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低压配电系统接地故障保护

发表时间:2024-07-23 01:54:58 来源:网友投稿

低压配电系统接地故障保护具体内容是什么,下面新励学网为大家解答。

低压配电系统接地是一项复杂、事关安全的工程,接地形式与接地故障保护息息相关,有关技术人员一定要按有关国家标准、规范执行,做到概念清楚、具体分析、准确把握,才能有效地防止触电和火灾发生,提高安全用电水平。

低压配电接地系统是配电系统中很重要的组成部分,能否正确选用直接影响到整个系统的可靠性和安全性。20世纪90年代我国制定和修订了有关电气技术规范、标准,基本上等同IEC标准。但是目前建筑电气设计和施工中仍存在接地形式混乱、接地做法欠合理、剩余电流保护器(RCD)接线错误等问题,电气事故时有发生。

1低压配电系统接地形式

1.1IT系统

电源端带电部分不接地或经高电阻、电抗或阻抗接地,而用电设备外露导电部分直接接地。IT系统供电的可靠性高、安全性好,适用对不间断供电要求高的某些场所,如重要的连续生产装置,尤其适合于矿井井下。近几年逐步应用于大医院手术室等重要场所的动力

和照明系统。

1.2TT系统

电源中性点直接接地,电气设备的外露导电部分接至与电源中性点接地无电气联系的接地极上。该系统中性线N和PE线没有电的联系,在正常运行时,N线带电情况下,PE线不会带电。TT系统可适用于用电设备容量小且很分散的农村居住区。个别城市由公用低压线路供电的用户按供电部门的规定采用TT系统。

1.3TN系统

电源有一点直接接地,受电设备的外露可导电部分通过保护线与电力系统接地点连接。按中性线与保护线组合情况,又可分为以下3种形式。

(1)TN-S系统整个系统的中性线(N)与保护线(PE)是分开的。系统正常运行时,专用保护线上没有电流,只是中性线上有不平衡电流。PE线对地没有电压,所以电气设备金属外壳接地保护是接在专用的保护线PE上,安全可靠。通常建筑物内设有独立变配电所时采用该系统。

(2)TN-C系统整个系统的中性线与保护线是合一的。如果三相负载不平衡,N线上有不平衡电流,在线路上产生一定的电位差,与保护线所连接的电气设备金属外壳对大地有一定的电压。TN-C系统只适用于三相负荷基本平衡、有专职电工负责维护的工业厂房。

(3)TN-C-S系统系统中有一部分保护线与中性线是合一的,当PE线与N线从某点(一般为进户处)分开后就不能再合并,且N线绝缘水平应与相线L相同。该系统一般用在建筑物电源由区域变电所引来的场所。

2接地故障保护

为了防止人身间接电击及电气火灾、线路损坏等事故,还应设置能自动切断故障电路的保护措施,即接地故障保护。接地故障保护电器的选择应根据配电系统的接地形式(TN、TT、IT系统),移动式、手握式或固定式电气设备使用的使用情况,以及电气回路中保护线截面确定。在电气装置或建筑物内,不论采用何种接地系统,都要实施总等电位联结。总等电位联结的作用是使各外露导电部分与地面的电位趋于接近,不存在电位差,从而降低接触电压,另外还能消除或降低自外部导入的危险电压。

2.1TN系统的接地故障保护

TN系统配电线路接地故障保护的动作特性应符合下式:SIa≤Uo

式中ZS——接地故障回路阻抗(Ω);

Ia——保证保护电器在表1规定的时间内自动切断故障回路的电流(A);

Uo——相线对地标称电压(V)。

可认为符合表1要求。TN系统的接地故障多为金属性短路,故障电流较大,可利用作过负荷保护和短路保护的过电流保护电器(熔断器、低压断路器),兼作接地故障保护。但在某些情况下,如线路长、导线截面小的情况,过电流保护电器常不能满足表1要求,则应采用漏电保护器作接地故障保护。

2.2TT系统的接地故障保护

TT系统配电线路接地故障保护的动作特性应符合下式

sIa≤50V

式中RA——外露导电部分所接接地极和PE线电阻之和(Ω);

Ia——保证保护电器切断故障回路的动作电流(A)。

由于TT系统的故障电流不易准确计算,长延时过电流保护Ia值实际上难以确定,而TT系统的故障电流较小,过电流保护难以满足灵敏度要求,因此TT系统中应采用漏电保护器作接地故障保护。

2.3IT系统的接地故障保护

IT系统发生第一次一相接地故障时,故障电流为另两相对地电容电流的相量和,故障电流很小,外露导电部分的故障电压限制在50V及以下,不需要中断供电,只需设置绝缘监视装置进行声光报警,以便尽快排除故障。

第一次接地故障时保护电器动作特性应符合下式

AId≤50V

式中RA——外露导电部分所接接地极的接地电阻(Ω);

Id——发生第一次接地故障时的故障电流(A)。

当发生第二次异相接地故障时,当IT系统外露导电部分为单独接地,其防电击要求和TT系统相同;若外露导电部分为共同接地,其防电击要求和TN系统相同。

3典型错误实例分析

3.1TN系统中TN-C-S、TN-S接地形式混淆

某厂区采用TN系统配电,低压电缆从变电所引出至各厂房,采用了TN-S接地形式,即引出五线,各单体建筑的进线处未设重复接地。这种做法违反了《民规》JGJ/T16-1992第14.5.3.1款的规定(注意只有距接地点在50m之内,才能这样做)。也有的设计同样采取TN-S系统,在单体进线处设PE线重复接地,虽然没有违反规范,但是从设计合理性上讲,笔者认为不可取,多用了一根线,应该采用TN-C-S形式,即三相四线,单体进线处作PEN线重复接地。

3.2剩余电流保护器(RCD)接线错误

TN系统中总电源进线处,应在装漏电保护装置前,PEN线严格分成PE线和N线,N线要和相线一起穿过RCD的电流互感器。若保护线PE接在漏电保护的负载侧,当发生接地故障时,因整个回路均穿过漏电保护装置,检测不出剩余电流,漏电保护装置不动作。同时漏电保护装置的负载侧不能设置重复接地,如有重复接地,部分正常负荷电流将流经大地,对剩余电流动作保护器形成剩余电流而使其在无故障情况下发生误动作。

对TT系统装设漏电保护装置时,要认真检查线路上重复接地设施。在漏电保护装置的负载侧不能设置重复接地,否则将造成漏电保护装置的误动和拒动。笔者设计的某办公楼,TN-C-S接地系统,交付使用后,用户反映总电源进线断路器经常无故跳闸,有人怀疑漏

电保护装置300mA动作电流值是否太小,抑或延时0.5s太短。笔者认为以上原因可能性不大,经检查发现是RCD接线错误。还有的出现类似问题后不细查原因,干脆甩掉漏电保护装置,其防止电气火灾的功能就无法实现,留下用电安全隐患。

3.3低压配电系统前、后接地形式不一致

某住宅小区住宅楼内系统设计均采用TN-C-S形式,而小区变电所是由供电部门设计建造,按TT系统供电,则变电所TT系统的安全保护措施难以适应,系统不能正常工作。

在做住宅小区设计时,设计人员要先弄清楚整个小区供电方式,如果是由供电部门以低压供电,就应按供电部门的要求采用接地系统,与当地的接地系统协调一致,否则后果不堪设想。

低压配电系统中的漏电、短路及零线断线防护措施

低压配电系统中的漏电、短路及零线断线防护措施 低压配电系统的正常运行直接关系到人们的工作、学习和生活,所以保证系统安全、稳定和无故障运行是至关重要的。而在低压配电系统中的漏电、短路及零线断线等故障是最常见的故障,由它们引发的人身触电事故、电气设备烧损及严重的电气火灾时有发生,所以必须对这些故障采取防范和保护措施。

单相短路或接地引发的原因通常是由于:

(1)导线与保护装置配合不当,使得导线处于过载运行而开关拒动,导线过热绝缘损坏;

(2)导线本身疲劳运行;

(3)导线绝缘因受潮或腐蚀而损坏;

(4)导线本身质量问题;

(5)开关本身切断能力不够。 2.产生的危害。单相短路故障的'危害是显而易见的,即发生短路时若保护装置不能及时动作,则导线过热引起电气火灾造成重大经济损失。在TN-C-S低压配电系统中发生单相接地且同时发生PEN线断线,如某设备与外壳相碰,且系统在S处断线,则高电位会经PE线传至零线,使负载中性点发生偏移,对系统用电器造成危害。

在某些施工现场无健全保护,一旦发生单相接地,设备外壳带电,对人构成接触电压。 3.防范及保护措施。为了防止导线过载运行、保护装置拒动而引起的故障,要求导线与保护装置的配合必须满足要求。

采用带接地脱扣器型断路器,当发生单相短路或接地时会产生零压相从而使接地脱扣器动作,切断电源进行保护,所以无需采用为了加大接地故障电流而降低故障回路阻抗的措施,便可排除故障,这样既节省投资又可弥补低压断路器保护范围不足的缺陷。

二.漏电 1.漏电的定义所谓漏电是指外壳为金属的用电器,工作时不允许外壳带电,由于某种原因引起绝缘损坏使其外壳带电进而对人形成接触电压的现象。漏电是介于正常和短路之间的一种故障,可以说漏电就是短路的前奏,及时排除这类故障是防止短路的有效措施。

2.漏电故障的危害。由前所述可以得出漏电发生的前提是电气设备外壳是金属而其作用只限于封闭与美观等,工作时不参与导电。而灯具类电气设备其外壳一般为 玻 璃、塑料、透明陶瓷等材料,所以不会发生漏电现象。

故可能发生漏电的设备是外壳为金属且工作时不可带电的一类电气设备。危害的对象则是当该类设备发生漏电时接触设备的人,而且故障不排除,发展下去就会演变为短路,造成相关一系列危害。 3.漏电保护接线。漏电保护的空气开关一定要将火线和零线同时接入,不可接PE线。

电气设备的A、B、C三点分别接在设备的插座上。

三.故障的防范及保护措施 1.导线应满足机械强度要求。N(PEN)线必须满足机械强度及载流量要求,三相四线及二相三线供电系统中N(PEN)零线连接点应牢固并具有防腐能力是为了做到连接点牢固可靠,对于TN.C-S供电系统进户处配电装置中的PEN,PE及N线的连接点和TN.S供电系统中的N线连接点,应设置铜母线作为连接端子,并对该母线及其被连接的导线端子作相应处理,以提高其抗腐能力,降低断线的发生概率。

低压配电系统的常见接地型式有那几种?

国际电工委员会(iec)对各接地方式供电系统的规定 根据iec规定的各种保护接地方式的术语概念,低压配电系统按接地方式的不同称为tt系统、tn系统、it系统。其中tn系统又分为tn-c、tn-s、tn-c-s系统。

1.tt方式接地供电系统 tt接地方式是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统,称为保护接地系统,也称tt系统。第一个符号t表示电力系统中性点直接接地;第二个符号t表示负载设备外露不与带电体相接的金属导电部分与大地直接联接,而与系统如何接地无关。在tt系统中负载的所有接地均称为保护接地,如图1-1所示。这种供电系统的特点如下。

(1)由于三相负载不平衡,工作零线上有不平衡电流,对地有电压,所以与保护线所联接的电气设备金属外壳有一定的电压。

(2)如果工作零线断线,则保护接零的漏电设备外壳带电。

(3)如果电源的相线碰地,则设备的外壳电位升高,使中性线上的危险电位蔓延。

(4)tn-c系统干线上使用漏电保护器时,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;而且,工作零线在任何情况下都不得断线。所以实用中工作零线只能让漏电保护器的上侧有重复接地。

(5)tn-c方式供电系统只适用于三相负载基本平衡情况。

4.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,如图1-4所示,tn-s供电系统的特点如下。

(1)系统正常运行时,专用保护线上不有电流,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。

(2)工作零线只用作单相照明负载回路。

(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。

(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。

在建筑工程工工前的“三通一平”(电通、水通、路通和地平——必须采用tn-s方式供电系统。

5.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,则可以在虚线后段采用施工用电配电箱分出pe线,如图1-5所示。这种系统称为tn-c-s供电系统。tn-c-s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,熔断器不一定能熔断,所以还需要漏电保护器作保护,因此tt系统难以推广。

(3)因tt系统接地装置耗用钢材多,安装后难以回收、费工时、费料。

现在有的建筑施工单位用电时,采用一根专用保护线,以减少安装接地装置钢材用量,如图1-2所示。 图中虚线后段接线方式采用施工用电配电箱,把新增加的专用保护线pe线和工作零线n分开,其特点是:第

一.共用接地线与工作零线没有电的联系;第

二.正常运行时,工作零线可以有电流,而专用保护线没有电流。 从上面分析看出tt系统适用于接地保护很分散的地方。

2.tn方式供电系统 这种供电系统是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。这种供电系统的特点如下。

(1)当设备出现外壳带电时,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系统的几倍,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,在我国和其他许多国家广泛得到应用,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。

配变变压器低压单相接地故障出现的现象是什么?

配电变压器输出有两种接法,一种是中性点不接地系统,出现单相接地故障,故障相电压为零,其它两相相电压正常,线电压升高为相电压,N相对地电压220V中性点直接接地系统出现单相接地会造成短路,出口断路器会跳闸

高低压接地保护动作如何处理?

1)保护原理不同 保护接地是限制设备漏电后的对地电压,使之不超过安全范围。在高压系统中,保护接地除限制对地电压外,在某些情况下,还有促使电网保护装置动作的作用;保护接零是借助接零线路使设备漏电形成单相短路,促使线路上的保护装置动作,以及切断故障设备的电源。

(2)适用范围不同 保护接地即适用于一般不接地的高低压电网,也适用于采取了其他安全措施(如装设漏电保护器)的低压电网;保护接零只适用于中性点直接接地的低压电网。

(3)线路结构不同 如果采取保护接地措施,电网中可以无工作零线,只设保护接地线;如果采取了保护接零措施,则必须设工作零线,利用工作零线作接零保护。保护接零线不应接开关、熔断器,当在工作零线上装设熔断器等开断电器时,还必须另装保护接地线或接零线。 三相五线制中五线指的是:3根相线加一根地线一根零线。

一般用途最广的低压输电方式是三相四线制,采用三根相线加零线供电,零线由变压器中性点引出并接地,电压为380/220V,取任意一根相线加零线构成220V供电线路供一般家庭用,三根相线间电压为380V,一般供电机使用。 三相五线制比三相四线制多一根地线,用于安全要求较高,设备要求统一接地的场所。

低压配电TN-C系统,单相接地故障的问题?

TN-C系统,单相接地形成短路电流,例如A相接地,电流会由A相经大地流向电源接地的中性点。记住电工学中的一句话,对于任何一个接点,《流进的电流等于流出的电流》。

即A相接地电流等于流经大地的电流等于流回中性点的电流。

关于电力系统低压配电系统的接地方式的问题?

IT系统即电源中性点不直接接地系统。当发生单相接地故障时(例如A相接地),接地相(A相)对地电压为零,非故障相对地电压升高根号三倍(即B、C相对地电压由原来220V升至380V。

三相的线电压(Uab、Ubc、Uca)不变,所以电气设备能正常工作。假如线路的绝缘良好,线路很短分布电容很小,则几乎没有接地电流。当线路很长分布电容较大时,此时接地电流由大地(A相已经接地,大地为A电位)经B、C相对地分布电容流向电源。但是一般接地电容电流都较小。

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