低压配电系统安全性分析及漏电保护器的安装

1、低压配电系统安全性分析及漏电保护器的安装 摘要 目前普遍采用的接地、 接零保护系统存在着种 种缺陷，安装漏电保护器后可以从根本上解决问题。国家也 推荐使用。从多年运行结果来看，漏电保护器在电网的安全 保护中发挥了巨大的作用。因此安装漏电保护器与原有的接 地、接零保护系统同时作用，可确保低压电气系统的安全。 文章主要对低压配电系统两种保护方式的安全性进行分析。 讨论在不同接地系统中漏电保护器的安装。 关键词 低压配电系统；保护接零；保护接地：漏电保 护器作者简介 覃文俊， 广州市时代发展企业集团有限公司， 研究方向：建筑电气，广东 广州， 510030 中图分类号 TM52 文献标识码 A 文章

2、编号 1007-7723(2007)08-0167-0003 在正常情况下，电气设备外壳是不带电、安全的，但在 发生漏电、碰壳等故障时可能会出现危险电压而导致人触 电。据统计数字表明，低压供电系统中的事故约占全部电气 事故的 87.5，因此对低压电气设备要进行保护。在我国低 压配电系统中，存在着保护接地和保护接零两种保护形式，两种保护方式各有优缺点。本文将对两种保护方式的安全性 进行分析，并结合漏电保护器在两种保护方式中的安装方式 提出自己的看法，以供参考。一、低压配电系统保护接零、保护接地存在的缺陷（一）保护接零系统 所谓保护接零，是指在电力系统中性点直接接地的低压 配电系统中，电气设备外壳

3、通过保护PE线或PEN线与系统中性点相连，这种供电系统称 TN 系统。保护接零一般与熔 断器、断路器等保护装置相配合，当电气设备发生碰壳、短 路时，短路电流就经设备外壳、保护线流回到电力系统中性 接地点。TN系统接地故障动作特性应符合Zs*la uo（Zs接地回路的阻抗，la 保证保护电器在规定的时间内自动 切断故障回路的电流，Uo相线对地称电压），系统按保 护线连接的形式不同可分为TN-C系统、TN-S系统和TN-C-S系统。1、TN-C 系统在TN-C配电系统中，中性线 N线和保护线PE线合为 一根 PEN 线（见图 1），俗称三相四线制系统，电气设备外壳 直接与 PEN 线相连接。 当电

4、气设备发生漏电、 短路时， 电流 将通过设备外壳、 PEN 线、系统中性点形成闭合回路，在一般情况下因短路回路阻抗小、短路电流大，能使设备的保护 装置熔断器或低压断路器可靠动作，将故障设备与电源切 断，避免了电气事故 （见图 2）。但是也存在若供电范围广、 线 路长、 PEN 线阻抗大、故障点远等情况造成短路电流较小； 且选择的熔断体额定值过大或开关失灵使电气设备不能脱 开电源，或三相负荷的不平衡， 使 PEN 线接地电位偏移及保 护 PEN 线断线； 这些都可能发生漏电时， 使设备外壳长期带 电，存在危险。2、TN-S 系统TN-S 是三相五线制配电方式，从电力系统接地中性点 专门引出一条保

5、护零线 PE 线 （如图 3）。在整个系统中中性线 N 线和保护零线 PE 线除了在系统中性点共同接地外，再没 有连接点。在正常情况下不管三相是否平衡、中性线是否带 电，保护零线PE线均不带电。因此与保护零线 PE线连接的 电气外壳同样不带电，保障了用电的使用安全。3. TN-C-S 系统在 TN-C-S 配电系统中， 可根据负载特点分别采用 TN-C 系统与 TN-S 系统连接方式，电气设备外壳分别接至中性线（N）与保护零线PE线合用的PEN线或分开后的保护零线 PE线（见图 4），这种保护系统兼有节约投资和较为安全的优点但在实际施工过程中，必须注意 PEN 分成 N 线和 PE 线后， 不

6、允许再次合并，否则会造成设备外壳带电（二）保护接地系统 所谓保护接地，是指将电气设备外壳接至与电力系统无 直接关联的接地极上。根据电力系统中性点接地和不接地， 将保护接地分为 IT 系统和 TT 系统。1、IT 系统IT 系统是指中性点不接地的电力系统中， 把电气设备外 壳直接接至与电力系统无直接关联的接地极上。在这种系统 中，当用电设备发生单相接地漏电时，漏电流通过接地电阻 和相线的对地绝缘阻抗形成回路 （见图 5）。当电网对地绝缘正 常时，漏电设备对地电压很低，不会破坏电源电压的平衡， 所以比较安全。2、TT 系统在电力系统中性点接地的系统中采用接地保护，设备外 壳与接地极连接。当用电设备

7、发生单相接地时，短路回路通 过接地电阻以及中性接地点的接零电阻形成回路，但故障电 流较小，一般不会使熔断器和断路器立即动作，会造成设备 外壳长期带电。综上所述， TN-C 、TN-S 、TN-C-S 系统存在安全问题； 即使达到了上述保护的动作要求，也要有0.33s的动作时间，在此期间内仍有触电危险。为从根本上解决这些问题， 国家已推广在这些保护的基础上同时配合使用漏电保护器。 下面介绍漏电保护器在不同系统中的安装。二、漏电保护器在不同系统中的应用及对接地方式的影 响由于供电的可靠性在实际中大多数使用电流型漏电保 护器，国家低压配电设计规范对漏电保护器安装作了较 明确的要求，下面主要简述零序电

8、流型的漏电保护器的安装 方式。（一 ）TN-C 系统在 TN-C 系统中装设漏电保护器，将保护范围内的所有 用电设备的工作零线、相线必须穿过零序电流互感器。而保 护零线必须接在零序电流互感器之前，不得穿过它（如图 6）。当出现电气设备碰壳时，漏电流经漏电保护器FQ 设备外壳一PE线流回电源零点，致使 FQ动作，切断电源；当正常 情况下即使三相负荷不平衡，因为工作零线通过零序电流互 感器，使得电流矢量和为 0，漏电保护器不致误动作。（二 ）TN-S 系统在 TN-S 系统中装设漏电保护器，敷设时应注意将相线 和中性线穿过漏电保护器的零序电流互感器，保护 PE 线应 接在零序电流互感器之前。当发生

9、绝缘损坏时，漏电电流经 设备外壳、保护线回到系统中性点，从而使漏电保护器检测 到漏电流而动作。在正常情况下，即使三相负荷不平衡，因 为工作零线通过零序电流互感器，使得不平衡电流矢量和为 0，漏电保护器不致误动作 （见图 7）。在 TN-S 系统中装设漏 电保护器，专用保护线 PE 不许断线，否则形不成回路，在 PE 线装重复接地时，也不要经过漏电保护器。（三）TN-C-S在 TN-C-S 系统中安装漏电保护器， 严格按 TN-C 和 TN-S 系统接法进行接线。（四 ）IT 系统在 IT 系统中安装漏电保护器， 必须将保护范围内的所有 用电设备的相线穿过零序电流互感器 （见图 8）。当发生电气

10、设 备碰壳时，漏电电流经接地电阻、相线的对地绝缘阻抗形成回路，漏电电流不为零从而使保护动作。（五 ）TT 接地系统在 IT 接地系统中安装漏电保护器， 必须将保护范围内的 所有用电设备的相线和中性线穿过零序电流互感器。当发生 电气设备碰壳时，漏电电流经接地电阻、电源中性点接地电 阻形成回路， 漏电电流不为零从而使保护动作， 如图 9 所示（六）使用与维护 漏电保护器一般没有磁场防护装置，安装时漏电保护器 要避开强磁场的影响；选用时，在危险爆炸场所选用防爆型 的；潮湿的场所应选用密闭型的；粉尘浓度大的应选用防尘 型式或密闭型的。 安装时连接要牢固， 操作手柄灵活、 可靠 每次使用前，应操作试验按钮检验漏电保护器的工作特性， 确认正常动作后才允许投入使用。使用过程中也应定期试 验，运行中的漏电保护装置外壳及各部件、联结端子应保持 清洁，完好无损。运行中漏电保护装置外壳胶木件最高温度 不得超过65C,外壳金属件最高温度不得超过55