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摘要：油区TT和TN结构的低压配电系统中，当低压配电线路干线发生接地故障时，将发生电气危险。本文将阐述低压配电系统两个接地的作用，分析低压配电系统干线发生接地故障时的电气危险及防范措施。
关键词：接地 接地故障 电气安全
1 系统接地和保护接地
1.1 系统接地的作用
电力系统的一点或多点的功能性接地即为系统接地。即在正常和事故情况下为了保证电气设备可靠的运行，将电力系统中某一点接地。如配电系统中的变压器的中性点直接接地、经电阻接地和经消弧线圈接地就是系统接地。
系统接地的作用是使带电导体取得大地电位为参考电位，降低系统对地绝缘水平的要求，提供雷电流的泄放通道，保障系统的正常和安全运行。
1.2 保护接地的作用
保护接地是电气装置内外漏导电部分的接地，如图1所示。
发生图1所示相线碰设备外壳的接地故障后，如未作保护接地，设备外壳的对地电压即为相电压220V，操作人员接触此电压，极易发生电击事故。做保护接地后，Uf仅为图1中PE线和RA上故障电流Id产生的电压降，仅为相电压220V的一部分，降低了触电的危险性。RA还为接地故障电流Id提供了返回电源的通路，从而使保护电器动作切断电源，起到防止人身触电和接地故障火灾的作用。
2、TT 系统与TN系统
2.1 TT系统的结构
特点是变压器中性点直接接地，设备全部采用保护接地，金属外壳直接与接地体或接地干线可靠连接。接线原理见图2。
TT系统的主要优点是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；规程规定，采用TT系统的低压电力网应装设剩余电流动作总保护和末级保护。
2.2 TN系统的结构
2.2.1 TN-C系统的结构
接线特点是变压器中性点直接接地，用电设备外壳与中性线相接，其中性线既是工作零线又是保护零线，即PEN线。
优点是当发生碰壳故障时，单相短路电流可使该电器的短路保护装置动作，及时切除故障设备而避免触电事故的发生。
其缺点是当发生零线断线时，可能使断点下侧的所有采用保护接零的电器设备的外壳带电，并且在此系统中不能安装漏电保护器。
2.2.2 TN-S系统的结构
接线特点是变压器中性点直接接地，用电设备外壳与专用保护零线PE线相接，保护PE线与工作零线N分设。
TN-S系统具有TN-C系统的所有优点，且因保护PE线与工作零线N分设，避免了TN-C系统中由于零线断路会使断点以下采用接零保护的电气设备的外壳带电的问题，安全性高。油田泵站低压配电系统为此系统。
2.2.3 TN-C-S系统的结构
其特点是系统前段线路是TN-C接线方式，保护PE线与零线N合二为一，当线路到达进户处时，PEN线分为保护PE线与工作零线N，形成TN-S的接线形式。如图5所示
TN-C-S系统是对TN-C系统和TN-S系统的优缺点综合处理的一种接地型式，它既可在一定程度上满足安全要求较高的部分用户的安全性的需要，又可满足安全要求一般的部分用户的经济性的需要。在油田低压配电系统中应用较多。
3 低压配电系统干线接地故障的电击危险及防范措施
油田用电装置主要为油水泵站配备的10/0.4KV的变配电室和油井现场供电的10/0.4KV柱上式配电装置，以下均称为“10/0.4KV变配电装置”。
3.1 TN系统低压配电干线发生接地故障时的电击危险及防范措施
3.1.1 10/0.4KV变配电装置低压侧为TN时，在油井现场电气设备上沿PE线（或PEN线）传导来的故障电压，可能引起电击事故（图6）。
为了保障供电可靠性，缩小故障影响范围，10/0.4KV变配电装置的电源开关一般不具备漏电保护功能，22A的过电流无法促使开关的过电流保护动作，故障点无法迅速的切除。此危险的故障电压将沿PE线（PEN线）传导至用电设备的金属外壳上，工作人员正常维护时，招致电击危险，即使在停机检修的情况下，PE线（或PEN线）也是不断开的，同样导致触电危险。由于PE线（或PEN线）传导的故障电流不通过漏电保护器的检测元件，即使在设备前端装设了漏电保护开关，依然不会消除此触电危险。
3.1.2 防范措施
当10/0.4KV变配电装置与所供TN系统在同一建筑物内时，如油田各类的泵站，可在泵站建筑物内实施等电位联接，故障电压沿PE（PEN）线传导至电气设备外露的导电部分上，由于采用了等电位联结，在等电位的作用下，建筑物内所有外露导电部分和设备的外露导电部分都处于同一Uf电位水平，人身电击事故将无从发生。
油井现场的10/0.4KV变配电装置处于室外潮湿的场所，且不具备实现等电位联接的条件。
3.2 TT系统低压配电干线发生接地故障时的电击危险及防范措施
3.2.1 在油井的TT系统中，如果10/0.4KV变配电装置的系统接地处理不当，在配电线路发生接地故障时，同样也能因设备对地绝缘长期承受工频过电压，使绝缘表面形成导电膜漏电发热，而导致设备损坏和电气火灾，并使中线点发生漂移。
油井TT系统的电源线路当发生一相接地时，因故障回路阻抗较大，电源端的过电流保护电器不动作，使故障持续存在。这时，线电压维持原值不变，但故障相对地电压下降，两非故障相对地电压则升高（图7）。
4 结束语
油田10/0.4KV变配电装置中，为避免低压配电线路接地而产生的电气危险，应将10/0.4KV变配电装置的中性点接地电阻限制在1.5Ω以内，并按规定定期检测接地电阻值，同时TN系统要将设备外壳进行重复接地，有条件的场所必须进行等电位联接，TT系统应装设漏电保护开关，不安装总漏电保护开关的场所，装设四极设备开关，以切断故障电压传输的途径，保障操作职工人身安全。
参考文献
[1]王厚余 《低压电气装置的设计安装和检验》中国电力出版社 2013年
作者简介：李东波，男，1970年9月出生，高级技师，从事电力技术工作。
关键词：接地 接地故障 电气安全
1 系统接地和保护接地
1.1 系统接地的作用
电力系统的一点或多点的功能性接地即为系统接地。即在正常和事故情况下为了保证电气设备可靠的运行，将电力系统中某一点接地。如配电系统中的变压器的中性点直接接地、经电阻接地和经消弧线圈接地就是系统接地。
系统接地的作用是使带电导体取得大地电位为参考电位，降低系统对地绝缘水平的要求，提供雷电流的泄放通道，保障系统的正常和安全运行。
1.2 保护接地的作用
保护接地是电气装置内外漏导电部分的接地，如图1所示。
发生图1所示相线碰设备外壳的接地故障后，如未作保护接地，设备外壳的对地电压即为相电压220V，操作人员接触此电压，极易发生电击事故。做保护接地后，Uf仅为图1中PE线和RA上故障电流Id产生的电压降，仅为相电压220V的一部分，降低了触电的危险性。RA还为接地故障电流Id提供了返回电源的通路，从而使保护电器动作切断电源，起到防止人身触电和接地故障火灾的作用。
2、TT 系统与TN系统
2.1 TT系统的结构
特点是变压器中性点直接接地，设备全部采用保护接地，金属外壳直接与接地体或接地干线可靠连接。接线原理见图2。
TT系统的主要优点是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；规程规定，采用TT系统的低压电力网应装设剩余电流动作总保护和末级保护。
2.2 TN系统的结构
2.2.1 TN-C系统的结构
接线特点是变压器中性点直接接地，用电设备外壳与中性线相接，其中性线既是工作零线又是保护零线，即PEN线。
优点是当发生碰壳故障时，单相短路电流可使该电器的短路保护装置动作，及时切除故障设备而避免触电事故的发生。
其缺点是当发生零线断线时，可能使断点下侧的所有采用保护接零的电器设备的外壳带电，并且在此系统中不能安装漏电保护器。
2.2.2 TN-S系统的结构
接线特点是变压器中性点直接接地，用电设备外壳与专用保护零线PE线相接，保护PE线与工作零线N分设。
TN-S系统具有TN-C系统的所有优点，且因保护PE线与工作零线N分设，避免了TN-C系统中由于零线断路会使断点以下采用接零保护的电气设备的外壳带电的问题，安全性高。油田泵站低压配电系统为此系统。
2.2.3 TN-C-S系统的结构
其特点是系统前段线路是TN-C接线方式，保护PE线与零线N合二为一，当线路到达进户处时，PEN线分为保护PE线与工作零线N，形成TN-S的接线形式。如图5所示
TN-C-S系统是对TN-C系统和TN-S系统的优缺点综合处理的一种接地型式，它既可在一定程度上满足安全要求较高的部分用户的安全性的需要，又可满足安全要求一般的部分用户的经济性的需要。在油田低压配电系统中应用较多。
3 低压配电系统干线接地故障的电击危险及防范措施
油田用电装置主要为油水泵站配备的10/0.4KV的变配电室和油井现场供电的10/0.4KV柱上式配电装置，以下均称为“10/0.4KV变配电装置”。
3.1 TN系统低压配电干线发生接地故障时的电击危险及防范措施
3.1.1 10/0.4KV变配电装置低压侧为TN时，在油井现场电气设备上沿PE线（或PEN线）传导来的故障电压，可能引起电击事故（图6）。
为了保障供电可靠性，缩小故障影响范围，10/0.4KV变配电装置的电源开关一般不具备漏电保护功能，22A的过电流无法促使开关的过电流保护动作，故障点无法迅速的切除。此危险的故障电压将沿PE线（PEN线）传导至用电设备的金属外壳上，工作人员正常维护时，招致电击危险，即使在停机检修的情况下，PE线（或PEN线）也是不断开的，同样导致触电危险。由于PE线（或PEN线）传导的故障电流不通过漏电保护器的检测元件，即使在设备前端装设了漏电保护开关，依然不会消除此触电危险。
3.1.2 防范措施
当10/0.4KV变配电装置与所供TN系统在同一建筑物内时，如油田各类的泵站，可在泵站建筑物内实施等电位联接，故障电压沿PE（PEN）线传导至电气设备外露的导电部分上，由于采用了等电位联结，在等电位的作用下，建筑物内所有外露导电部分和设备的外露导电部分都处于同一Uf电位水平，人身电击事故将无从发生。
油井现场的10/0.4KV变配电装置处于室外潮湿的场所，且不具备实现等电位联接的条件。
3.2 TT系统低压配电干线发生接地故障时的电击危险及防范措施
3.2.1 在油井的TT系统中，如果10/0.4KV变配电装置的系统接地处理不当，在配电线路发生接地故障时，同样也能因设备对地绝缘长期承受工频过电压，使绝缘表面形成导电膜漏电发热，而导致设备损坏和电气火灾，并使中线点发生漂移。
油井TT系统的电源线路当发生一相接地时，因故障回路阻抗较大，电源端的过电流保护电器不动作，使故障持续存在。这时，线电压维持原值不变，但故障相对地电压下降，两非故障相对地电压则升高（图7）。
4 结束语
油田10/0.4KV变配电装置中，为避免低压配电线路接地而产生的电气危险，应将10/0.4KV变配电装置的中性点接地电阻限制在1.5Ω以内，并按规定定期检测接地电阻值，同时TN系统要将设备外壳进行重复接地，有条件的场所必须进行等电位联接，TT系统应装设漏电保护开关，不安装总漏电保护开关的场所，装设四极设备开关，以切断故障电压传输的途径，保障操作职工人身安全。
参考文献
[1]王厚余 《低压电气装置的设计安装和检验》中国电力出版社 2013年
作者简介：李东波，男，1970年9月出生，高级技师，从事电力技术工作。