摘要:随着我国生活水平的提高和经济的发展,电能已经是人们日常生活和工业生产中基本的不可替代的能源,所以,如果电能的接地保护措施等等不完善的话,就会引发各类的电气事故,其中最引人关注同时也是最容易被忽视的是触电。保护接地就是防止触电的最基本的措施。因此,本文对低压配电系统的安全用电接地进行分析探讨
关键词:低压配电系统;安全用电;接地
1低压配电系统
低压配电系统是由配电变电所、低压配电线路(1千伏以下电压)以及相应的控制保护设备组成。其中,低压断路器又称自动开关,它是一种既有手动开关作用,又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。它可用来分配电能,对电源线路及电动机等实行保护,当它们发生严重过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路,其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件.因此获得了广泛应用。低压断路器还有断路器附件、微型断路器、塑壳断路器、框架断路器、智能型万能断路器等。
2低压配电系统的安全用电接地设置
低压配电系统的安全用电目的是保障人们用电过程中的人身安全,在现实生活中人体触电包括直接触电和间接触电,人体直接靠近或者接触带电的电气设备为直接触电,人体触及了正常状态下不带电的电气设备造成间接触电事故。对于直接触电,可以通过规范相关用电操作或者设置保护屏障等措施进行避免;对于间接触电,多是由于电气设备外壳漏电或者低压配电系统中保护导体绝缘性下降导致,因此不同结构型式的低压配电系统应采取不同的安全技术手段。
2.1IT型式系统和保护接地
保护接地主要是利用接地体或者接地线将电气设备外壳和大地连接起来,一旦电气设备外壳出现漏电,可以及时将漏电流引入地下,有效降低电气设备漏电外壳的对地电位,从而保障低压配电系统用电安全。IT型式系统是一种三线三相制配电系统,主要采用保护接地系统,三相变压器绕组连接成Y型,N点设为中心点,L1、L2、L3为输出相线,IT型式低压配电系统是一种三线三相制不接地配电系统,被广泛的应用在熔炼炉、井下、煤矿等需要持续供电的场所,我国电力系统中1kV~10kV配电网中也主要采用这种型式的配电系统。IT型式低压配电系统必须进行保护接地设置,通过RE接地极将电气设备和大地连接起来,如果没有设置RE接地极,一旦电气设备漏电,人们触碰到设备外壳,大量电流会流入人体沿着每根相线和其它相线构成回路。大地和每根相线绝缘阻抗包括和绝缘电阻并联的分布电容和大地绝缘电阻,大地和设备外壳连接起来,可以有效地将人体触及电气设备外壳电压控制在安全范围内,发挥保护人体的作用。
2.2TT型式系统和保护接地
TT系统:电源变压器中性线直接接地,电气设备外壳采用保护接地。
TT系统采用三相四线制供电,电源中性点直接接地,系统无PE线。用电设备的外露可导电部分用PE线接至与电力系统接地点无直接关联的接地及上(此接地极与中性点接地没有电气联系),当有多级保护时,各级宜有各自的接地级。
经采用此系统保护时,当一个设备发生漏电故障,设备金属外壳所带的故障电压较大,而电流较小,不利于保护开关的动作,对人和设备有危害。为消除T系统的缺陷,提高用电安全保障可靠性,根据并联电阻原理,特提出完善TT系统的技术革新。
技术革命新内容是:用不小于工作零线截面的绿一黄线(简称PT线),并联总配电箱、分配电箱、主要机械设备下埋设的4―5组接地电阻的保护接地线为保护地线,用绿/黄双色线连接电气设备金属外壳。
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第一,单相接地的故障点对地电压较低,故障电流较大,使漏电保护器迅速动作切断电源,有利于防止触电事故发生。
第二,PT线不与中性线相联接,线路架设分明、直观,不会有接错线的事故隐患;几个施工单位同时施工的大工地可以分片、分单位设置PT线,有利于提高接地线质量并保证接地电阻≤10π,用电安全保护可靠。
2.3TN型式系统和保护接零
TN型式系统的变压器中性点接地,通常情况下,保护线将受电设备不带电导电部位和零线衔接,完成接零保护。当低压配电系统的相线彼此碰壳时,短路电流通过保护零线和金属外壳构成闭合回路,继电保护设备迅速宣布动作,将电源堵截,有效避免人体触电,这种接地方法的防触电作用远远好于保护接地。保护线和中性点的组合主要包含TN-S、TB-C-S、TN-C型式。TN-S型式系统的PE保护线和N中性线分隔,其安全性较高,是我国电力系统中比较常见的配电系统;TB-C-S型式系统在我国电力系统中应用广泛,是一种三相四线制配电系统,用户端到进户杆是分隔开的,这种配电系统应在系统前端设置PEN线,N导线和PE线分隔后无法兼并,L相线和N线的绝缘水平同,若干线结尾设置断零保护设备,负荷端设置漏电保护器,TB-C-S系统能够应用工业企业或者住宅小区;TN-C系统,PE保护零线和N工作零线独特,标记为PEN线,保护中性线和用电设备显露部分衔接,这种配电系统能够应用在安全性较高的场合。
3低压配电系统中漏电保护的应用
要提高用电的安全程度,除了采用上述防触电措施外,还要合理的使用漏电保护器。
漏电发生的根源在于电气线路、设备绝缘层损坏,从而产生泄露电流。导致绝缘层损坏的原因首先是人为破坏线路及电气设备,缺乏安全用电知识、盗窃和损坏线路及电气设备、违章操作等,都可能损坏电气线路和设备的绝缘层其次是自然因素的破坏。暴露在外室的电气设备会遭到自然界的日晒雨淋、鼠咬等破坏,从而损坏、降低电气设备的绝缘性能。再次是电气设备使用年限过长,绝缘层老化。电气设备使用年限过长会导致设备漏电,如果长期处于过载状态,也易使绝缘层老化、性能下降,周围环境潮湿、酸碱性气体的侵蚀和金属物掉入破坏绝缘层等都会导致电气设备绝缘性能降低。
漏电保护器(RCD)是目前广泛使用的一种漏电保护措施。它不仅有效防止由漏电而引起的人身触电事故、电气设备损坏事故和电气火灾,还能监督低压系统或设备对地绝缘状况。漏电保护器是通过检测电路的泄漏电流(剩余电流)来工作的,即通过零序电流互感器对被保护回路中相线和中线的电流相量和进行测定当该电流达到漏电保护器的动作整定值时,使主开关迅速切断电源。因此,漏电保护器是否能可靠动作与漏电电流的路途密切相关。它的不足之处是不能检测、防范保护线(PE)上由于漏电所引起的电压和电流,在设有重复接地低压用电系统中,当三相负荷不平衡时,漏电保护器会产生误动作。为更可靠地保护线路安全,应配合采用接地、接零保护安装过流保护装置(熔断器)、实施等电位联结等有效保护措施。
结束语:
通过以上详细的分析以及探讨,我们能够得知电是人们日常生活中最为需要的能源,而电的保护更是对人们生命财产安全的最大的安全保护,所以在低压的配电系统中,应该认真贯彻执行好接地保护。让人们的生活更安心,生活质量更有保障。我国在不断推进供电事业发展的过程中,还要提高供电企业的安全供电质量,提高供电管理的水平,保障我国电力生产安全。
参考文献:
[1]低压配电系统中的电气安全问题分析[J].王瑞旗.广东科技.2013(22)
[2]低压配电系统保护接地的应用分析[J].李韧.盐科学与化工.2018(08)
[3]低压配电系统的接地保护[J].王培忠.科技创新与应用.2015(10)
论文作者:卫振亚
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/4/22
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