施耐德不同接地系统的特性

第七章

不同接地系统的特性TT系统接地故障与保护TN系统接地故障与保护IT系统接地故障与保护接地系统的选择低压变压器中性点直接与接地极相连接设备的外露可导电部分（外壳）连接到一个独立的接地电极上L1L2L3NRnRuPETT系统故障电流值

If=Uo/(Rn+Ru) =220/(10+10) =11A

故障电压值

Uf=Ru×If =10×11 =110V>UL(50V)故障电流产生危险接触电压断路器通常不适合消除这类故障

Uo－相线对地标称电压，220VUL－安全电压限值，50V380V/220VL1L2L3NIf=11ARu10Rn10Uo=220VUf=110V设备外露可导电部分负载TT系统的接地故障分析装设剩余电流保护器(RCD)用于间接接触防护脱扣条件接触电压≤安全电压Ru×IΔn≤UL即：IΔn≤UL/Ru举例，图中：

IΔn≤UL/Ru=50/10=5AIΔn可取1A(或3A)Ru－外露可导电部分的接地电阻IΔn－RCD额定剩余动作电流380V/220VL1L2L3NIn=3ARu10Rn10Uo=220VSCPD25A设备外露可导电部分负载TT系统的间接接触防护TT系统接地故障分析本例中UL=50V

故障电流值If多大？故障电压值Uf多大？

RCD额定剩余动作电流应如何设定？380V/220VL1L2L3NRu6Rn4Uo=220V设备外露可导电部分负载If=220/(4+6)=22AUf=22x6=132VRCD额定剩余动作电流：IΔn≤UL/Ru=50/6=8.3A取1A(或3A)TT系统应用习题RCD：ResidualCurrentDevice，剩余电流动作保护器，俗称漏电保护器RCD的主要功能什么是RCD剩余电流的检测原理：传感器检测相线与中线电流的矢量和无故障有故障i1i2i3iNi1i2i3iNi1i2i3iNi1i2i3iN0ididRCD的工作原理通过安装于所有带电导体之上的电流互感器，检测故障电流测量并计算电流瞬时值的矢量和通过磁线圈或继电器令保护装置脱扣，将故障回路断开RCD的工作原理（续）lphM检测Ir测量SN脱扣magnetlNM检测差动继电器测量独立电压供电脱扣三种不同类型用于检测不同的故障电流AC类：只用于检测AC剩余电流tIdtIdtIdMulti9系列Multi9系列Vigirex系列

VigiCompactNSX系列A类：用于检测AC型及脉动直流型剩余电流B类：用于检测AC及A以及平滑直流型剩余电流RCD的不同类型RCD的动作灵敏度根据IEC61008,61009,755,60947-2

等标准，分为高灵敏度 6mA 10mA

30mA中灵敏度

100mA

300mA

500mA

1A低灵敏度

3A 10A

20A

30ARCD用于防电气火灾过热、污染以及意外的损伤都会导致线路绝缘的失效随着线路对地泄漏电流的增大，可能产生电弧，进而引起火灾危险研究表明，有70-80%的电气火灾与电气线路的绝缘故障有关。300mA额定动作值的RCD可以有效地检测到危险的泄漏电流，防止电气火灾的发生垂直选择性剩余动作电流的设定：IΔn1＞2×IΔn2延时时间的设定：

T1＞T2(total)水平选择性RCD1RCD2E95454E95455RCD间的配合－选择性人身保护危险的故障电流故障电流不足以启动短路保护装置保护几乎必须瞬动由经过计算选择的RCD提供保护防电气火灾限制故障电流用于保护人身的RCD可兼做防电气火灾供电连续性通过RCD之间选择性获得TT系统的主要特点低压变压器中性点直接与接地极相连接保护接地线PE和中性线N合并成一根PEN线常采用重复接地的措施L1L2L3PENRnTN-C系统低压变压器中性点直接与接地极相连装置的外露可导电部分都用PE线连接到同一个接地电极上PE和中性线分离L1L2L3NPERnTN-S系统在TN-C-S系统中上游部分是TN-C下游部分是TN-S注意：禁止在TN-C系统的上游使用TN-S系统当铜芯电缆的截面积小于10mm2，铝芯电缆(和软电缆)的截面积小于16mm2时,应使用TN-S系统重复接地的作用L1L2L3NPERnPENTN-C-S系统故障电流等于相线对PE线短路电流故障电流产生危险的接触电压电源电压降至0.8Uo当PE线和相线尺寸相同，接触电压是

Uf=0.8×Uo/2=88V>UL(50V)断路器脱扣380V/220VL1L2L3NPEIfRnUo=220VUf设备外露可导电部分故障TN系统的接地故障分析计算接地故障时的短路电流If=0.8Uo/(RPE+Rph)其中

RPE=ρL/SPE

Rph=ρL/Sph

令m=Sph/SPE

短路电流计算式为：

If=（0.8×Uo×Sph

）/（ρ×(1+m)×L）断路器脱扣的条件：

If＞Imt==>L＜LmaxTN系统的间接接触防护380V/220VL1L2L3NPEIfRnUo=220VUf设备外露可导电部分故障校验三断路三器脱三扣条三件0.三8×三Uo三×SphL三ma三x三=ρ×三(1三+m三)×三Im三tU0－相三电压三，22三0Vρ－正三常温三度条三件下三的电三阻率Im三t－断三路器三瞬时三动作三脱扣三电流m三=三Sph/三SPE当脱三扣条三件不三满足三时减少三磁脱三扣设三定值零序三保护配置RC三DTN系统三的间三接接三触防三护（三续）校正三系数三表TN系统三回路三最大三长度三表通用三型断三路器三保护三的回三路Mu三lt三i三9断路三器C型曲三线Mu三lt三i三9断路三器D型曲三线TN系统三回路三最大三长度三表（三续）方法1：计算最大允许长度

0.8×Uo×Sph

Lmax= ρ×(1+m)×Imt =72m>L(50m)方法2：查表

Lmax≈67m>50m38三0V三/三2三20三VL1L2L3NPERnSph=三95三m三mSPE=三50三m三mL三=三5三0三m外露三可导三电部分故障NS三X三25三0NMI三C2三.2三2三50Cu=三22三.5三mmm2/三mTN系统三接地三故障三习题PE三N：保三护导三线和三中性三线PE三N线的三保护三功能三优先三于中三性线三，即PE三N线必三须总三是先三连接三到用三电设三备的三“接三地”三端子三，然三后再三与中三性端三子作三跨接PE三N必须三不被三切断三，要三确保PE三N的可三靠连三接RnUo=220VL1L2L3PEN380V/220V设备外露可导电部分负载短路保护装置TN三-C系统三中的三保护三中性三线PE三N根据IE三C防火三标准三。对三于TN三-S系统三，如三有火三灾危三险建三议使三用一三个30三0三mA剩余三电流三保护三装置由RC三D提供三保护对If无限三制与TT系统三相同提供RC三DRC三D保护三设备三的选三择性与TT系统三相同剩余三动作三电流IΔ三n的设三定延时三的设三定L1L2L3L4In2

In1

2L1L2L3L4In300mATN三-S系统三的附三加保三护人身三防护故障三电流三是危三险的故障三电流三通常三大到三足以三被短三路保三护装三置切三断脱扣三必须三是瞬三时的如断三路器三本身三的保三护条三件不三能满三足要三求，三可用RC三D提供三保护防火故障三电流三大必须三用附三加的RC三D来处三理供电三连续三性通过三短路三保护三装置三之间三的选三择性三来实三现TN三-S系统三的特三点人身三防护故障三电流三是危三险的故障三电流三通常三大到三足以三被短三路保三护装三置切三断脱扣三必须三是瞬三时的不能三用RC三D提供三保护防火三保护不能三提供防火三漏电三监控三系统三的应三用供电三连续三性通过三短路三保护三装置三之间三选则三性实三现,同TN三-STN三-C系统三的特三点低压三变压三器中三性点三不与三接地三极相三连接负载三的外三露可三导电三部分三都用PE导线三连接三到一三个公三共接三地极三上，三形成三一个三等电三位联三结L1L2L3NPEIT系统低压三变压三器中三性点三不与三接地三极相三连接负载三的外三露可三导电三部分三都用PE导线三连接三各自三独立三的接三地极三上IT系统三（续三）L1L2L3NPEPEPE对于1k三m长的三电缆三：R1三=三R三2三=三R3三=三1三0三MC1三=三C三2三=三C3三=三0三.3三µ三F50三H三z时1k三m长的三电缆三：

Zeq= =3540

1+R2C22R123Zeq123C3C2C1R3R2R1equivalentto1Req=1R1+1R21R3+Req=3.33MXeq=3.54kXeq=13CIT系统三泄漏三阻抗IT系统三第一三次接三地故三障分三析计算三示例Ru三=三1三0Rf三=三0Ze三q三=三35三40(以1三Km长电三缆为三例)If三=三U0/(三RN+三Ru三+三R三f三+三Ze三q)≈三22三0/三35三40三=三6三2三mAUf三=三R三u三x三If=三0.三06三2三x三10三=三0三.6三2三VRNRUPEZeqRfUf123If电流三并不三危险三，但三是必三须报三警系统三泄漏三阻抗接触三电压三不危三险无火三灾危三险故障三不引三起脱三扣但三必须三报警L1L2L3PEIT系统三第一三次接三地故三障分三析（三续）持续三工作三的绝三缘监三测装三置(P三IM三)监测三原理三：中性三点与三大地三之间三施加三一电三压，三产生三注入三系统三的电三流信三号(I三i三nj三)低频三交流三发生三器或三直流三发生三器测量三绝缘三电阻IR注入三的电三流信三号：直流三：直三接测三量IR交流三低频(2三.5三H三z)：计三算IR远程三报警L1L2L3NPERIeIinjIinjIinjIinjIinjPI三M首次三绝缘三故障三的定三位故障三定位三装置(F三TD三)工作三原理三：检测三故障三电流通过三环形三电路三互感三器检三测并三指示三故障三回路FT三D的类三型：手动三故障三定位三仪固定三安装三的自三动故三障定三位仪FT三DL1L2L3PEIT系统三第二三次接三地故三障分三析如果三设备三共用三接地三极原理三同TN三-S系统三（校三验回三路最三大长三度）由断三路器三提供三保护中性三线的三保护三强制三使用(4三P4三T)适用三于IT系统三，即三单极三断路三器线电三压下的三分断三能力(I三EC三60三94三7-三2)施耐三德低三压断三路器三适用三于IT系统L1L2L3PEIT系统三第二三次接三地故三障分三析（三续）设备三共用三接地三，用TN系统三的校三验方三法系统三不配三出中三性线三，二三次故三障为三相间三短路系统三配出三中性三线，三二次三故障三为相三中短三路1.7320.8.Uo.Sph=

(1+m).ImtLmaxSphSpEm=SNSpEm=

10.8.Uo.(SphorSN)=

(1+m).ImtLmax负载Rs三nu123PENRs三nu123PE如果三设备三独立三接地原理三同TT系统由RC三D提供三保护L1L2L3NCPIIT系统三第二三次接三地故三障分三析（三续）人身三防护:不需三要自三动断三电由PI三M持续三监测三绝缘三状况由FT三D定位三绝缘三故障三点防火:无故三障电三流=不需三要由PI三M监测供电三连续三性:完整IT系统三的特三点第一三次故三障电三流很三微弱第一三次故三障接三触电三压很三低第二三次故三障后三产生三危险三接触三电压第二三次故三障脱三扣发生三第一三次故三障时三是安三全的第一三次故三障发三生后三不影三响供三电连三续性使用PI三M作故三障检三测检查三脱扣三条件必要三的补三充计三算IT系统三的特三点（三续）接地三系统三的选三择在选三择接三地系三统类三型时三，必三须考三虑下三面几三方面三因素按照IE三C三60三36三4对人三身保三护的三要求按照IE三C三60三36三4对设三备保三护的三要求供电三连续三性的三要求电磁三兼容三性的三影响安装三维护三方便经济三性分三析比三较L1L2L3NPELV/LVMV/LVRnRuRuTNCTNSTTITCPI123PENNPE串联三模式接地三系统三的组三合应三用TT(动力三设备)IT(特殊三负载)123NPE1NPE2NPETNS(照明灯具)RnHV/LV123NPE123NPE并联三模式接地三系统三的组三合应三用（三续）四极三断路三器的三选择三应用选择三三极三还是三四极三断路三器？L1L2L33PNL1L2L34P四极三断路三器的三选择三应用采用三四极三断路三器，三中性三极的三作用三是？对中三性线三保护三？对中三性线三隔离三？问题三的引三发检修三时候三中性三线带三电引三发的三事故双电三源切三换时三的杂三散电三流L1L2L3四极三断路三器的三选择三应用三相三断电三后，三中性三线可三能带三危险三电压三的分三析（三一）配电三系统三存在三单相三接地三故障RnL1L2L3NPERnUf四极三断路三器的三选择三应用三相三断电三后，三中性三线可三能带三危险三电压三的分三析（三二）10三kV变电三所出三现高三压接三地故三障123NLVMVATNRs123NLVMVTTCRS低压三线路三上感三应雷三电过三电压三沿中三性线三进入三电气三装置四极三断路三器选三用引三发的三优缺三点缺点三：断三零问三题优点三：保三证电三气检三修时三候的三电气三安全三性误区1：中三性线三由于三三次三谐波三的问三题而三出现三过载三，三三极开三关无三法保三护。三国外三的做三法是三在中三性线三上加三装过三电流三检测三元件误区2：TN三-C三-S系统三中，三中性三线过三载，三电压三降超三过50三V四极三断路三器的三选择三应用根据三的规三定，三正常三供电三电源三与备三用发三电机三之间三的转三换开三关应三采用三四极三开关三？？三？？三？？三？带漏三电保三护的三双电三源转三换开三关应三采用三四极三开关不同三接地三系统三间的三电源三切换三开关三应采三用四三极开三关TN三-C系统三严禁三采用三四极三开关TN三-S系统三一般三不需三要设三四极三开关TT系统三的电三源进三线开三关应三采用三四极三开关IT系统三中当三有中三性线三时应三采用三四极三开关四极三断路三器的三选择三应用TN三-C系统三严禁三采用三四极三开关IE三C6三03三64三-4三-4三73第46三1.三2条规三定：PE三N线严三禁被三隔离三电器三隔离三或被三开关三切断三。四极三断路三器的三选择三应用TN三-S系统三一般三不需三要设三四极三开关GB标准三和IE三C标准三中同三样规三定了三设置三总等三电位三联结三的要三求TN三-S系统三根据三规范三要求三，有三等电三位联三结措三施，三使得三中性三线与PE线、三外露三及装三置外三可导三电部三分相三互连三通。三没有三触电三危险三，可三不用三四极三开关三。有局三部等三电位三联结三的地三方同三样不三需要三等电三位联三结四极三断路三器的三选择三应用TT系统三的电三源进三线开三关应三采用三四极三开关TT系统三中，三中性三线除三在电三源中三性点三处接三地外三，不三得再三有重三复接三地，三往往三与总三等点三位系三统不三连通三。为三保证三检修三安全三，宜三设四三极开三关。L1L2L3NRnRuPE四极三断路三器的三选择三应用IT系统三中当三有中三性线三时应三采用三四极三开关IT系统三当一三相接三地故三障时三候，三中性三线对三地电三压是22三0VIT系统三强烈三建议三不配三出中三性线三，如三配出N线则三应采三用四三极开三关。L1L2L3NPE关于三中性三线的三保护保护三中性三线，三可采三用四三极断三路器NL1L2L3NL1L2L3保护三中性三线，三也可三采用三三极三断路三器的规三定如果三是下三列情三况，三对中三性线三不需三要设三过电三流检三测:—由电三路的三相线三保护三电器三来保三护中三性线三的短三路时—在正三常供三电时三在中三性线三可能三流过三的最三大电三流是三明显三地小三于中三性线三的载三流量三值PEPhPhPhNSN=SPhPEPhPhPhNSN<SPhPEPhPhPhN例外TT系统的规三定TN系统TN三-S系统PE三NPhPhPhSN=SPhPEPhPhPhNSN<SPhPEPhPhPhNPEPhPhPhN用电三路相三线的三保护三电器三来保三护中三性线TN三-C系统四极三断路三器的三选择三应用根据三的规三定，三正常三供电三电源三与备三用发三电机三之间三的转三换开三关应三采用三四极三开关条：三“保三证电三源转三换的三功能三性开三关电三器必三须作三用于三所有三带电三导线三，且三必须三不可三能使三这些三电源三并联三，除三非该三装置三是为三这种三情况三特殊三设计三的。三在这三些情三况下三，用三