浅析低压配电系统的接地型式与保护配置-电力论文发表

摘要：概述各种接地制式的低压配电系统，通过对在各种故障状态下的分析，指出其应用范围，并提出各自的保护方式，以及如何设计和选择剩余电流保护器。本文就此，浅析低压配电系统的接地型式与保护配置。
关键词：低压配电系统；接地型；保护配置
目前，在我国现行的低压配电系统的接地型式主要有三大类，即IT系统、TT系统以及TN系统，对于这些低压配电系统的接地型式来说，都存在各自的特点和优缺点，所以相关技术人员必须要对其进行全面了解，以便正确地选择使用。下面就分别对这几种类型的接地型式进行分析介绍：
一、IT系统
IT系统具体是指电源中性点与大地不直接连接或者经阻抗接地，而电气装置的外露导电部分可以直接接地，通过保护接地线与接地极连接。
1.1单相短路故障
单相接地短路是最常见的短路故障。由于它电容电流很小并不具备故障电流返回电源的通路，所以故障电流仅为非故障相的对地电容电流，数值极其微小，设置可以忽略不计。所以它一般不引出中性线，不能提供照明、控制等需用的正常电源，且其故障防护和维护管理较复杂，加上其他原因，使其应用受到限制，即使发生故障也不会引起保护装置动作，其外漏可导电部分将呈现对地电压，并经设备外漏可导电部分的接地装置、大地以及非故障的两相对电容和电源中性点接地装置而形成单相设备接地故障电流，如果电源中性点不接地时，则此故障电流完全为电容电流，属于小电流接地系统。因此，在有中性点装置或者无中性点装置时，短路电流都比较小，所以对地故障电压很低，不至于引发事故。如果发生了单相短路故障，不需切断电源使得供电中断，用电设备仍可正常运行。
1.2第二次接地故障
第二次接地故障如果发生在与单向短路故障同相的线路，则仍属单相短路故障；如发生在异相线路中，则形成短路故障，表现为相间短路或相、零短路。其短路电流与用电设备的外露导电部分单独接地或共同接地有关。
二、TT系统
TT系统具体指电力系统中有一点直接接地，电气设备的外露可接近导体通过保护接地线接至与电力系统地点无关的接地极。通常情况下装置内的外露可接近导电部分为地电位。
2.1电气设备发生碰壳接地
当电气设备发生碰壳接地时电流经保护接地电阻，因TT系统的电气装置各有其自己的接地极，况且相线阻抗、保护线阻抗以及相线与外壳间的接触阻抗值都比较小，电源和各装置出现的故障电压不互窜，漏电保护器仍然会起到保护作用，所以可忽略不计。
2.2发生相线直接触地
发生相线直接触地时故障回路内包含两个接地电阻，故障回路阻抗较大，造成直接对地短路故障。一般情况下，导线落到地面对地接触电阻都很大故障电流较小，一般不能用电流保护装置作接地故障防护，而且由于TT系统中漏电电流是通过用电设备的外壳、接地装置流出的，一旦接地极出现问题或者因为其他原因造成接地电阻较大时，漏电电流就无法正确地反映出真实的漏电程度，所以此刻发生发生漏电时漏电保护器就不能迅速、准确地动作。为此必须装用剩余电流保护装置来切断电源。
三、TN系统
电力系统有一点直接接地，电气装置的外露可接近导体通过保护线与该接地点相连接。TN系统分为TN-S、TN-C、TN-C-S三种。电源中性点直接接地并引出中性线，属三相四线制系统。在这个系统中的电气设备外露可导电部分都应与公共的保护线相连接，保护线线与中性线在接地点相连接。
3.1 TN-C系统
TN-C系统：在整个系统的中性线与保护线是合二为一的，它的优点体现在TN-C系统比较容易实现，它不仅节省了一根导线而且可以使保护电器节省一级，这样一来就降低了初期设备的投资费用，如果故障电流大发生接地短路故障时，可以直接采用瞬时切断电源的形式来保证人员生命以及菜财产安全；TN-C系统的缺点在于线路中有单相负荷或者三项负荷不平衡，即电网中有谐波电流时，电气设备的外壳和线路金属套管间有压降，对敏感性电子设备有较大的影响，如果发生相线对地短路，就会呈现相当高的对地故障电压，就会进一步使故障扩大化。TN-C系统电源处使用漏电保护器时，接地点工作中性线不得重复接地，否则无法可靠供电。
3.2 TN-S系统
TN-S系统：整个系统的中性线路与保护线是分开的。其优点在于正常时即使中性线上有不平衡电流，专用保护线上也不会有电流，适用于数据处理和精密电子仪器设备，也可以用于爆炸等一些危险场合，民用建筑中，家用电器大都有单独接地触点的插头，采用TN-S系统既方便又安全，如果回路阻抗太高或者电源短路容量较小，采用剩余电流保护装置对人身安全和设备进行保护，防止火灾的发生，TN-S系统供电干线上也可以安装漏电保护器，但要求中性线不得重复接地。专用保护线可重复接地但不可接入漏电开关；TN-S系统的缺点是由于增加了中性线，初期设备的投资较高，如果TN-S系统对地发生短路，产生的对地故障电压也较高。
3.3 TN-C-S系统
TN-C-S系统：系统中有一部分线路的中性线与保护线是合一的。工作中性线与专用保护线是联通的，联通后的保护线上没有电流，即在该段导线上正常运行不产生电压降，联通前段地线路不平衡电流比较大时，在后面的保护线上的电气设备的外壳会有接触电压产生。因此，TN-C-S系统可以降低电气设备外露导电部分对地的电压，然而又不能完全消除这个电压，这部分电压的大小取决于联通前线路的不平衡电流以及联通线路的长度。负载越不平衡，联通前线路越长，设备外壳对地电压偏移就越大。所以要求负载不平衡电流不能太大，而且在保护线上应作重复接地，一旦保护线作了重复接地，只能在线路末端设立漏电保护器，否则供电的可靠性会大大降低，对要求保护线出来在二级配电箱处必须和中性线相接外，其后各处均不得把中性线和工作项相联，另外在保护线上还不允许安装开关和熔断器，鉴于此要在建筑电气的施工与验收中特别注意。
3.4 TN系统相线直接接地故障分析
TN系统中装漏电保护器时应该注意使设备的外壳与保护中性线的连接必须在漏电保护装置的电源一侧，若保护线接在漏电保护的负载侧，则因漏电故障电流的整个回路均穿过漏电保护装置而检测不出来，漏电保护装置没有任何响应，同时漏电保护装置的负载侧不能重复接地，如果一旦出现重复接地就会在无故障的情况下发生有误动作。
结语：
伴随着电气化的不断发展，越来越多的用电设备在方便人们日常生活的同时也带来了不少安全隐患直接影响到着人身安全，所以对于电气及其保护系统的安装已经成为公众关注的焦点。在工业与民用装置低压配电系统的设计中，接地接地型式以及其安全保护配置的应用应该引起专业电气设计人员的高度重视，系统的选择是一个极其复杂的过程，它需要综合考虑用户需求、环境条件、负载类型、维护能力等因素。因此，相关设计人员只有在深入了解之后根据国家有关的铭文规定进行合理选择，以确保低压配电系统接地的安全可靠，同时还要对接地型式进行合理的保护配置，使得整个体统经济稳定的运行。
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