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[行业技术文章]低压公用配电网络正确选择和使用接地保护与接零保护

更新:2013-02-11

作者:李豫温

  接地庇护与接零庇护统称庇护接地,是为了避免人身触电事故、保证电气装备正常运行所接纳的一项重要技术措施。这两种庇护的分歧点主要浮现在三个方面:一是庇护原理分歧。接地庇护的基来源根基理是限制漏电装备对地的泄露电流,使其不跨越某一平安范围,一旦跨越某一整定值庇护器就能自动切断电源;接零庇护的原理是借助接零线路,使装备在尽缘损坏后碰壳形成单相金属性短路时,哄骗短路电流促使线路上的庇护装配迅速动作。二是适用范围分歧。凭据负荷散布、负荷密度和负荷性等相关身分,《农村低压电力技术规程》将上述两种电力网的运行系统的使用范围进行了划分。TT系统凡是适用于农村公用低压电力网,该系统属于庇护接地中的接地庇护方式;TN系统(TN系统又可分为TN-C、TN-C-S、TN-S三种)主要适用于城镇公用低压电力网和厂矿企等电力客户的用低压电力网,该系统属于庇护接地中的接零庇护方式。当前我国现行的低压公用配电网络,凡是采用的是TT或TN-C系统,实行单相、三相夹杂供电方式。即三相四线制380/220V配电,同时向照明负载和动力负载供电。三是线路结构分歧。接地庇护系统只有相线和中性线,三相动力负荷可以不需要中性线,只要确保装备秀接地就行了,系统中的中性线除电源中性点接地外,不得再有接地毗连;接零庇护系统要求不管什么情况,都必需确保庇护中性线的存在,需要时还可以将庇护中性线与接零庇护线分隔架设,同时系统中的庇护中性线必需具有多处重复接地。

  1、当前农村低压公用配电网客户端庇护接地的使用现状

  我们知道,我国的家用电器年夜多采用三芯电源线配三脚电源插头或四芯电源线配四脚电源插头,对于三相四线制的电器装备,电器外壳会另附一根黄绿两色的庇护接地线,以便在电器工作时实行庇护接地。由于现行的公用配电网络中,并没有采用统一用的接地(或接零)线与之相顺应。同时,每个客户并也不是都具有这方面的技术常识,再加上城镇栖身条件的客观情况、衡宇配电系统设计施工的不规范、供电部门的平安宣传治理不到位等身分的限制或影响。对于一般的电力客户来说,要想真正能够准确有用地实施庇护接地,其实不是一件轻易的事。是以,年夜大都的客户在产物买回往后,往往都是将产物设计中要求使用的庇护接地线弃而不用。有些既使采用了一定措施,使用了庇护接地线,也往往很难到达规程要求的技术尺度,存在着诸多的不平安身分,甚至是以反而埋下了许多事故隐患。这样一来,产物华夏本是为了客户平安使用电器,而必需要求客户采用的庇护接地,反而酿成了部署和累赘。

  笔者经由过程实地走访和进户查询拜访发现,在随机抽查的500户家庭(或单元)中:能够准确选择使用庇护接地的客户没有一家;电器买回往后,接地线弃置不用的占总户数的95.6;选择使用了庇护接地,但不准确的客户占总户数的4.4;不领会自己所在的配电网是何种配电系统的客户,占总户数的98;能够准确区分接地庇护与接零庇护的客户不到总户数的1。

  2、准确熟悉和掌控庇护接地的两种庇护方式的分歧点和使用范围

  实践证实,采用庇护接地是当前我国低压电力网中的一种行之有用的平安庇护措施。由于庇护接地又分为接地庇护和接零庇护,两种分歧的庇护方式使用的客观情况又分歧,是以假设选择使用不妥,不仅会影响客户使用的庇护性能,还会影响电网的供电靠得住性。那末作为公用配电网络中的电力客户,若何才能准确合理地选择和使用庇护接地呢?

  电力客户事实应当接纳何种庇护方式,首先必需取决于其所在的供电系统接纳的是是何种配电系统。假设客户所在的公用配电网络是TT系统,客户应当统一接纳接地庇护;假设客户所在的公用配电网络是TN-C系统,则应统一接纳接零庇护。

  TT系统和TN-C系统是两个具有各自自力特征的系统,虽然两个系统都可觉得客户提供220/380V的单、三相夹杂电源,但它们之间不仅不能相互替换,同时在庇护措施上的要求又是截然的分歧。这是由于,统一配电系统里,假设两种庇护方式同时存在的话,接纳接地庇护的装备一旦发生相线碰壳故障,零线的对地电压将会升高到相电压的一半或更高,这时候接零庇护(因装备的金属外壳与零线直接毗连)的所有装备上便会带上一样高的电位,使的装备外壳等金属部门显现较高的对地电压,从而危及使用人员的平安。是以,统一配电系统只能采用统一种庇护方式,两种庇护方式不得混用。其次是客户必需晓得什么叫庇护接地,准确区分接地与接零庇护的分歧点。庇护接地是指家用电器、电力装备等由于尽缘的损坏可能使得其金属外壳带电,为了避免这类电压危及人身平安而设置的接地称为庇护接地。将金属外壳用庇护接地线(PEE)与接地极直接毗连的叫接地庇护,如图1所示;当将金属外壳用庇护线(PE)与庇护中性线(PEN)相毗连的则称之为接零庇护,如图2所示。

  4、若何准确选择和使用接地庇护与接零庇护

  规范客户受电端建筑物内的配电线路设计、施工工艺尺度和要求,经由过程对新建或改造的客户建筑物的室内配电部门,实施以局部三相五线制或单相三线制,取代TT或TN-C系统中的三相四线制或单相二线制配电模式,可以有用实现客户真个庇护接地。所谓“局部三相五线制或单相三线制”就是在低压线路接进客户后,客户要改变原来的传统配线模式,在原来的三相四线制和单相二线制配线的根蒂根基上,划分各增加一条庇护线接进到客户每个需要实施接地庇护电器插座的接地线端子上。为了便于维护和治理,这条庇护线的室内引出和室外引进真个交汇处应装设在电源引进的配电盘上,然后再凭据客户所在的配电系统,划分设置庇护线的接进方式。



  4.1TT系统接地庇护线(PEE)的设置要求

  当客户所在的配电系统是TT系统时,由于该系统要求客户必需接纳接地庇护方式。是以,为了到达接地庇护的接地电阻值的要求,客户要依照《农村低压电力技术规程》的要求,在室外埋设人工接地装配,其接地电阻应知足下式要求: 

Re≤Ulom/Iop

式中:Re接地电阻(Ω)Ulom通称电压极限(V),正常情况下可按交流有用值50V斟酌Iop相邻上一级残剩电流(漏电)庇护器的动作电流(A)

  对于一般客户来说,只要采用40×40×4×2500毫米的角钢,用机械打进的方式垂直打进地下0.6米,就能知足接地电阻的阻值要求。然后用直径≥φ8的圆钢焊接后引出地面0.6米,再用同引进的电源相线同等材和型号的导线毗连到配电盘的庇护线(PEE)上。



  4.2TN-C系统接零庇护线(PE)的设置要求

  由于该系统要求客户必需接纳接零庇护方式,是以需要在原三相四线制或单相两线制的根蒂根基上,另增加一条用庇护线(PE),该条庇护线是由客户受电端配电盘的庇护中性线(PEN)上引出,与原来的三相四线制或单相二线制一同进行配线毗连。为了保证整个系统工作的平安靠得住,在使用中应非凡注重,庇护线(PE)自从庇护中性线(PEN)上引出后,在客户端就形成了中性线N和庇护线(PE),使用中不能将两线再进行合并为(PEN)线。为了确保庇护中性线(PEN)的重复接地的靠得住性,TN-C系统主干线的首、结尾,所有分支T接线杆、分支结尾杆,等处均应装设重复接地线,同时三相四线制用户也应在接户线的进户支架处,(PEN)线在分为中性线(N)和庇护线(PE)之前,进行重复接地。不管是庇护中性线(PEN)、中性线(N)仍是庇护线(PE)的导线截面一概依照相线的导线型号和截面尺度来选择。

  5、使用庇护接地时应注重的几个问题

  客户凭据自己所在的配电系统,准确选择好接纳的庇护方式以后,还要非凡注重以下几个方面的问题:

  5.1TT系统中客户使用的电器外露可导电部门要全数作接地庇护

  在TT系统中,受电装备外露可导电部门假设不作接地庇护,一旦尽缘破损,外壳即显现有危险电压,人触及后经由过程人体的电流值,可达数百毫安足以致人于死地。当对外露可导电部门作接地庇护时,因装有RCD,可致使电源断开,使人身平安获得庇护。

  5.2TN-C系统中客户所有使用的电器外露可导电部门要用庇护线毗连到庇护中性线上,严禁庇护线(PE)断线

  在TN-C系统中,接庇护中性线是为了避免受电装备因尽缘破坏,外壳带电伤人,而将受电装备的外露可导电部门用庇护线与庇护中性线相毗连。之所以起庇护作用,主要是哄骗相线碰壳时,发生的短路电流,短路电流经相线—中性线回路,而不经过电源中性点接地装配,使过流庇护装配动作而中断电源,起到庇护作用。其庇护效能要好过接地庇护的庇护效能。但在具体实施进程中,假设稍有疏忽年夜意,不能严酷依照规程要求实施庇护要求,接零庇护系统致使的触电危险性依然是很高的。假设毗连客户电器装备的庇护线(PE)发生断线或电器装备未毗连庇护线(PE),一旦发生装备尽缘损坏碰壳故障,不仅不能形成单相金属性短路,反而使得电器装备的外壳带电危及人身和装备平安。

  5.3合理设置熔断器的位置

  在TT系统不宜在N线上装设电器将N线断开,当需要断开N线时,应装设相线和N线一起断开的庇护电器。在TN-C系统,严禁断开PEN线,不得装设断开PEN线的任何电器。当需要在PEN线上装设电器时,只能响应断开相线回路。

  5.4准确安装使用末级残剩电流庇护器

  安装残剩电流庇护器是避免低压电网残剩电流造成故障风险的有用技术措施。在低压配电网络中,作为客户真个末级庇护,凡是采用RCD(残剩电流庇护装配,也称漏电开关)作为附加庇护。客户在选择安装RCD时,不仅要充实斟酌供电线路、供电方式、供电电压及系统的接地型式;还要严酷区分中性线和庇护线,三极四线式或四极式RCD的中性线应接进RCD。要非凡注重的是:不管客户使用什么样的配电系统,中性线一旦经过RCD就不得再作为庇护线使用,也不得重复接地或接装备外露可导电部门,庇护线也不得接进RCD。RCD安装后,负荷侧的中性线,不得与其他回路共用,被庇护的电气装备、线路的正常运行时的尽缘电阻不应小于0.5MΩ。

  对于TT系统,低压残剩电流庇护一般采用漏电总庇护(中级庇护)和末级庇护的多级庇护方式。其中的末级庇护属于客户真个自我庇护装配,对于居平易近照明客户来说,由于配电庇护装配安装的一般比力简单,是以不管其使用的是何种系统,都应先选用具有漏电庇护、短路庇护或过负荷庇护、过压庇护的多功能的RCD。在统一线路上装设RCD的电气装备和不装设RCD的电气装备两者不能共用一个接地体。TT系统的RCD接线方式如图1所示。

  对于TN-C系统,由于不允残剩电流庇护接纳多级庇护方式,所以只能在电力客户的受电端安装末级RCD。RCD接线方式如图2所示。对于一般居平易近客户来说,由于栖身的条件限制,只能采用图2中非“*”号部门的接线方式;对于单元客户来说,应推荐使用图2中“*”号部门的接线方式,该方式是将客户端作局部的TT系统处置,行将RCD所庇护的电气装备的外露金属部门用PEE线接到用的接地体上。由于这个PEE线不与局部TT系统之外的PE线相连,所以在局部TT系统之外发生的危险故障电压不会由该PEE线引进电位,其庇护的活络性远高于非“*”号部门的接线方式,但其需要安装的用接地装配又不是一般家庭能完成的。

  为了避免客户私自退出RCD的运行,建议供电企为客户安装配电盘时,应将RCD安装在客户配电盘的电源进线首端,将客户的刀开关熔断器安装于RCD以后,提高RCD的运行效率。

  5.5规范室内配线

  规范客户真个室内配线和安装工艺,严酷依照《农村低压电力技术规程》要求进行电器安装。统一场所的电器进线方式要统一,如配电盘的开关进线为面向配电盘,三相四线从左到右为N、A、B、C;单相排列为中性线、相线。所有电器装备的开关均应控制相线。要非凡注重插座的接线要求,必需是:单相2孔插座,水平安装时面临插座的右接线柱接相线,左接线柱接中性线,垂直安装时插座的上接线柱接相线,下接线柱接中性线;单相3孔插座,面临插座的上孔接线柱在TT系统接接地线,在TN-C系统接庇护中性线,右孔接线柱接相线,左孔接线柱接中性线;三相4孔插座,面临插座的上方接线柱在TT系统接接地线,在TN-C系统接庇护中性线,相线则由左孔接线柱起划分接A、B、C三相。分歧电压的插座安装于统一场所时,应有较着区分,且插头不能相互插进。

  5.6杜尽背章用电行为

  客户在使用电能的时辰,要严酷遵照《农村平安用电规程》,杜尽用电背章行为。一是要严酷依照电器使用的说明书操作,对需要接纳庇护接地的电器装备,一定要凭据自己所在的电力系统选择响应的庇护接地方式。二是要经常实验RCD的动作靠得住性,对不能正常动作的要实时通知供电部门进行更换或维修,在发现RCD动作后没法正常投远时,要实时检查故障缘由,待故障装备破除后,方可送电,严禁私自退出RCD的运行,强制送电。三是要凭据自己的用电负荷合理选择熔断器和熔丝的年夜小,严禁用铜、铝线替换熔丝,尤其是采用接零庇护的电力客户,假设不按划定选择使用熔断器和熔丝,电器装备一旦发生漏电故障,短路电流就不能使熔丝实时熔断,断开电源,使得接零庇护难以阐扬其应有的庇护作用。这是由于该系统是哄骗装备尽缘损坏碰壳时,形成的单相金属性短路,发生的足够年夜的短路电流而使过流庇护装配迅速动作,来切断漏电装备电源的。假设熔丝选择的熔断电流值年夜于短路电流值时,熔丝就不能实时熔断二失往切断电源之作用。四是不能觉得安装了RCD就能够万事年夜吉了,任何丝毫的侥幸心理城市成为平安用电的隐患。