电气安全-第三讲.ppt

1、第三讲 低压配电系统的接地方式,低压配电系统按接地形式，分为TN系统、T T系统和IT系统。 第一个字母表示电源中性点接地方式： T：直接接地； I：不接地或通过阻抗接地。 第二个字母表示电气设备外露可导电部分与地的关系： T：电气装置的外露可导电部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源端的接地点； N：电气装置的外露可导电部分与电源端接地点有直接电气连接。,国内220/380V低压配电系统,国标GB50096-1999住宅设计规范规定： 住宅供电系统“应采用TT、TN-C-S或TN-S接地方式”。 我国220/380V低压配电系统，采用中性点直接接地的运行方式，而且引出有中性线（N）、保护线

2、（PE）或保护中性线（PEN）。,中性线（N线）的功能 一是用来接用额定电压为系统相电压的单相用电设备； 二是用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流； 三是用来减小负荷中性点的电位偏移。 保护线（PE线）的功能 用来保障人身安全、防止发生触电事故用的接地线。 系统中所有设备的外露可导电部分（指正常不带电压但故障时可能带电压的易被触及的导电部分，例如设备的金属外壳、金属构架等）通过保护线接地，可在设备发生接地故障时减少触电危险。 保护中性线（PEN线）的功能：它兼有中性线（N线）和保护线（PE线）的功能。,TN系统,TN系统中性点直接接地，所有设备的外露可导电部分均接公共的保护线（PE线）或公

3、共的保护中性线（PEN线）。这种接公共PE线或PEN线的方式，通称“接零”。（保护接零） TN系统又分TN-C系统、TN-S系统和TN-C-S系统。,（1）TN-C系统,TN-C系统是将PE线和N线的功能综合起来，由一根称为PEN线的导体同时承担两者的功能。在用电设备处，PEN线既连接到负荷中性点上，又连接到设备外露的可导电部分。由于它所固有的技术上的种种弊端，现在已很少采用，尤其是在民用配电中已不允许采用TN-C系统。,TN-C系统的特点：,（1）设备外壳带电时，形成单相接零短路故障，可以使熔丝熔断或自动开关跳闸，使故障设备断电，比较安全。 （2）当三相负载不平衡时会使工作零线上有不平衡电流

4、，对地有电压，造成与保护线所连接的电器设备金属外壳有一定的电压。对周围电气设备有电磁干扰。 （3）如果工作零线断线，则保护接零的通电设备外壳带电。 （4）如果电源的相线接地（L-N接反），则设备的外壳电位升高，使中线上的危险电位蔓延。 （5）TN-C系统干线上使用漏电断路器时，工作零线后面的所有重复接地必须拆除，否则漏电开关合不上闸，而且工作零线在任何情况下不能断线。所以，实用中工作零线只能在漏电断路器的上侧重复接地。,TN-C系统干线上使用漏电断路器时，工作零线后面的所有重复接地必须拆除！,(2)TN-S系统,TN-S系统中性线N与TT系统相同。与TT系统不同的是，用电设备外露可导电部分通过

5、PE线连接到电源中性点，与系统中性点共用接地体，而不是连接到自己专用的接地体，中性线(N线)和保护线(PE线)是分开的。TN-S系统的最大特征是N线与PE线在系统中性点分开后，不能再有任何电气连接，这一条件一旦破坏，TN-S系统便不再成立。,TN-S系统的特点：,（1）系统正常运行时，专用保护线上没有电流，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。 （2）工作零线只用作单相负载回路。 （3）专用保护线 PE 不许断线，也不许进入漏电开关。 （4）干线上使用漏电保护器，工作零线不得有重复接地，而 PE 线可设有重复接地，但

6、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。 （5）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。,未采用重复接地：当电气设备发生单相碰壳时，故障点以后的零线上电压为1/2相电压（设零线与相线同材质同截面）。,采用重复接地：如果工作接地电阻与重复接地电阻相等，相线截面与零线截面也相等，则接触电压仅为1/4相电压，,在无重复接地时，若零线断线并发生一相碰壳，则断电以后的零线上及其它接零外壳上，将出现接近相电压值的对地电压。 在有重复接地后，相电压V降落在重复接地电阻及中性点接地电阻上。,(3)TN-C-S系统（常用形式）,TN-C-S系统是，TN

7、-C系统和TN-S系统的结合形式，在TN-C-S系统中，从电源出来的那一段采用TN-C系统，因为在这一段中无用电设备，只起电能的传输作用，到用电负荷附近某一点处，将PEN线分开形成单独的N线和PE线。从这一点开始,系统相当于TN-S系统。,TN-C-S系统的特点：,（1） TN-C-S 系统可以降低电动机外壳接地时的电压，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，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

8、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。 实际上，TN-C-S 供电系统是在 TN-C 系统上临时变通的作法。当三相电力变压器工作接地情况良好、三相负载比较平衡时， TN-C-S 系统在施工用电实践中效果还是可行的。但是，在三相负载不平衡、建筑施工工地有专用的电力变压器时，必须采用 TN-S 方式供电系统。,(二) TT系统 TT系统的中性点直接接地，而其中设备的外露可导电部分均各自经PE线单独接地。,故障电流值 If = Uo / (Rn + Ru) = 220 / (10 + 10) = 11A 故障电压值 Uf

9、 = RuIf = 1011 = 110 V 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。,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 RuIn UL 即： In UL/ Ru 举例，图中： In UL/ Ru = 50 /10 = 5 A In可取1A (或3A),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？,If =220/(4+6)=22A Uf =22x6=132V RCD额定剩余动作电流： In UL/ R

10、u = 50/6 = 8.3 A 取1A (或3A),TT 系统应用习题,TT系统,TT系统中各设备的外露可导电部分接地PE线彼此分开，互无电气联系，因此相互之间不会发生电磁干扰问题。 TT系统如发生单相接地故障，则形成单相短路，线路的保护装置应动作于跳闸，切除故障线路。 若系统出现单相碰壳时，由于电流较小可能不足以使线路的过电流保护动作，从而可使漏电设备的外露可导电部分长期带电，增加了触电的危险。因此该系统必须装设灵敏度较高的漏电保护装置，以确保人身安全。 该系统适用于安全要求及对抗干扰要求较高的场所。这种配电系统在国外应用较为普遍，现在我国也开始推广应用。,TT系统的使用：,TT系统由于接

11、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。 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。 TT 系统适用于接地保护很分散的地方。,(三) IT系统 IT系统的中性点不接地，或经高阻抗（约1000）接地。 该系统没有N线，因此不适用于接额定电压为系统相电压的单相设备，只能接额定电压为系统线电压的单相设备和三相设备。该系统中所有设备的外露可导电部分均经各自的PE线单独接地。,IT系统,由于IT系统中设备外露可导电部分的接地PE线也是彼此分开的，互无电气联系，因此相互之间也不会发生电磁干扰问题。 由于IT系统中性点不接地或经高阻抗接地，因此当系统发生单相接地故障时，三相设备及接线电压的单相设备仍能照常运行。但是在发生单相接地故障时，应发出报警信号，以便供电值班人员及时处理，消除故障。 IT系统主要用于对连续供电要求较高及有易燃易爆危险的场所，特别是矿山、井下等场所的供电。,RCD ：Residual Current Device，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,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