地。它分为机器逻辑地、信号回路接地、屏蔽接地,在石化和其它防爆系统中还有本安接地。
1.2保护接地
将电气装置的金属外壳和架构(在正常情况下不带电的金属部分)与接地体(接地极)之间作良好的金属连接,因为他对间接触点有防护作用,故称作保护接地。如TT系统和IT系统。
1.3保护接零
由于保护接地具有一定的局限性,所以常采用保护接零。即对间接触点进行防护,将电气装置的外壳和架构与电力系统的接地点(如接地中性点)直接进行电气连接,如TN系统。
2接地保护的分类
2.11TN-S系统
TN-S供电保护系统是当前接地保护系统中使用最为广泛的系统之一,是采取三相五线制的保护方式。在TN-S的供电系统中,中性点接地普遍采用采用三相五线制,在整个配电系统中,都使用这种方式对中性线与接地线进行良好的并联过程,通过其与电源之间的连接来进行直接的接地过程。在负载端是分开的;将电气设备在正常情况下不带电的金属部分与系统中的PE线相接实现保护接零。TN-S制式的优越性:在接地线连接之后,正常情况下是不通过电流的,也可以理解为不通电的,因此在施工的过程中对人身安全的保障十分的好,有助于施工人员的安全保障。在发生相线碰壳对地短路时,短路电流通过PE线流回电源中性点,由于PE线是低阻抗通道,短路电流足够大到可以使过电流保护动作而切断故障,从而保护了设备和人身安全。TN-S制式由于在设计和施工的过程中有着诸多的优越性和安全性,其在当前我国交流低压配电系统中成为主要的中心点接地方式,是未来我国交流低压配电系统的发展方向与发展基础。TN-S制式可以重复接地,通常是对PE线进行重复接地,也可以对N线重复接地。在必要的时候,也可以对PE线和N线同时进行重复接地,但这两个接地极不准合用,而且要相隔一定的距离。由于可以重复接地,接地的可靠性进一步提高,安全性也进一步提高。
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2.2TT系统
电源端的中性线(N线)直接接地,采用三相四线制,电气设备采用保护接地的方式,即将电气设备在正常情况下不带电的金属部分与设备就地的埋地接地体作金属连接实现保护接地。TT制式的优越性:设备的金属外壳在正常情况下处于地电位,也就是不带电。即使设备接地线断掉,所连接的设备金属外壳也不会带电,对人身十分安全。系统采用三相四线制,无专用PE电缆线芯(或电线),可节约一定电缆电线投资。但是其在任何用电设备附近都要求有埋于地中且接地良好(接地电阻不大于4Ω)的接地体(或接地网),这样才能保证用电设备保护接地的安全。
2.3IT系统
IT系统是利用先进的科学技术和计算机技术对交流低压配电系统进行控制的过程,是通过电源端的中性点经高电阻接地,在接地的过程中采用的是三相三线制,电气设备采用保护接地的方式。其在使用的过程中由于电源控制性能良好,使得在中心点接地的过程中要求不高,甚至可以不接地,但是企业节点检测的过程中由于操作复杂,已经很少采用。由于采用保护接地,设备的金属外壳在正常情况下处于地电位,也就是不带电。即使设备接地线断掉,所连接的设备金属外壳也不会带电,对人身十分安全。
3电气保护中常见问题
(1)一个供电系统内的用电设备既有保护接地,又有保护接零,这样重复接地不能提高用电设备安全可靠性。重复接地的概念在电气接地保护安全技术规范中,是指采用保护接零技术,为防止零线断线失去保护功能而需要零线多点接地来保障,保护零线这种多点接地方式为重复接地。其次,在电气接地保护安全技术规范中,保护方式有两种:保护接地和保护接零。然而,供电系统也有中性点接地与不接地系统之分,其保护接地方式多适用于中性点不接地系统,保护接零方式多适用于中性点接地系统。由此可见,不同的保护方式适用不同的系统,它们的保护原理和技术规范也不相同。(2)低压电力网不宜采用TN-C系统低压电力线路改造中,有的单位要求把电能表外壳与中性线连接在一起,形成了TN-C系统。而TN-C系统只适合于有独立变压器且有电气专业人员维修的厂矿。低压电力网宜采用TT系统,一般用户是不应采用TN-C系统的。(3)电气地不是单纯的大地,与大地连接,并非一定能实现接地保护功能。电气地是指在电气接地保护安全技术规范中,电气装置或设备因故障向大地泄放危害能量时,能保障工作人员安全的无电位差的零电位地。也就是说大地与电气地在物质形态上是相同的,但安全防护功能条件是不相同的。接地保护功能在电气接地保护安全技术规范中,是指通过具有技术标准的接地装置来实现安全保护功能。(4)减少金属材料的经济消耗不应依靠用电设备的串联接地。要保障每个用电设备的工作可靠性,就要减少用电设备的接线的复杂性,避免干扰因素的复杂化。其次,用电设备与接地装置相连,是为了准确可靠的实现安全保护,同时也反映接地装置的功能有效性。因此,用电设备的使用安全,预防触电事故是第一位的。
结语
接地保护看似简单却关系到人类生命财产安全的问题,一定要引起重视,主要可以从以下几点措施入手:a.降低漏电设备对地电压。b.降低三相不平衡时零线上出现的电压。c.当零线发生断线时,减轻事故的危害性。d.缩短漏电事故时间。e.改善线路的防雷性能。总之,一名合格的电气技术人员一定要注重电气安全技术规范,强化坚持“安全第一、预防为主”的职业意识,同时借助现代先进的微电子技术和计算机技术进一步严密电气安全技术,保障电气接地保护安全技术的正确应用,有效地检测电气接地保护装置的隐患。
参考文献
[1]成海滨.中低压电配电网设备故障检修策略[J].科技资讯,2010,4:86-87.
[2]徐旭东.接地保护和等电位联结在电气产品中的应用[J].电工电气,2010,4:61-62.
论文作者:丁蔓菁
论文发表刊物:《中国电气工程学报》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/11
标签:系统论文; 电气论文; 设备论文; 方式论文; 过程中论文; 装置论文; 接地线论文; 《中国电气工程学报》2019年第3期论文;