大型游乐设施配电系统接地型式的探讨

1、大型游乐设施配电系统接地型式的探讨【摘要】分析不同接地型式的配电系统应用在 大型游乐设施的利弊情况，确定适合大型游乐设施配 电系统的接地型式。【关键词】大型游乐设施配电系统接地型式abstract： analysis the cons of different grounding types of large ridesdistribution systems， determinesuitable forgroundingtype of large ridesdistribution system.key words： largeridesdistribution systemgroundin

2、g types概述低压配电系统的接地型式依据交流电气装置的 接地设计规范gb50065-2011可分为it系统、tt系 统和tn系统，而tn系统又可分为tn-s系统、tn-c-s 系统、tn-c系统。笔者结合日常工作，发现已使用的 大型游乐设施的接地型式有tt系统、tn-s系统、 tn-c-s系统和tn-c系统。本文通过对大型游乐设施配 电系统应用不同接地型式的利弊进行分析和比较，提 出符合我国目前大型游乐设施配电系统的接地型式， 现将个人的点滴体会与大家交流，以供参考。1. it接地系统的利弊分析系统的电源不接地或通过阻抗接地，电气设备的 外壳可直接接地或通过保护线接至单独接地体。如图1。优

3、点：运用it方式供电系统，由于电源中性点 不接地，相对接地装置基本没有电压。电气设备的相 线碰壳或设备绝缘损坏时，单相对地漏电流较小，不 会破坏电源电压的平衡，一定条件下比电源中性点接 地的系统供电可靠；it方式供电系统在供电距离不 是很长时，供电的可靠性高、安全性好。缺点：如果供电距离很长时运用it方式供电， 从图1可见，电气设备的相线碰壳或设备绝缘损坏而 漏电时，由于供电线路对大地的分布电容会产生电容 电流，此电流经大地可形成回路，电气设备外露导电 部分也会形成危险的接触电压。2. tt接地系统的利弊分析本系统是指，电力系统中性点直接接地，电气设 备外露导电部分与大地直接联接，而与系统如何

4、接地 无关。专用保护线（pe线）和工作中性线（n线）分 开，pe线与n线没有电的联系。正常运行时，pe线 没有电流，n线可以有电流。在tt系统中负载的所有接地均称为保护接地，如图2。优点：1、tt系统由于接地装置就在设备附近，因此pe线断线的几率小，且容易被发现。2、tt系统设备在正常运行时外壳不带电、故障 时外壳高电位不会沿pe线传递至全系统。因此，tt 系统在适用于对电压敏感的数据处理设备及精密电子 设备进行供电；在爆炸与火灾危险性场所等有优势。3、tt系统适用于接地保护占很分散的地方。缺点：1、当电气设备的金属外壳带电（相线碰壳或设备绝缘损坏而漏电）时，由于有接地保护，可以 大大减少触电

5、的危险性。但是，低压断路器（自动开 关）不一定能跳闸，造成漏电设备的外壳对地电压高 于安全电压，属于危险电压。2、当漏电电流比较小时，即使有熔断器也不一定 能熔断，所以还需要漏电保护器作保护，困此tt系 统难以推广。3、tt系统接地装置耗用钢材多，而且难以回收、 费工时、费料。3.tn接地系统的利弊分析tn方式供电系统是将电气设备的外露导电部分 与工作中性线相接的保护系统，称作接零保护系统， 用tn表示。它的特点如下：1）当电气设备的相线碰壳或设备绝缘损坏而漏电 时，实际上就是单相对地短路故障，理想状态下电源 侧熔断器会熔断，低压断路器会立即跳闸使故障设备 断电，产生危险接触电压的时间较短，比

6、较安全。2）tn系统节省材料、工时，应用广泛。1、tn-c方式供电系统本系统中，保护线与中性线合二为一，称为pen 线。如图3。优点：tn-c方案易于实现，节省了一根导线，且 保护电器可节省一极，降低设备的初期投资费用；发 生接地短路故障时，故障电流大，可采用一过流保护 电器瞬时切断电源，保证人员生命和财产安全。缺点：线路中有单相负荷，或三相负荷不平衡， 及电网中有谐波电流时，由于pen中有电流，电气设 备的外壳和线路金属套管间有压降，对敏感性电子设 备不利；pen线中的电流在有爆炸危险的环境中会引 起爆炸；pen线断线或相线对地短路时，会呈现相当 高的对地故障电压，可能扩大事故范围；tn-c

7、系统电 源处上使用漏电保护器时，接地点后工作中性线不得 重复接地，否则无法可靠供电。2、tn-s方式供电系统本系统中，保护线（pe）和中性线（n）严格分 开，称作tn-s供电系统。如图4。优点：正常时即使工作中性线上有不平衡电流，专用保护线上也不会有电流。适用于数据处理和精密 电子仪器设备，也可用于爆炸危险场合；民用建筑中， 家用电器大都有单独接地触点的插头，采用tn-s系统， 既方便，又安全；如果回路阻抗太高或者电源短路容 量较小，需采用剩余电流保护装置对人身安全和设备 进行保护，防止火灾危险；tn-s系统供电干线上也可 以安装漏电保护器，前提是工作中性线n线不得有重 复接地。专用保护线pe

8、线可重复接地，但不可接入 漏电开关。缺点：由于增加了中性线，初期投资较高；？ tn-s 系统相对地短路时，对地故障电压较高。3、tn-c-s方式供电系统本系统是指，如果前部分是tn-c方式供电，但为考虑安全供电，二级配电箱出口处，分别引出pe线 及n线，即在系统后部分二级配电箱后采用tn-s方 式供电，这种系统总称为tn-c-s供电系统。如图5。 优点：（1） tn-c-s系统可以降低电动机外壳对地的 电压，然而又不能完全消除这个电压，这个电压的大 小取决于负载不平衡的情况及线路的长度。要求负载 不平衡电流不能太大，而且在pe线上应作重复接地。(2) pe线在任何情况下都不能进入漏电保护器，

9、因为线路末端的漏电保护器动作会使前级漏电保护器 跳闸造成大范围停电。(3) 对pe线除了在总箱处必须和n线相接以 外，其他各分箱处均不得把n线和pe线相联，pe 线上不许安装开关和熔断器。缺点：三相负载严重不平衡时，后部pe线上电气 设备的外壳会有接触电压产生。4. 大型游乐设施低压配电系统接地型式选用分析从上述各低压配电系统接地型式的分析情况来看因it方式供电系统和tt供电系统，在供电低压线路 上使用时，当线路发生故障，用电设备会产生危险电 压，对人身的安全有危险性，又大型游乐设施是与人 员接触频繁的机电设备，所以不建议使用。又tn-c 系统有线路中有单相负荷，或三相负荷不平衡，及电 网中有

10、谐波电流时，对敏感性电子设备不利的缺陷， 而大型游乐设施多数有敏感性电子设备，同样不建议 使用。而tn-s系统能够满足大型游乐设施的安全和 使用要求。除非三相负荷严重不平衡情况，tn-c-s系 统也能够满足大型游乐设施的安全和使用要求。5. 游乐设施相关法规和标准中存在的问题1、游乐设施监督检验规程(试行)(以下简称“检验规程”）第7.1条规定“低压供电系统的接地形 式应采用tn-s系统。” 7.2 “电气设备金属外壳等必 须可靠接地，低压配电系统保护接地电阻应不大于10 q。”。2、游乐设施安全规范（gb8408-2008 ）（以下 简称“gb8408”）第6.6.1规定“低压配电系统的接地

11、 型式应采用tn-s系统或tn-c-s系统。”第6.6.2规定“电气设备中正常情况下不带电的金属外壳、金属管 槽、电缆金属保护层、互感器二次回路等必须与电源 线的地线（pe）可靠连接，低压配电系统保护重复接 地电阻应不大于10 q。接地装置的设计和施工应符合 gbj65、gb50169 的规定。”3、游乐设施安全技术监察规程（试行）（以下 简称“监察规程”）第十三条（二）规定“游乐设施 的低压配电系统的接地型式应采用tn-s系统；电气设 备金属外壳及不带电金属结构等必须可靠接地；低压 配电系统的保护重复接地电阻不大于10q；接地装置 的设计和施工应符合工业与民用电力装置的接地设 计规范（gb6

12、5）、电气装置安装工程接地装置施工 及验收规范（gb50169）的规定；带电回路与地之间 的绝缘电阻应不小于1mq”。通过对上述标准和规程进行比较和分析，不难发现以下问题。1) “检验规程”、“gb8408”和“监察规程”对低 压供电系统的接地型式要求不一致，制造和安装单位 按照“gb8408”的要求，设计和安装采用tn-c-s低压 供电系统的接地型式，而检验机构和监察机构按照“检 验规程”和“监察规程”进行检验和监察，只有“tn-s 系统”才符合要求。由电气安全名词术语(gb 4776-84)和交流 电气装置的接地设计规范(gb50065-2011)知“tn-s 系统”和“tn-c-s系统”的接地形式应为“工作接地” 和“重复接地”，而无“保护接地”和“保护重复接地” 的提法，让相关工作人员无所适从。结语通过本文的分析，对于大型游乐设施采用何种接 地保护系统是可以根据现场的供