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摘要:接地保护技术是以电力专业知识为基础,结合长期的工作实践后总结而来。本文首先概述了接地处理的重要性,然后介绍了低压配电系统的接地制式,最后闡述了接地技术的实际应用,以供参考。
关键词:低压配电系统;电气设备;接地制式;技术
1、引言
在电力系统中,接地技术是一项必备的安全措施,近年来在电子设备、通信传输领域也得到了广泛应用。合理采用接地技术,不仅能够保证电力系统的正常运行,提高供电稳定性;还能够保障人身财产安全,避免发生意外事故。在科学技术快速发展的大背景下,微电子技术出现并得以应用,对于电力供应的要求越来越高。以低压电器设备为例,既要保证各级电路电流的传输质量,又要实现信息的灵活转换,还要规避外界干扰信号,必须采用科学的接地技术措施[1]。
具体到低压电气设备上,接地系统的作用,是在正常工况条件下,或者发生故障后,以及雷电等恶劣天气情况下,将大地作为元件,促使其和电气设备连接形成电流回路,继而保护设备的性能,避免造成元件损坏。分析需要接地保护的低压电气设备,主要包括以下几个方面:第一,设备中的金属组成部分,主要是金属构架、金属支架。以电气箱操作台为例,包括金属框架、电缆线、金属管、电器箱体、发电机母线的保护层等。第二,具有导电性的外壳和底座,例如电机、变压器、移动电器的底座,以及发电机中性点的外壳等。第三,其他装置或设备,例如互感器的二次绕组、开关、电气传动装置、安装避雷器的电力杆塔等。
2、低压配电系统接地制式
2.1 接地制式的分类及表示法
在低压配电系统中,接地制式的分类,依据的是系统和设备的接地组合,以IEC规定为准,一般由2个字母组成,必要时可以在后面继续添加字母。按照接地制式的不同,主要分为以下三种:一是TT制式,二是IT制式,三是TN制式[2]。其中,第1个字母的含义是接地点对地关系,T代表的是直接接地,I代表的是不接地,或者通过阻抗接地。第2个字母的含义是设备外露导电部分对地关系,T代表的是外露部分直接接地,N代表的是外露部分和电源接地点相连接。
以TN制式为例,又分为TN-C、TN-S、TN-C-S三种形式,后续字母反映出中性线和保护线的关系,其中C代表两者合并成为PEN线;S代表两者相互分离;C-S代表在电源侧为PEN线,在其余部位则分离为PE线、N线。
2.2 接地制式的特点
第一,TT制式。系统内有1个直接接地点,且一般是设备的中性点,没有中性点的话,就通过一根相线接地;另外,设备外露导电部分也接地处理。该接地制式适用于负荷容量小的设备,如果负荷容量大,要使用RCD,在发生故障时能够及时切断电源。
第二,IT制式。按照接地形式的不同,可以分为以下三种[3]:一是配电系统的中性点直接接地,二是配电系统的中性点经阻抗接地,三是电源中性点经阻抗接地。当系统发生故障,故障电流受限,设备外壳不会产生接触电压,因此能继续运行。但是,故障消除前如果再次发生故障,就会造成双重短路,此时故障点会产生线电压,形成较大的故障电流。
第三,TN制式。以TN-C制式为例,中性线、保护线合并成为PEN线,不仅技术简单,而且运行经济。若是PEN线上通过三相不平衡的电流,就会产生压降,此时设备的外露部分对地带有电压,从而出现火花。另外,实际应用时PEN线不能切断,也不能装设RCD。
3、低压配电系统接地制式的选用
3.1 公共建筑的接地
对于公共建筑而言,低压电器设备选择哪种接地技术,应该分析供电特点,是来源于地区电网还是建筑自身。以供电部门直接供电为例,第一,电网若是TT系统,建筑内部则依然采用TT系统,必要时可以转换为IT或TN系统。第二,电网若是TN-C系统,那么建筑内部最好采用TN-S系统。具体来说,在进线配电箱处,将PEN线分为PE线、N线,然后连接电气设备或插座,其中插座要和PE线相连接。第三,当然也可以采用TT系统,要求另外设置PE线,电源插头接地线不能通过插座和N线连接[4]。因为设备发生故障后,如果N线断开,此时就会带来危险。第四,公共建筑中的低压电气设备,外露导电部分一般要接地处理,特殊情况下要使用专用PE线进行接地。
3.2 电子设备的接地
电力设备的电力回路,主要包括直流、交流、信号输入、信号输出四种,分析这些回路的特点,常常受到电磁场的干扰,主要是强电电流和设备运行时产生的火花、电晕、无线电等。采用合适的接地技术,则能够对噪声进行抑制,保证电子设备稳定运行。这些设备的接地方式,主要分為功率接地、信号接地、屏蔽接地、保护接地等类型,对于接地电阻的要求,一般采用一点接地法,且电阻控制在4Ω以内。另外,如果需要单独设置屏蔽接地,那么接地电阻常设置为30Ω,以满足设备的使用要求。
3.3 照明线路及插座的接地
第一,照明线路采用TN-C系统,不论是二线制还是三相四线制,切断PEN线就会发生故障,因此断路器、熔断器必须安装在相线上[5]。在线路末端,因检修可能导致相线、PEN线接错,因此两者都要安装断路器。发生电气故障后,断路器两级均会动作,避免造成严重事故。
第二,照明线路采用IT系统,在二线制线路中,中性线不能作为PE线使用,为了避免线路过载,相线、中性线都要安装断路器。另外,为了保证检修工作的安全性,应该在相线、中性线上安装隔离开关,并且保证两者同时断开。对于插座终端而言,接地只能和PE线连接,禁止有工作电流通过;且接地线的截面控制在2.5mm2以上,保证压接牢固。
3.4 防静电接地制式的接地
在低压电器设备中,消除静电的方法较多,其中接地最为简单有效。在静电作用下,会产生高电位、火花,因此在存放有易燃易爆物质的场所内,应该重点关注。常见接地技术方法如下:第一,导体接地。设备的金属管道、金属外壳具有静电聚集效应,应该进行接地处理。第二,铺设导电地板。在绝缘板上涂刷具有导电性的涂料,并且穿戴导电鞋袜。第三,导电覆盖层。绝缘体不仅表面带电,而且和其他导体之间会产生放电、火花。对此,在绝缘体表面设置导电覆盖层,能够及时泄掉静电荷载,避免静电聚集[6]。第四,绝缘体接地,和导电覆盖层的原理类似,是在绝缘体上安装大电阻进行接地,能够及时泄掉静电荷载。第五,屏蔽。使用屏蔽导体和静电体相接触,此时静电体的对地电容增大,静电电位就会减小,以此降低放电风险。
结语:
综上所述,低压电器设备是电力系统中的重要组成部分,要想保证运行安全性、稳定性,就必须做好接地工作。以TT制式、IT制式、TN制式为例,不同的接地系统具有一定的优缺点。文中从公共建筑、电子设备、照明线路及插座、防静电四个方面,介绍了接地技术的应用,希望为类似作业提供有用经验,实现电力系统的安全运行。
参考文献:
[1] 张强,彭小平.低压电气设备接地技术措施的探讨[J].现代建筑电气,2015,(2):26-30.
[2] 包全恩,刘丽明.高低压成套装置的接地技术[J].企业文化(下旬刊),2015,(5):233-233.
[3] 杨春华.常用系统接地型式及应用特点[J].现代农业科技,2014,(10):211-212.
[4] 赵维明.浅谈电力系统的接地技术与要求[J].黑龙江科技信息,2012,(23):61-61.
[5] 李卉.380V 低压配电系统中接地技术的探讨[J].中国科技纵横,2012,(8):155-156.
[6] 王永宾.低压电气设备接地技术措施的论述[J].建筑工程技术与设计,2015,(30):1403-1403.
关键词:低压配电系统;电气设备;接地制式;技术
1、引言
在电力系统中,接地技术是一项必备的安全措施,近年来在电子设备、通信传输领域也得到了广泛应用。合理采用接地技术,不仅能够保证电力系统的正常运行,提高供电稳定性;还能够保障人身财产安全,避免发生意外事故。在科学技术快速发展的大背景下,微电子技术出现并得以应用,对于电力供应的要求越来越高。以低压电器设备为例,既要保证各级电路电流的传输质量,又要实现信息的灵活转换,还要规避外界干扰信号,必须采用科学的接地技术措施[1]。
具体到低压电气设备上,接地系统的作用,是在正常工况条件下,或者发生故障后,以及雷电等恶劣天气情况下,将大地作为元件,促使其和电气设备连接形成电流回路,继而保护设备的性能,避免造成元件损坏。分析需要接地保护的低压电气设备,主要包括以下几个方面:第一,设备中的金属组成部分,主要是金属构架、金属支架。以电气箱操作台为例,包括金属框架、电缆线、金属管、电器箱体、发电机母线的保护层等。第二,具有导电性的外壳和底座,例如电机、变压器、移动电器的底座,以及发电机中性点的外壳等。第三,其他装置或设备,例如互感器的二次绕组、开关、电气传动装置、安装避雷器的电力杆塔等。
2、低压配电系统接地制式
2.1 接地制式的分类及表示法
在低压配电系统中,接地制式的分类,依据的是系统和设备的接地组合,以IEC规定为准,一般由2个字母组成,必要时可以在后面继续添加字母。按照接地制式的不同,主要分为以下三种:一是TT制式,二是IT制式,三是TN制式[2]。其中,第1个字母的含义是接地点对地关系,T代表的是直接接地,I代表的是不接地,或者通过阻抗接地。第2个字母的含义是设备外露导电部分对地关系,T代表的是外露部分直接接地,N代表的是外露部分和电源接地点相连接。
以TN制式为例,又分为TN-C、TN-S、TN-C-S三种形式,后续字母反映出中性线和保护线的关系,其中C代表两者合并成为PEN线;S代表两者相互分离;C-S代表在电源侧为PEN线,在其余部位则分离为PE线、N线。
2.2 接地制式的特点
第一,TT制式。系统内有1个直接接地点,且一般是设备的中性点,没有中性点的话,就通过一根相线接地;另外,设备外露导电部分也接地处理。该接地制式适用于负荷容量小的设备,如果负荷容量大,要使用RCD,在发生故障时能够及时切断电源。
第二,IT制式。按照接地形式的不同,可以分为以下三种[3]:一是配电系统的中性点直接接地,二是配电系统的中性点经阻抗接地,三是电源中性点经阻抗接地。当系统发生故障,故障电流受限,设备外壳不会产生接触电压,因此能继续运行。但是,故障消除前如果再次发生故障,就会造成双重短路,此时故障点会产生线电压,形成较大的故障电流。
第三,TN制式。以TN-C制式为例,中性线、保护线合并成为PEN线,不仅技术简单,而且运行经济。若是PEN线上通过三相不平衡的电流,就会产生压降,此时设备的外露部分对地带有电压,从而出现火花。另外,实际应用时PEN线不能切断,也不能装设RCD。
3、低压配电系统接地制式的选用
3.1 公共建筑的接地
对于公共建筑而言,低压电器设备选择哪种接地技术,应该分析供电特点,是来源于地区电网还是建筑自身。以供电部门直接供电为例,第一,电网若是TT系统,建筑内部则依然采用TT系统,必要时可以转换为IT或TN系统。第二,电网若是TN-C系统,那么建筑内部最好采用TN-S系统。具体来说,在进线配电箱处,将PEN线分为PE线、N线,然后连接电气设备或插座,其中插座要和PE线相连接。第三,当然也可以采用TT系统,要求另外设置PE线,电源插头接地线不能通过插座和N线连接[4]。因为设备发生故障后,如果N线断开,此时就会带来危险。第四,公共建筑中的低压电气设备,外露导电部分一般要接地处理,特殊情况下要使用专用PE线进行接地。
3.2 电子设备的接地
电力设备的电力回路,主要包括直流、交流、信号输入、信号输出四种,分析这些回路的特点,常常受到电磁场的干扰,主要是强电电流和设备运行时产生的火花、电晕、无线电等。采用合适的接地技术,则能够对噪声进行抑制,保证电子设备稳定运行。这些设备的接地方式,主要分為功率接地、信号接地、屏蔽接地、保护接地等类型,对于接地电阻的要求,一般采用一点接地法,且电阻控制在4Ω以内。另外,如果需要单独设置屏蔽接地,那么接地电阻常设置为30Ω,以满足设备的使用要求。
3.3 照明线路及插座的接地
第一,照明线路采用TN-C系统,不论是二线制还是三相四线制,切断PEN线就会发生故障,因此断路器、熔断器必须安装在相线上[5]。在线路末端,因检修可能导致相线、PEN线接错,因此两者都要安装断路器。发生电气故障后,断路器两级均会动作,避免造成严重事故。
第二,照明线路采用IT系统,在二线制线路中,中性线不能作为PE线使用,为了避免线路过载,相线、中性线都要安装断路器。另外,为了保证检修工作的安全性,应该在相线、中性线上安装隔离开关,并且保证两者同时断开。对于插座终端而言,接地只能和PE线连接,禁止有工作电流通过;且接地线的截面控制在2.5mm2以上,保证压接牢固。
3.4 防静电接地制式的接地
在低压电器设备中,消除静电的方法较多,其中接地最为简单有效。在静电作用下,会产生高电位、火花,因此在存放有易燃易爆物质的场所内,应该重点关注。常见接地技术方法如下:第一,导体接地。设备的金属管道、金属外壳具有静电聚集效应,应该进行接地处理。第二,铺设导电地板。在绝缘板上涂刷具有导电性的涂料,并且穿戴导电鞋袜。第三,导电覆盖层。绝缘体不仅表面带电,而且和其他导体之间会产生放电、火花。对此,在绝缘体表面设置导电覆盖层,能够及时泄掉静电荷载,避免静电聚集[6]。第四,绝缘体接地,和导电覆盖层的原理类似,是在绝缘体上安装大电阻进行接地,能够及时泄掉静电荷载。第五,屏蔽。使用屏蔽导体和静电体相接触,此时静电体的对地电容增大,静电电位就会减小,以此降低放电风险。
结语:
综上所述,低压电器设备是电力系统中的重要组成部分,要想保证运行安全性、稳定性,就必须做好接地工作。以TT制式、IT制式、TN制式为例,不同的接地系统具有一定的优缺点。文中从公共建筑、电子设备、照明线路及插座、防静电四个方面,介绍了接地技术的应用,希望为类似作业提供有用经验,实现电力系统的安全运行。
参考文献:
[1] 张强,彭小平.低压电气设备接地技术措施的探讨[J].现代建筑电气,2015,(2):26-30.
[2] 包全恩,刘丽明.高低压成套装置的接地技术[J].企业文化(下旬刊),2015,(5):233-233.
[3] 杨春华.常用系统接地型式及应用特点[J].现代农业科技,2014,(10):211-212.
[4] 赵维明.浅谈电力系统的接地技术与要求[J].黑龙江科技信息,2012,(23):61-61.
[5] 李卉.380V 低压配电系统中接地技术的探讨[J].中国科技纵横,2012,(8):155-156.
[6] 王永宾.低压电气设备接地技术措施的论述[J].建筑工程技术与设计,2015,(30):1403-1403.