浅析低压配电系统的接地方式论文_陈广柱,杨玉昕,吕培禾

(天津电气科学研究院有限公司 天津 300000)

摘要:低压配电系统接地是保障电力系统安全的一个重要方式,在实际工作中一定要选择正确且合适的接地方式,这对于实现用电安全,保证人们正常的生产生活具有重要意义。接下来,本文将主要就低压配电系统的接地方式及低压配电系统接地方式的选择原则等几个方面进行详细的研究和探讨。

关键词:低压配电系统;接地方式

1接地概述

所谓接地就是指为了保护配电系统和相关的用电设备的安全运行和正常工作,避免出现火灾或者是电击对人的生命和财产造成危害而采取的一种保护措施。大地是一个良好的导体,其任一点的电位可以看做是零。低压配电系统接地一般就是将中性点和用电设备的金属外壳接地,金属外壳接地后其电荷就会和大地中的电荷中和,这时的金属外壳的电位也是零,人们接触后就不会因为过大的电流而出现触电伤亡,就算在后续的工作过程中用电设备发生了故障,因为设备已经接地,设备和大地之间的电位相差不大,避免了重大安全事故的发生。上面两种接地线分别叫做工作接地线和保护接地线,这两种接地线一起工作可以对整个低压配电系统起到良好的保护作用.

2保护接地的重要性

一直以来, 用电安全是电力系统考核配电设备性能的一项重要指标,最新低压行业标准GB7251.1-2013中明确规定配电设备需采取保护接地方式。如果电气设备未采用接地保护,当某一部分的绝缘损坏或某一相线碰及外壳时,电气设备的外壳将带电,人体万一触及到该绝缘损坏的电气设备外壳(构架)时,就会有触电的危险,情节严重时将直接导致人员死亡。相反,若将电气设备做了接地保护,则出现单相接地短路或漏电故障时会在线路中产生较大的短路电流或漏电电流,从而使上级保护器件(断路器或漏电断路器)动作脱扣,自动切断故障线路电源,以便及时进行检查维修,这样就避免了电气设备漏电状态运行对人身(或设备)构成的威胁。

3电源的接地类型

3.1 接地类型

在配电系统中,当低压处于380/220 V时,变压器会有接地和不接地两种中性点接法,在中性点接地时,与之相连接的中性线是N线,在低压配电系统中,电源有一点和所处地进行直接连接,负荷侧电气装置的外漏可导电部分通过PE线和电源的一点连接,这就是TN系统。在讲低压配电系统重复接地时,就是通过对TN系统的探讨,得出相应的电力故障。在TN系统中,中性点接地时,称之为工作接地。除此之外,进行实际操作中,会在N线上的电位设成零,并将N线上的电或者多个点与地连接。这个连接结果就是我们要探讨的重复接地。我国目前所使用的低压供电系统有TN系统、TT系统、IT系统,本文以TN系统为例进行分析探索。TN系统在人意外单相触电时,会减少危害程度;另外,当供电路线单相短路时,仍然不妨碍电力设备的正常运行。基于这些特点,对于重复接地的应用主要在一些需要持续性用电、少停电的方面。如易燃易爆类的工厂、地下车库等容易发生危险的场所,需要进行实时监控。TN系统目前在逐步推广阶段,还有更多广阔的空间值得去探索和发现,我国目前使用的低压配电系统是通过中性点接地的方式,根据不同的接地形式组成的系统。

3.2 接地材质

铜材以及镀铜钢材料被相关的国际标准(如:IEEE和IEC)推荐为主要的接地材料。目前我国传统接地体大多采用钢材质,其主要原因是我国的早期电力系统设计技术多借鉴前苏联相关技术,另外我国自身铜储探明量不足,加上西方国家过去对我国的封锁,使我国不容易取得铜。正确、优化的接地系统对输电线路来说非常重要,接地装置的设计选材不仅要依据电气性能,更要考虑材料的耐蚀性和土壤特性,这样才能实现“两型三新”线路的全寿命周期设计和管理。

4低压配电系统的接地方式

常见的低压配电系统的接地方式有三种:IT系统、TN系统、TT系统。这三种系统各有特点,接下来本文将进行重点的介绍。

4.1IT系统

IT系统是一种常见的低压配电接地方式,这种接地方式不是电源接地,而是利用抗阻来接地,设备中可以导电外露的部分采用直接接地的方式,通过这种方式形成保护接地。这种接地系统在出现故障时尤其是第一次出现故障时不需要断电源就可以保证用电设备的正常工作,同时发出警报以便工作人员发现故障并进行消除。IT系统的变压器的中性点一般不接地,有380V的线电压和220V的无相电压,在接地时不会破坏电源原本的电压平衡,这种IT系统的主要特点就是供电距离短,并且其可靠性和安全性都较好,IT接地系统一般适用于要连续用电也就是用电不间断的场所。

IT系统

4.2TN系统

TN系统又可以分为TN-C系统、TN-S系统、TN—C—S系统。其中,TN-C系统就是将保护线和接地的中性线连接起来,然后再通过相应的设备联合起来构成PEN线。在PEN线的实际的工作当中,它可以保护用电设备的金属外壳和管线。虽然这种TN-C系统具有较好的保护性能,但是它主要适用于电力工作环境相对稳定,工作过程中谐波相对较少的情况下,不适用于一些精密度较强的电子设备。除此之外,这种接地系统在发生较激烈的碰撞时可能会使电压升高导致危险的产生。TN-S系统是一种中性线和保护线分开的系统,这种系统的工作原理主要就是当外壳和用电设备发生短路时,产生了较大的电流,中性线断开时相应的中性点的点位也会升高,但这时的PE线和外壳是没有电的,所以整个设备的工作人员的安全是得到保障的。它是一种将中性线和保护线分开的接地系统,主要适用于工业和民用建筑等电压较低的配电系统,TN-S接地方式可靠安全,国家还特别规定在进行建筑施工前的路通、水通、电通和地平中一定要采用TN-S接地方式。最后一个TN—C—S系统就是前面两种系统的结合,当中性线断开时,其处理方式和TN—S系统一样,当外壳设备和用电设备相互接触而出现短路时故障同TN-C系统。这种TN—C—S系统中PE线重复接地,而保护线并没有重复接地,避免了外壳带电,进一步提升了低压配电系统的安全性。

4.3TT系统

TT系统又叫接地制系统,它主要就是将电气设备外壳上的单独的接出线和大地连接,这样一来,电源接地就和电气设备没有联系,从而保障了N线中的电流流入却不对相关电气设备的正常工作和使用产生任何影响。这种TT系统可以广泛应用于公共设备中的低压配电系统中,但是要注意的是这种接地方式的安全系数较低,所以在实际的生产和生活当中要做好相应的保护措施。

5低压配电系统接地方式的选择

在实际生产和生活当中,要谨慎选择合适的低压配电系统的接地方式,才能保证用电设备和人们生命财产的安全,在选择合适的低压配电系统时要遵循以下原则:1、当要求连续或者是不间断供电并且没有必需的维护服务时,最佳的接地方式就是TT系统,另外也可以选择TN系统,这种系统还能在一定程度上提高其安全性。2、当对供电的连续性没有特别要求但对维护服务有要求时,最佳的接地方式就是TN—S系统。3、当既要求连续供电又要求提供维护服务时,最佳的接地方式就是IT系统。4、当既不要求连续供电又不要求提供维护服务时,最佳的接地方式就是TT系统。5、当低压配电网可能会出现火灾时应该采用TT系统作为接地方式,并且要配备适当的维修护理人员。

6结语

综上所述,选择合适的低压配电系统接地方式,可以有效避免漏电、触电等安全事故的发生,在保证了低压配电系统安全的同时也给人们的生命和财产提供了一定的保障。在实际的工作当中,有IT系统、TN系统、TT系统三种接地方式,所以工作人员一定要根据低压配电的对象选择合适的接地方式,以保证配电系统的安全性和可靠性,提升整个电力行业的安全用电水平。

参考文献:

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[3]李国海,宁云华.低压配电系统接地方式的探讨[J].科技创业家,2013(16):117.

[4]陈东.低压配电系统接地方式在智能建筑系统中的应用[J].现代建筑电气,2013,4(07):36-38.

论文作者:陈广柱,杨玉昕,吕培禾

论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期

论文发表时间:2019/1/8

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