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低压配电网接地方式

    低压配电网

    低压配电网指220/380V网络,采用中性点直接接地方式,并且引出中性线(代号N)、保护线(代号PE)或保护中性线(代号PEN)。其中保护线是保障人身安全,防止发生触电事故用的中性线;保护中性线则兼有中性线和保护线的功能,通常称为“零线”或“地线”。

   按照保护接地形式,低压配电网分为TN系统、TT系统和IT系统。

    TN系统

    TN系统‌是一种接零保护系统,也称为直接接地系统。在TN系统中,所有电气设备的外露可导电部分均接到保护线上,并与电源的接地点相连,这个接地点通常是配电系统的中性点。TN系统的电力系统有一点直接接地,电气装置的外露可导电部分通过保护导体与该点连接。当故障使电气设备金属外壳带电时,会形成相线和地线短路,回路电阻小,电流大,能使熔丝迅速熔断或保护装置动作切断电源。

    TN系统的分类

    TN系统可以分为以下三种类型:

 ‌‌   TN-C系统‌:保护线和中性线合并为‌PEN线,具有简单、经济的优点。当发生接地短路故障时,故障电流大,可以使电流保护装置动作,切断电源。

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TN-C系统接线图

‌‌    TN-S系统‌:保护线和中性线分开,系统造价略贵。由于正常时PE线不通过负荷电流,故与PE线相连的电气设备金属外壳在正常运行时不带电,适用于数据处理和精密电子仪器设备的供电。

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TN-S系统接线图

    TN-C-S系统‌:保护线和中性线部分合并,部分分开。这种系统结合了TN-C和TN-S的优点,既简单经济又安全可靠。

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TN-C-S系统接线图

    TT系统

    TT系统是一种保护接地系统,其中第一个符号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。这种系统将电气设备的金属外壳直接接地,称为保护接地系统。

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TT系统接线图


    TT系统的优点包括:

    能抑制高压线与低压线搭连或配变高低压绕组间绝缘击穿时低压电网出现的过电压。

    对低压电网的雷击过电压有一定的泄漏能力。

    与低压电器外壳不接地相比,在电器发生碰壳事故时,可降低外壳的对地电压,因而可减轻人身触电危害程度。

    由于单相接地时接地电流比较大,可使保护装置(漏电保护器)可靠动作,及时切除故障。

    然而,TT系统也存在一些缺点:

    当电气设备的金属外壳带电时,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。

    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。

    TT系统接地装置耗用钢材多,而且难以回收、费工时、费料。


    IT系统

    IT系统,也称为‌保护接零系统,是一种电力系统中的接地方式。‌ 在IT系统中,电气装置的带电导体与地绝缘,或者电源的中性点经高阻抗接地;而所有的外露导电部分和装置外导电部分则通过电气装置的接地极接地。这种系统设计的目的在于,当发生第一次故障时,故障电流较小,不会产生危险性的接触电压,因此可以不切断电源,电气设备可以继续运行,并通过报警装置及检查来消除故障。然而,如果发生第二次故障,比如另一相线或中性线上发生故障,系统会快速切除故障,以确保安全。

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IT系统接线图

    故障分析

    TT 系统的接地故障分析

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    故障电流值

    If = Uo/ (Rn+ Ru)= 220 / (4 + 4) = 27.5A。

    故障电压值Uf= Ru×If= 4×27.5= 110 V > UL( 50 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,所以还需要漏电保护器作保护。

    Uo-相线对地标称电压,220V 。

    UL-安全电压限值,50V。

    TN-S系统故障分析

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    其中RΦ为相线电阻,RN为零线电阻,假设相线电缆截面为零线电缆截面的2倍,设备外壳电压:Us=U×RN/(RΦ+RN)=2/3×220=147V

    TN系统(147V)略高于TT系统(110V)。但TT系统电气设备接地电阻受埋设方式、土质等各种因素影响,故障时对地电压随接地电阻值的变化而变化,TN系统基本稳定。

    故障电流约为TT系统的5倍,150A。

    因此在相同条件下,TN系统单相接地短路保护灵敏度和可靠性远远高于TT系统。

    临时用电保护配置注意事项


    PE线应由电源变压器的工作接地线或由配电室(总配电箱)的电源侧零线(必须做好重复接地)或由施工现场的总漏电保护器电源侧的零线(必须做好重复接地)引出;

    PE线应单独敷设,严禁装设开关或熔断器,严禁通过工作电流;

    PE线应采用绝缘导线,规格和颜色标记应符合规范要求(黄绿相间双色线,配电装置和电动机械不少于2.5mm2,手持电动工器具不少于1.5mm2);

    PE线除必须在配电室或总配电箱处做重复接地外,还必须在配电系统的中间处和末端处做重复接地,接地电阻不大于10Ω ;

    电气设备的外壳必须与保护零线连接;

    严禁采用TN-C 接零保护系统,不得一部分采用TN系统,一部分采用TT系统。

    采用保护接零时,工作零线(N 线)必须通过总漏电保护,保护零线(PE线)必须由电源进线零线重复接地处或总漏电保护器电源侧零线处,引出形成局部TN-S接零保护系统

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    如果电力变压器中性点直接接地的工作接地电阻值R1=4Ω,作为TT接地保护设备A的直接保护接地电阻值R2=4Ω,则所有作TN接零保护设备B的外露可导电部分将近似呈现11OV的对地电压。

转自公众号:电力基础学习

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