住宅电气保护接地有关问题的认识与探讨VIP

住宅电气保护接地有关问题的认识住宅电气保护接地有关问题的认识 与探讨与探讨 随着强制性规范 住宅电气设计规范 gb50096 1999 于 1999 年 6 月 1 日的开始实施 原先合乎规范要求的 tn c 系统 已不再使用于住宅低压配电系统了 现代住宅电气的设计和安 装有了明确的依据 新规范是 以人为本 在保证 适用 安全 卫生 美观 的前提下 对住宅安全方面提出了相当严格的要求 新的 住宅设计规范 与旧规范 gbj96 86 相比较 在安全方 面的要求更为严格 主要有下列 4 点 1 每栋住宅总电源进线断路器应具有漏电保护功能 2 除空调电源插座外 其他电源插座电路应设有漏电保 护功能 3 住宅配电系统的设计应采用 tt tn c s 或 tn s 接 地方式 并进行等电位联接 4 卫生间等潮湿场所宜采用局部等电位联结 按以上要求 对居民住宅安装的电气设备 可使住户的居 住更为安全 下面介绍不宜采用 tn c 系统的原因 以及新规范中的三 种低压配电系统的接地方式和故障防范 1 不宜采用 不宜采用 tn c 系统的原因系统的原因 用电设备的接地 一般分为保护性接地和功能性接地 保 护性接地又分为接地和接本两种形式 所谓 接地 是指用电设 备外露可导电部分对地直接的电气连接 而接零则是指外露可 导电部分通过保护线 pe 或 pen 线与供电系统的接地点进行 直接电气连接 交流系统中 接地点即为中性点 tn c 系统被称为三相四线系统 整个系统的中性 n 与 保护线 pe 是合一的 称 pen 线 由于 tn c 系统中采用的 是保护接零 即用电设备的外露可导电部分与 pen 有良好的导 线连接 当用电设备发生接地故障时 由于 pen 线阻抗小 较 大的短路电流使保护装置迅速动作 反应灵敏度高 但由于 tn c 系统需要依靠 pen 线中的不平衡电流来维持三相电压的 平衡 所以 tn c 系统一般使用于三相负荷较平衡的场合 目 前 住宅用户大部分是单相用户 难以实现三相负荷的平衡 pen 中将有较大的 不稳定的不平衡电流流过 而且大量家电 设备使用中产生的高次谐波也叠加在中性线 n 上 使中性线接 地电位偏移 一旦 pen 发生断路故障或 pen 线接触电阻增大时 中性点电位将严重地偏移 使家电设备外露可导电部分的金属 外壳带电 造成电击事故的发生 而且接地故障最易引发电气 火灾 所以新规范中已明确规定住宅供电已不再使用 tn c 系 统了 2 住宅但计规范住宅但计规范 已明确规定 住宅供电系统应来用已明确规定 住宅供电系统应来用 tt tn 一一 s 或 或 tn c s 方式 方式 需要说明的几点 1 以前的 建筑电气设计技术规范 曾把接零看成是接地的方式之一 而采用统一的术语 接地 这样容易引起概念混淆 特别是随着低压网系统接地形式多样 化 更有必要把接地与接零两者的区别加以明确 以使减少实 际工作中出现的问题 2 原规程只是笼统提出零线在规定的地 方应重复接地 而工作零线 中性线即 n 线 一般是不应重复 接地的 再装有漏电流保护装置后的 pen 线更是不容许重复接 地 因为一旦重复接地 将会造成漏电保护装置发生误动作或 拒绝动作 在 民用建筑电气设计规范 14 2 1 条中 对低压电气系 统的接地形式已有了明确的定义 2 1tn 系统 电力系统有一点直接接地 按照中性线与保护 线组合情况又可分为三种形式 l tn s 系统 也称三相五线制系统 该系统是三相四 线加 pe 线的接地系统 整个系统的中性线 n 与保护线 pe 是分开的用电设备外露可导电部分接在 pe 线上 一般当 住宅楼内有独立变压器时便采用 tn s 系统 由于 tn s 系统中 性线 n 与保护接地线 pe 除在变压器中性点共同接地外 两线从 变压器低压母线处便分开了 所以与 tt 系统一样 不管中性点 n 是否带电 pe 线均不带电 与 pe 线连接的设备外壳同样均不 会带电 而且在 tn s 系统中 发生电气故障时 通过 pe 线接 地电流较大 一般熔断器 断路器都能动作切断电源 灵敏度 高 因此 tn s 接地系统明显提高了使用安全性 在用户配电 箱内 pe 线与接地线排的总接地端子板连接 2 tn c s 系统 该系统有一点直接接地 用电设备 的外露可导电部分通过保护线与接地点连接 系统中前一部分 线路的中性线 n 与保护线是合一的 第二部分是 tn s 系统 即 n 与 pe 线是分开的 采用 tn c s 系统时 当中性线与保护线 分开后 通常在住宅进户处 就不能再合并 中性线的绝缘水 平应与相线相同 因此在住宅中采用 tn c s 系统 实际上就 成了 tn s 系统 也即 pen 线在进人用户配电箱后 配电箱内分 开设置了 n 端子板和 pe 端子板 n 与 pe 线进人住宅便互相分 开不再有任何电气连接了 3 tn c 系统 整个系统的中性线与保护线是合一的 2 2tt 系统亦为三相四线系统 系统有一点直接接地 系统 无 pe 线 用电设备的外露可导电部分 pe 线接至与电力系统接地点无直接关联的接地极上 tt 系统的特点是中性点 n 与保护接地线无一点电气连接 即 n 与 pe 线是分开的 适用于公共电网供电的住宅 一般每栋住宅 楼各有单独的接地极和 pe 线 所以不管三相负荷是否平衡 中 性线是否带电 pe 线均不会带电 用电设备外露导电部分亦不 会带电 保证了使用安全 当用电设备发生单相接地故障时 由于 tt 系统单相短路保护的灵敏度比 tn 系统低 tt 系统以大 地为故障电流通路 与电源和 pe 线的接地电阻有关故障电流小 熔断器和短路器往往不能立即动作 造成设备外壳带电 所 以必须采用漏电保护来切断电源 才能提高 tt 系统触电保护的 灵敏度 使 tt 系统更为安全可靠 需要附带说明的是 tt 系统和 tn 系统不存在谁优谁劣 由于 tn 系统适合于三相平衡的场所 而住宅及智能大厦因单相 负荷较大 难以实行三相负荷的平衡 因此 tt 系统目前已在 住宅 特别在别墅 中被大量采用 另外 计算机网络通信及 数字通讯要求的电压质量 电压偏移 电压彼动 电压频率 谐波 三相平衡等 较高 tn c 系统因有谐波叠加 中性线 上接地电位不稳定的漂移 而对人身不安全及无法取得合格的 基准电位 使精密电子设备不能准确运行 所以绝不能作为计 算机系统的供电方式 tn c s tn s 接地系统均具备安全性 和可靠性的基准电压 所以可作为计算机系统的接地系统 tt 系统不管三相负荷是否平衡 pe 线不会带电 所以正常运行时 tt 系统类似于 tn s 系统 具有较好的安全性和取得合格的基准 接地电位 随着大容量的漏电保护器的应用 该系统越来越在 计算机网络系统供电中得到使用 但目前因公共电网电源质量 不高 采用的较少 3 接地故障的防范接地故障的防范 接地故障不同于一般的电气短路故障 而是带电导体通过 金属材料与大地发生的短路故障 由于接地故障比较隐蔽 经 常是多次火灾的起因 而且往往还伴随着接地故障而发生电击 人身伤害事故 因此 为了住宅居住人员的安全 有必要加强 对接地故障的防范 3 1 不能随意更改按地系统 若原先采用的是 tn c s 系统 100kva 以上变压器 中性点接地电阻为 4 欧 pe 线接地电 阻为 10 欧 改变为 tt 系统 当发生用电设备金属外壳单相接 地短路时 由于 pe 线未按 tt 系统的接地电阻要求接地 必然 使设备金属外壳带上较高的电压 理论计算达 157v 从而发 生间接电击事故 3 2 严禁 pe 线与 n 线连接 若 pe 线与 n 线 连接便成了 tn c 系统 其不良后果前面已讨论过了 3 3 每套住宅总电源进线断路器应具有漏电保护功能 除空 调电源外 其他电源插座应设置漏电保护装置 通过两极保护 分别起到防电气火灾和防电击的作用 住宅内家用电器通常由 插座供电 电源插座上应安装额定电流不大于 30ma 的快速漏 电保护器 以防止电击造成的人身伤害事故 而当发生电弧性 接地故障时 由于电弧有很大阻抗 限制了接地故障电流 使 断路器 熔断器不能及时切断电源 造成火灾 所以要在住宅 的电源进线处安装额定动作电流为 300ma 的漏电保护器 井带 有 0 15s 的延时 可以避免电气火灾的发生 低于 500ma 的电 弧能量尚不足以引燃起火 3 4 作等电位和局部等电位连接 等电位联结是防止触电危 险的一项重要安全措施 它可大幅度地降低在接地放情况下人 所遭受的接触电压 由分析结果可知 它比重复接地降低接触 电压幅度的效果要好很多 这样 即使在接地故障保护失灵的 情况下 也能达到在较大限度范围内消除触电伤亡事故 1 总等电位联结 neb 作用在于降低建筑物内间接 接触电击的接触电压和不同金属部件间的电位差 并消除来自 建筑物外经电气线路和各种金属管道引人的危险电压故障的危 害 通过配线箱近旁的总等电位联结端子板 接地母排 将 卞列导电部分互相连通 进线配线箱的 pe 母排 公用设施的金 属管道 如 l 下水 热力 煤气等管道 建筑物金属结构钢 筋 人工接地的接地极引线等 建筑物每一电源进线都应做总 电位联结 每个总等电位联结板的端子应互相连通 在做总等电位连接后 tn 系统中的重复接地的接地极 已 处在总等电位联结区之外 规定接地电阻值已无意义了 因为 住宅用户全在总等电位联接区内 人身所能遇到因接地故障引 起的接触电击电压由 pe 线的电压降决定 已和有无重复接地无 关 建筑物的钢筋和各种公用设施的金属管道本身就是极良好 的接地体 接地电阻不到 1 欧 已经起到了比重复接地更好 的作用 通过分析 做等电位连接后 pe 线上的电压降 仅为 重复接地的 1 3 l 4 2 局部等电位联接 卫生间因其特别潮湿的原因成为电 击最大的场所 卫生间做局部等电位连接的目的 是在局部范 围内将人体可同时触及的有可能同时出现危险电压差的不同导 电部分再作一次联接 可使故障电流引起的电压降更小 接触 电压低于接触的限压值 卫生间的局部等电位联接 将下列导 电部分互相连通 pe 母线或 pe 干线 公用设施的金属管道 建筑物的钢筋网和金属结构等部分 电击人身伤害事件的发生 是由于出现了危险的间接接触 电压 建筑物接地目的就是为了减少接触电压 而现代住宅建 筑施工中 须按规范要求进行等电位联结 这样便获得了相当 低的接触电阻 极大地降低了接触电压 进行等电位联结后 还消除了建筑物外沿 pe 线窜入的危险故障电压 消除电磁场干 扰 减少保护器动作不可靠所带来的危害以及防雷电等