低压配电系统的保护接地系统与接地接零

低压配电系统的保护接地系统与接地接

零摘要：随着低压配电系统中的负荷设备种类的多样化和数量的日益增长，各种电气设备的接地是分开独立接地，还是共用接地，根据以往低压配电系统接地施工中所遇到的问题，针对低压配电网中存在的两种不同性质的保护接地方式，采用共用接地有许多优点，但也存在一些问题，需要正确分析和对待以及在具体使用中应当注重的问题。关键词：接零；接地保护；低压系统接地1概述随着社会的不断进步，电能已成为人们生产生活中最基本的不可代替的能源。然而，当电能失去控制时，就会引发各类电气事故，其中对人体的伤害即触电事故是最常见的，而人们最忽视的就是间接触电。保护接地和保护接零是防止间接触电最基本的措施。1.1接地的概念：一般是指电气装置为达到安全和功能的目的所采用的接地系统，包括：埋地的接地极、建筑物内设置的等电位联结端子箱，又分总等电位和局部等电位两种。等电位的含义也就是“将设备等外壳或金属部分与地线联结”。接地线与大地做电气连接即接大地，或是电气装置与某一基准电位点做电气连接即接基准地。电气设备的任何部分与土壤间作良好的电气连接称为接地，与土壤直接接触的金属体称为接地体，连接接地体与电气设备之间的金属线称为接地线，接地线与接地体合称为接地装置。1.2接地类型可分为:（1）功能性接地：为保证电网正常运行，或为了实现电气装置的固有功能，提高其可靠性而进行的接地。例如：在电力系统正常运行时需要的接地（如电源中性点接地）又称为工作接地。（2）保护性接地：为了保证电网故障时人身和设备安全而进行的接地，它又分为：保护接地：电气装置外露部分、电气装置容易触及的导电部分。它在正常时不带电压，而在故障情况下可能带电压。为了降低此电压，减小对人身的损害，应将其接地。例如：电气装置的金属外壳接地，母线金属支架接地等。电压保护接地：为了防止过电压对电气装置和人身安全的危害而进行的接地。例如：电气设备或线路的防雷接地。依此类推，建筑物防雷接地也属此类接地。防静电接地：为了消除静电时对人身安全和电气装置的危害而进行的接地。例如：输送某些液体和气体的金属管道的接地，监控等电子控制装置和输入输出电子微弱信号管线接地等。（3）功能性和保护性合一的接地。例如：屏蔽接地。这种接地应首先满足保护性接地要求。（4）保护接地和保护接零保护接地和保护接零是有区别的，随着低压电网系统接地形式的多样化，更有必要把接地和接零两者之间区别加以突出，以便减少在实际工作中出现的一些麻烦。保护接地就是把电气设备的金属外壳、框架等用接地装置与大地可靠地连接，它适用于电源中性点不接地的低压系统和1000V以上任何形式的电网中。保护接地的原理是给人体并联一个小电阻，以保证发生事故时，减小通过人体的电流和承受的电压，主要保护人员和设备不受损害。保护接零就是在电源中性点接地的系统中，把电气设备的金属外壳、框架与零线相连接，它的作用在于：如果电气设备的绝缘损坏而碰壳，由于零线的电阻小，故短路电流很大，这将使电路中保护开关动作或使电路中保护熔丝断开，切断电源，这时外壳就不带电，从而避免触电事故。2低压配电系统的接地在三相四线制中接地和接零是一个概念，在三相五线制系统接地和接零是分离的。变压器中性点N线直接接变压器的接地网上，是功能性接地。在电气装置外露金属部分如外壳接地，是通过PE线直接接到接地网和接地极上。如建筑物基础作为接地网，建筑物周围的接地网，此为保护接地。保护线与中性线从某点分开就不允许有任何联系，其目的有以下两点：其一是为了使漏电电流动作保护能正确动作；其二是为了使保护线上没有电流流过，以保证保护线乃至设备外露可导电部分的电位限制在较低水平，以利安全。至于中性线也应采取与相线绝缘水平相同导线，是为了避免系统的杂散电流对中性线产生影响，以保证漏电电流动作保护装置正确动作，同时也有利于人身安全（同时即使在三相平衡条件下，由于三次倍数以上的谐波影响中性线上仍有相当大的电流流过，因此也是伴随着电压存在。）这就是设计中，保护线和中性线分开，就不允许有任何联系的原因。2.1低压配电系统接地的形式：低压配电系统按接地方式的不同分为三类，即TT、TN和IT系统。TT方式供电系统：在TT系统中负载的所有接地均称为保护接地。这种供电系统的特点如下。（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，因此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。TN方式供电系统：将电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统，称作接零保护系统，用TN表示。它的特点如下。（1）一旦设备出现外壳带电，接零保护系统能将漏电电流上升为短路电流，这个电流很大，是TT系统的5.3倍，实际上就是单相对地短路故障，熔断器的熔丝会熔断，低压断路器的脱扣器会立即动作而跳闸，使故障设备断电，比较安全。（2）TN系统节省材料、工时，可见比TT系统优点多。TN方式供电系统中，根据其保护零线是否与工作零线分开而划分为TN-C和TN-S等两种。TN-C方式供电系统它是用工作零线兼作接零保护线，可以称作保护中性线，可用NPE表示。TN-S方式供电系统它是把工作零线N和专用保护线PE严格分开的供电系统，称作TN-S供电系统，TN-S供电系统的特点如下。A、系统正常运行时，专用保护线上没有电流，只是工作零线上有不平衡电流。PE线对地没有电压，所以电气设备金属外壳接零保护是接在专用的保护线PE上，安全可靠。B、X作零线只用作单相照明负载回路。C、专用保护线PE不许断线，也不许进入漏电开关。D、干线上使用漏电保护器，工作零线不得有重复接地，而PE线有重复接地，但是不经过漏电保护器，所以TN-S系统供电干线上也可以安装漏电保护器。E、TN-S方式供电系统安全可靠，适用于工业与民用建筑等低压供电系统。在建筑工程开工前的“三通一平”（电通、水通、路通和地平一一必须采用TN-S方式供电系统。TN-C-S方式供电系统：在建筑施工临时供电中，如果前部分是TN-C方式供电，而施工规范规定施工现场必须采用TN-S方式供电系统，则可以在系统后部分现场总配电箱分出PE线。IT方式供电系统：IT系统电源侧没有工作接地，或经过高阻抗接地，负载侧电气设备进行接地保护°IT系统在供电距离不是很长时，供电的可靠性高，安全性好。一般用于不允许停电的场所，或者是要求严格连续供电的场所，例如电力、炼钢、大医院的手术室、地下矿井等处。运用IT方式供电系统，即使电源中性点不接地，一旦设备漏电，单相对地漏电流仍小，不会破坏电源电压的平衡，所以比电源中性点接地的系统还安全。2.2供电线路规定符号的含义（1）国际电工委员会（IEC）规定的供电方式符号中，第一个字母表示电力（电源）系统对地关系。如T表示是中性点直接接地；I表示所有带电部分绝缘。（2）第二个字母表示用电装置外露的可导电部分对地的关系。如T表示设备外壳接地，它与系统中的其他任何接地点无直接关系；N表示负载采用接零保护。（3）第三个字母表示工作零线与保护线的组合关系。如C表示工作零线与保护线是合一的，此处的全系统是从电源配电盘出线处算起，如TN-C；S表示工作零线与保护线是严格分开的，所以PE线称为专用保护线，如TN-S。3配电系统接地要求电气装置的外露导电部分应与保护线连接；能同时触及的外露导电部分应接至同一接地系统；建筑物电气装置应在电源进线处作等电位联结。TN方式供电系统：（1）电气装置的外露导电部分应采用保护线与电力系统的接地点即中性点连接。（2）保护线应在电气装置的每台电力变压器或发电机的靠近处接地，则发生接地故障时可使保护线的电位尽量接近地电位。（3）应装设能迅速自动切除接地故障的保护电器。TT方式供电系统：（1）共用同一保护电器保护的所有电气装置的外露导电部分，应采用保护线与这些外露导电部分共用接地极相互连接。（2）应装设能迅速切除接地故障的保护电器。4接地系统4.1接地系统的构成：（1）接地极：埋入地中与大地紧密接触并与大地形成电气连接的一个或一组导电体，称为接地极。人为的接地极称为人工接地极。例如：为达到接地目的，人工埋入或打入大地的钢管、角铁、扁钢、钢板、铜板等。兼做接地极用的直接与大地接触的金属构件，金属井管，建筑物的钢筋混凝土基础内的钢筋等称为自然接地体。（2）接地线：由电气装置的总接地端子或接地干线接至接地极的，在正常情况下，不载流的导体称为接地线。（3）总接地端子：建筑物电气装置应在电源进线处设置总接地端子（接地母排），以便与接地线，保护线，等电位联结干线，功能性接地线（如需要时）连接。4.2接地系统连接的要求：接地装置由接地体和接地线组成。直接与土壤接触的金属导体称为接地体，接地点与接地体连接的金属导体称为接地线。（1）接地体可分为自然接地体和人工接地体两类：自然接地体有：A、埋在地下的自来水管及其他金属管道（液体燃料和易燃、易爆气体的管道除外）。B、金属井管。C、建筑物和构筑物与大地接触的或水下的金属结构。D、建筑物的钢筋混凝土基础等。人工接地体可用垂直埋置的角钢、圆钢或钢管，以及水平埋置的圆钢、扁钢等。当土壤有强烈腐蚀性时，应将接地体表面镀锡或热镀锌，并适当加大截面。入、水平接地体一般可用直径为8〜10毫米的圆钢或采用-40X4镀锌扁钢，最小截面积不小于100平方毫米、厚度不小于4毫米。B、垂直接地体的钢管长度一般为2〜3米，钢管外径为35〜50毫米，角钢尺寸一般为40X40X4或50X50X4毫米。人工接地体的顶