对接地故障几种不同方式的探讨

对接地故障几种不同方式的探讨对接地故障几种不同方式的探讨 为防止因配电线路接地故障所发生的人身间接电击 电气 火灾及线路的热稳定性 现行的设计和施工中均提出在低压配 电线路中需设置接地故障保护 在 低压配电设计规范 gb50054 95 第 4 4 10 至 4 4 22 条中分别详细的对几种不同 接地型式的系统 明确指出所应采用的不同接地故障保护方式 及条件 本文依据规范所认定的三种不同接地故障保护方式对 其工作原理及条件进行分析 以便在实际工作中更好的应用 1 利用配电线路所设置的过电流保护兼作接地故障保护 这种保护方式因利用所控制的线路断路器 在不增设其他装置 就可以实现接地故障保护功能 所以方便易行 但应能满足规 范所要求的在发生故障时 断路器切断故障电流的允许时间 2 利用零序电流来实现接地故障保护 依据基尔霍夫定律 流入电路中任意节点的复电流的代数和为零 所以三相电流的 矢量和即零序电流 i ia ib ic 在三相负荷完全平 衡时 假定无接地故障 不考虑线路及电器设备的正常泄漏电 流 i 0 当三相负荷不平衡时 i in 此时零序电流为不平 衡电流 in 当某一相发生接地故障时必然要产生一个单相接地 故障电流 id 此时的零序电流 i in id 是三相不平衡电流与单 相接地故障电流的矢量和 所以利用零序电流来实现接地故障 保护时其动作电流应大于三相不平衡电流 3 利用剩余电流实现接地故障保护 配电线路在没有发生 接地故障时 三相负荷电流与中性线电流的矢量和无论三相负 荷电流平衡与否它们的电流均为零 即 ia ib ic in 0 当某一相发生单相接地故障时 故 障电流通过保护线 pe 与大地构成通路 所以此时 ia ib ic in 0 此时的电流应为接地故障电流加上配 电线路及电器设备的正常泄漏电流 我们称此电流为剩余电流 由此分析可知利用剩余电流来实现接地故障保护时其动作电流 应为剩余电流 零序电流保护一般适用与 tn 接地系统 在发生某一相单相 接地故障时 对于 tn s 系统其回路阻抗包括相线阻抗 z1 pe 线阻抗 zpe 和接触阻抗 zf 即 zs z1 zpe zf 对于 tn c 系统其 回路阻抗包括相线阻抗 z1 pen 线阻抗 zpen 和接触电阻 zf 即 zs z1 zpen zf 对于 tn c s 系统其回路阻抗包括相线阻抗 z1 pen 线阻抗 zpen pe 线阻抗 zpe 和接触电阻 zf 即 zs z1 zpen zpe zf 所发生的单相接地故障电流 id 220 zs 明 显地大于无故障时的三相不平衡电流 如果其动作电流整定值 合适 在发生接地故障时能躲过不平衡电流 检测出发生接地 故障时的零序电流就能实现其对接地故障地保护 对于 tt 系统 因三相不平衡电流较大 在发生某相接地故障时其回路阻抗应 包括相线阻抗 z1 pe 线阻抗 zpe 负载侧接地电阻 ra 和电源 侧接地电阻 rb 及接触阻抗 zf 即 zs z1 zpe ra rb zf 接地 故障电流 id 220 zs 由于 ra rb z1 zpe zf 并且 ra rb 数 值一般较大 故 tt 系统在故障回路阻抗大 所发生的单相接地 故障电流 id 远小于不平衡电流 很难检测出故障电流 所以零 序电流保护不适用于 tt 接地系统 从利用剩余电流来完成接地故障保护的原理分析可知它保 护动作整定电流可以从 ma 级到 a 级 有相当高的动作灵敏度 对于 tn tt it 接地系统均可以运用 但不适用于 tn 系统中 tnc 接地系统 在 t c 接地系统中保护线 pe 和中性线 n 是合 为一根 pen 线 在正常工作时 pen 线要流过三相不平衡电流 当发生单相接地故障时所发生的故障电流也要从 pen 线流过 所以剩余电流保护装置无法检测出剩余电流 也就是说对于 tn c 系统 剩余电流保护已无检测剩余电流的功能 从保护动作灵敏度与使用安全性来说 剩余电流保护高于 零序电流保护 并且零序电流保护不能应用于单相配电线路上 我国以前采取苏联用零序电流保护作为接地故障故障保护 对 于 tnc 系统由于零序电流保护装置是安装在 pen 线上 保护整 定值应躲过 pen 线上最大不平衡电流 在单相接地故障电流小 于该整定值时 保护装置就会拒动 就有可能引起人身电击或 火灾危险的发生 所以在低压配电线路接地保护的 iec 标准中 已取消