施耐德低压培训Schneider-3-接地系统

1、 接地系统接地系统Earthing systems2BTT市场部n 没有一个接地系统是普遍适用的。n施耐德公司建议，应根据给出系统的特殊限定的条 件及用户的需求，分别不同情况来选择接地系统。n对于整套系统装置而言，较有益的方案是不选取相同的系统。n对于一个企业，选择十分恰当的接地系统是使电气 装置安全可靠运行的最基本条件，是十分重要的选 择。一般规则一般规则:施耐德公司的观点施耐德公司的观点Earthing systems3BTT市场部什么是电气装置的接地系统什么是电气装置的接地系统? 装置的接地系统包括把带电导线系统连接至地线的各种方法（即LV电源），以及LV负载的外露导电部分的接地。 把带

2、电导线系统接地的电路称之为“中性线-连接电路”，在建筑物电气装置中可以用3种不同方案来实现。 无论如何，外露的导电部分总是与安装在建筑物内的接地电极连接，或是通过保护导线或是通过中性线连接。如果建筑物内没有接地电极，则这些导线与电源的中性线连接（如TN-C电路）。一般规则一般规则Comments previous slide 7Earthing systems4BTT市场部一般规则一般规则TTITNT1st 字母字母2nd 字母字母附加的字母附加的字母根据根据IEC 364n 系统 电源/接地的情况:T =一点与地直接连接I = 不接地或经阻抗接地n TN 系统S =PE 保护功能与N分开或与

3、带 电的接地导线（Ph）分开 C = 用N作为共同保护功能（PEN）Earthing systems5BTT市场部n 在接地的电源点，电气装置的机架与地线连接而与电源的接地连线分开。但是，如果变压器作为一个装置安装在同一个建筑物内，则接地电极也许无意的连接在一起。n PE保护导线与中性线分开，其截面尺寸依据可能发生的最大故障电流而确定。TT 系统系统RbPEL1L2L3NRa机架Earthing systems6BTT市场部n PE线在整个系统中是独立的。n 变压器的中性点或中性线在初次 安装时，一次性地把它与LV接地 电极连接。n 设备外露的导电部件及附加的导 电部件均与PE导线连接，而在初

4、 次安装时即与中性线连接。 n 保护导线与中性线分开，并根据 可能发生的最大故障电流决定其 截面尺寸。TN 系统系统N 和 PE分开机架L1L2L3NPERpabTNSEarthing systems7BTT市场部n 在整个系统中，N及PE是共同的。n 变压器的中性点是固定地接地，而中性线在整个长度中是间隔地接地。n 电气装置附加的导电部件和设备外露的导电部件均与中性线连接。TN 系统系统机架L1L2L3PENRpabTNCEarthing systems8BTT市场部n 变电所机架，LV中性线及应用机架均与同一个地线相连接。n 配电的接地均连接至PE上。n 敷设PE（PEN）线应与相线并行。

5、n PEN线与负载的“机架”端子连接。n 严禁把TN-C设在TN-S的下游。n TN-CPEN线既是保护导线又是中性线n TN-S保护导线PE与中性线分开。规定对于铜导线，其截面 S 102，铝导线也是S 102 。n PEN线永远不应断开，例如电源线上的三极开关装置都带有PEN线。TN 系统系统一般规则一般规则Comments previous slide 15Earthing systems9BTT市场部n 在整个系统中，N及PE是共同的。TN 系统系统TNCS机架L1L2L3PENNRpabEarthing systems10BTT市场部aCCCRRRCtRtZctIT 系统系统泄漏阻抗

6、泄漏阻抗 1公里电缆电容 = 0.9 mF电阻= 3.3 MW支架Zct = 1 = 3540WCwEarthing systems11BTT市场部IT 系统系统电源接地支架RbL1L2L3NPERan 变压器的LV中性点与地隔绝。实际上，它通过装置的导线的固有接地电容及附加接地电阻与地相连。在许多国家，要求有一个限压器来限制此值。n 外露的设备导电部件和附加的导电部件均用保护导线和LV装置的接地电极相连接。n PE保护导线与中性线完全隔离，其截面尺寸取决于可能发生的最大故障电流值（例如同时发生在不同相的两个接地故障）。Earthing systems12BTT市场部优点和缺点优点和缺点Es优

7、点优点缺点缺点TTn 故障电流小n 设计简单：无需知道电源阻抗值。 无需计算即可进行修改及增 设。n 无需连续的运行监控。n 使用常规的保护装置。n 当回路阻抗为未知数时，建议使用漏电保护装置。n 需要专门的设计并需知故障回路的阻抗值。n 当试运行时或因测量目的而进行修改时需作脱扣试验。n 当第一个绝缘故障出现时，需切断总电源或局部电源。n 应选择有能力的人承担服务工作。n 一旦出现第一个绝缘故障时需切断总电流或局部电流。n 更多地要求安装过电压保护装置。TN-SEarthing systems13BTT市场部TN-Cn 使用三极开关。n 使用4根电缆代替5根电缆。n 沿PEN线电压下降。n

8、导电部分、屏蔽及外露的导电部件有环流发生。n 接地电极腐蚀。n 对阻抗型的绝缘故障没有保护作用。n 当发生零阻抗接地故障时，电流极大。优点和缺点优点和缺点Es优点优点缺点缺点Earthing systems14BTT市场部ITn 提供较好的连续电源：当第一个绝缘故障发生时没有危险，并不会引起自动转换。需要：需要：n 设计上需要提供耐过压措施和避免过大的漏电流。n 设置一个PIM，目的是：o显示第一个故障o跟踪及清除故障n 设计中必须包括第二个故障脱扣试验。n 需要保持网络的良好绝缘水平。n 必须在所有时间内有维护人员值班以监控装置。n 必须提供电压限制器。优点和缺点优点和缺点Es优点优点缺点缺

9、点Earthing systems15BTT市场部TTTN-CTN-SIT人身安全+电源的连续性+电磁干扰+谐波电流+过压（雷电）危险+防火保护+对设备的损坏+PE的等电位联结+投运简单+(经设计办公室的计算，增设）节省配电装置投资+中性线转换的可能性是否是是 + 优秀 + 良好 + 一般 要小心运行运行Earthing systems16BTT市场部防电击保护防电击保护: TN-C, TN-S, TT, IT如果上述电路均严格遵守标准实施，则所有LV中性线连接电路在防电击保护方面其效果是相同的。电源的连续性电源的连续性IT: 由于导线的寄生电容电流及设备的HF滤波器等因素，再加上电流通过起点

10、为高阻值的接地电阻器（假定已安装此电阻器），所以第一次故障电流很低。TT: 装置的第一次故障触发打开了断路器，同时切断电源。TN-C: 绝缘故障电流很高，它并不受接地电极阻抗的限制。TN-S: 当第一个故障发生时，断路器脱扣或熔断器断开。运行运行电磁干扰电磁干扰 TT, TN-S 及IT 系统均能满足EMC准则。但必须注意到，当短路接地故障发生时，由于产生较大的故障电流，所以TN-S系统产生的干扰大于其它两种。 当EMC强调很重要时，我们不推荐TN-C及TN-C-S这两个系统，因为这两个系统在正常运行时，PEN线、屏蔽电缆及其它导电部件均永久地流通电流，而这种电流是不平衡负载电流的一部分。这种

11、永久性电流会使接在PEN导线上的设备的敏感部分之间产生干扰电位差。谐波电流谐波电流TN-C: 由于部分中性线电流特别是三次谐波在钢结构中环流，从而加速了结构的锈蚀。此谐波的幅度在PEN导线的基波图象中增加到3倍，而不是被抵消掉。Comments previous slide 27-1Earthing systems17BTT市场部过电压保护过电压保护IT: 必须设置一限压器以避免电压升高，当出现HV故障时，过高的电压将使LV装置及设备超过额定的耐压能力而造成损坏。设备的LV配电回路的过压保护将根据对所有线路的共同措施而实现。在所有的接地系统中，一般而言，有些过压保护措施是需要的。为选择恰当的保

12、护电路，必须考虑电气装置的暴露程度（大气的电气干扰）和建筑物的类型以及该地的干扰活动持续性等因素。TN-C, TN-S: 在正常运行时，变压器的LV中性点、外露的导电部分以及接地电极均处在同一电位上。但是，瞬态现象可能产生，因此需在相间、中性线和PE线设避雷装置。TT: 避雷装置提供所需的保护。运行运行电气火灾的防护电气火灾的防护IT: 需要使用一台报警继电器以持续地监视电气装置对地的绝缘电阻值。有可能再使用一台灵敏度为500mA漏电保护装置，与此继电器一起能在发生电气故障引起的火灾时起到保护作用。TT: 在TT及IT系统中，首次出现的相至地线的绝缘故障而导致产生的电流是十分微弱的，所以产生的

13、火灾危险程度是相当低的。TN:n 在在TN系统中，产生一个对地的低阻抗短路时，系统中，产生一个对地的低阻抗短路时， 该故障电流很高，故产生火灾并造成损坏的危险性随之增加。n 在对地产生部分短路的情况在对地产生部分短路的情况, 即由于阻抗较高而产生的故障电流受到限制。TN系统没有漏电保护装置，未对火灾提供充分的防护措施。因此建议使用TN-S系统取代TN系统，最好再使用漏电保护装置或者至少应有接地故障的保护。n 在正常运行时在正常运行时, TN-C系统比其它系统有较大的火灾危险。事实上，任何（正常）不平衡电流不仅通过PEN（中性线/PE）线流回电源，而且还通过与PEN导线相连接的元件，如钢结构梁、

14、栅格、金属罩、屏蔽物等流回电源。n 当产生至地的短路时，消耗在这些外部的电流通路上的热能大量增加，由于这个原因，TN-C系统不能应用在具有火灾及爆炸危险的场所。Comments previous slide 27-2Earthing systems18BTT市场部在设计装置时必须考虑到：在设计装置时必须考虑到：IT:n 必须有一支全天值班的熟练队伍，当发生第一个故障时必须尽快修好。n 对电气装置的设计必须作出严谨的考虑。n 如果设计中有中性线时，则此线必须由四极断路器中的第四极或单相电路的第二极作保护。TT: 使用漏电保护装置后将对设计和运行方面的制约减至最少。不需了解电源的阻抗值。回路的长度

15、是不受限制的（除非需考虑到电压降）。 无需进行计算或现场测量即可实现装置的修改或增设。运行运行TN: 使用断路器和熔断丝作为间接接触危险的保护措施，意味着在设计阶段就必须了解电源的阻抗值、从CB或熔断器开始的上级回路以及被保护电路等条件，这些条件必须一直保留不得改变。TN-CTN-C系统不允许使用在截面积小于 10 mm2 （铜或铝导线）的回路中，也不允许使用软线安装（即非刚性安装方式）。TN-S: 由于该系统使用了漏电保护装置，因而在装置的设计和运行时可排除许多约束条件。无需了解电源阻抗的精确值。回路的长度不受限制（除非考虑到电压降）。无需进一步的计算或现场测量即可进行修改或增设。Comme

16、nts previous slide 27-3Earthing systems19BTT市场部根据电网型式的应用根据电网型式的应用(1)当对系统没有特别要求时，接地系统的选择取决于所期望的运行性能（出于安全因素及增加生产能力，要求电源持续不间断）。但接地系统可能发生的绝缘故障随着电网的长度而增加，因此明智的做法是将电网分割以便于故障跟踪，并使后面推荐的系统能使用于各种应用场合。(2) 使用限压器的危险在于将绝缘的中性线系统转换成接地的中性线系统。这些危险主要对有强暴风雨的区域和有高架供电装置造成危害。如果选用IT系统要确保连续供电，设计者务必十分精确地计算出第二次故障脱扣的条件。(3) 存在漏

17、电保护装置脱扣的危险。(4) 对于系统而言理想的解决办法是把产生干扰的部分隔离开来。如果这部分能容易地定位。(5) 相至地故障的危险是使等电位联结不可靠。(6) 由于导电的湿气及灰尘而使绝缘不可靠。(7) 当AC发电机出现内部故障时，中性线连接将损坏发电机，因此这种连接是不可取的。当发电机提供电源给要求高度安全的设备时，将不允许因发生第一个故障而断电。Comments previous slide 33Earthing systems20BTT市场部可取的电网型式可取的电网型式 建议的建议的 不可取的不可取的应用应用外露导电部分接地或组合电极的带适宜负载的宽域电网（最大电阻10)TTTT，TN

18、TN，ITITTT TN-S ITTT TN-S IT（1 1）外露导电部分接地电极的带有不适宜负载的宽域电网（电阻30)分布式电网（有暴风雨区域）（例如：TV或无线电移位器）TNTN（4 4） TT TT ITIT（2 2）有高漏电流（ 500mA）的电网TNTN（4 4） IT IT TTTT（3 3）（）（4 4）带户外IT的电网TTTT（6 6） TNTN （5 5） （6 6） ITIT（6 6）TN-CTN-CEarthing systems21BTT市场部根据不同类型负载的应用根据不同类型负载的应用(8)相线至外露导电部件的故障电流可能高达额定电流值的数倍，这可能导致损坏或缩短电

19、动机绕组的使用寿命并毁坏磁路。(9)为使供电电源保持持续性和安全性的协调，把这些负载从其它装置的负载中分开是必须的也是可取的，不管它是何种接地系统（例如使用就地中性线的单独变压器）。(10)当在设计阶段并不了解负载的数量时，绝缘性能容易很快的降低，在此情况下选用带漏电保护装置的TT型保护是最好的防护方式。(11)有些运动性负载发生故障（例如滑动的外露导电部件的触点）的频率必须受到限制。但通过带就地中性线连接的变压器对这些回路供电的做法是合适的，不管它是何种接地系统。(12)需使用带就地中性线连接的变压器以防止有害的运行，以及防止当发生最初的故障（TT）或双故障（IT）时的断路。(12b) 具有

20、控制回路双中断功能。Comments previous slide 35Earthing systems22BTT市场部根据不同类型负载的应用根据不同类型负载的应用可取的电网可取的电网 型式型式 建议的建议的 不可取的不可取的 对高故障电流敏感的负载（如电动机等） TT TN (9)低绝缘性的负载(如电炉、焊接机、加热设备、浸没式加热器、大型厨房设备等) TN (9） TT (9)IT大量的单相，相中性负载（如移动式的、 TT (10) IT (10)半固定式的、手提式的 ） TN-S TN-C (10）高风险的负载（如滑轮装置、输送设备等） TN (11) TT (11) IT (11) 大量的辅助设备（如机床等） TN-S TN-CTT (12) IT (12 b)Earthing systems23BTT市场部根据其他方面特点的应用根据其他方面特点的应用(13) 由于高值的零序阻抗过度限制了相-中性线电流，此阻抗至少是直接阻抗的45倍。在此情况下用Y-线路取代原线路。(14) 高故障电流危及中性线连接：这种情况下禁止使用TN-C系统。(15) 接地系统均需使用一台灵敏度为500mA的漏电保护装置。(16) 当TT系统用于低压供电