论文部分内容阅读
[摘 要]随着经济的发展以及信息技术的不断进步，电力系统不断趋向自动化。本文叙述分析低压电气装置与线路的接地型式、要求以及适用范围并对常见低压接地出现的问题进行分析和提出解决和预防故障保护的具体措施。
[关键词]低压电气装置接地型式接地保护故障 措施
中图分类号：F407.42 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）13-0041-01
接地在电气技术上具有很高的重要性、普遍性和复杂性。各种系统均有多种复杂的接地要求，而且是与系统紧密联系的组成部分。
一、低压系统的接地型式、要求及其适用范围
在过去的低压配电的接地系统的设计规范和标准中、虽然己经为确保设备和人身的安全、提供有相当完善和行之有效的保护方案。然而，对于确保信息网络的数据安全的保护措施却显得“相对欠缺”。基于上述情况，当我们在处理信息网络的接地设计问题和不同方案的争论时，不宜完全拘泥于现有的设计规范。对信息网络时代的低压配电系统的接地系统而言，它不仅需要保护供电线路、用电设备和人身能安全、可靠地运行。而且，更需要保护好被信息网络设备所处理、存贮的和传送的数据的安全性。为此，当我们在设计接地系统时，不仅需要考虑各种“接地线”的接地电阻。还需高度重视接地阻抗；“地线”的实际布线方式；用户对网络设备的日常管理和维护“是否合理”等因素。实践证明：设计合理的接地系统及正确的布线施工是确保网络设备获得高效、宽带运行特性的前提条件之一。
1、低压配电系统中的常见接地配置方式
（1）接地系统的调控功能：当用电设备因故发生“短路”/漏电故障时，确保人身和设备的安全运行；增强电源设备、用电设备的电磁屏蔽效果，确保IT/电信/测试等关键设备获得尽可能高的电磁兼容性（EMC）；为IT/电信/测试等关键设备内的电子线路提供统一的、具有“低阻抗运行特性”的参考电平；为IT/电信/测试等关键设备提供静电“泄放通道”；确保供电系统能为信息网络设备提供尽可能低的“零线对地线”电压；为用电设备提供安全、可靠的防雷击、抗浪涌保护。
（2） 接地系统中各关键的部件的调控功能
判断接地系统的设计水平高低的重要指标之一是：能否为各种干扰源/“地电流”提供低阻抗型“泄放通道”，以确保在各IT设备之间实现“等电位连接”。
2.不同接地系统的兼容性
同一电源供电的不同建筑物，可分别采用TN和TT系统。同一建筑物内宜采用TN系统或TT系统中的一种。如果能够分设接地极，二者也可以兼容；由TN系统向局部TT系统供电没有任何问题，如室外照明。同一电源供电范围内，IT系统不能与TN系统或TT系统兼容。同一建筑物内IT系统可以与TN系统或TT系统兼容，只要IT系统与T字头的系统不并联运行。
3.低压电气装置的接地要求
（1）一般要求：
种类：防护接地；功能接地。系统接地型式和保护导体，是自动切断电源法的重要组成部分。外露可导电部分接PE线，PE线按不同系统的要求接地。可同时触及者应接到同一个接地系统上。
（2）各种系统的接地要求：
TN系统：外露可导电部分应通过保护导体与电源系统的接地点连接。一般情况下应满足的条件：ZsIa≤U0；为减小故障回路的总阻抗Zs，PE线应尽量靠近相线。相对地故障的异常情况下：RB/RE≤50（U0～50）。
TT系统：受同一保护电器保护的所有外露可导电部分应接至共同的接地极上。中性线不应重复接地应满足的条件：RAIa≤50V。
IT系统：装置的任何带电导体不应直接接地。外露可导电部分单独地、成组地或集中地接地。单独或成组接地时，第二次故障的保护应符合TT系统的要求；集中接地时，第二次故障的保护应符合TN系统的要求。应满足的条件：RAId≤50V。
二、建筑物电气装置接地装置常见问题与接地保护
多芯电缆中的导体；固定安装的裸露的或绝缘的导体；与带电导体共用的外护物；符合规定条件的电缆金属护套、屏蔽层、铠装、金属编织物、同心导体、金属导管；好多国家允许用电缆托盘和梯架。规定条件是：保证稳定的电气连续性；满足最小截面的要求。电气设备、母线槽的金属外护物或框架可用作保护导体，除符合上述规定条件外，还要求预留与其他保护导体连接的分接点。
1.低压电气装置的接地配置
（1）TN系统不存在应力电压升高问题。防电击的措施如下：故障电压能在规定的时间内被切断；或建筑物内实施总等电位联结，“接触电压实际为0V”；或低压系统接地单设接地极。
（2）TT系统不存在接触电压升高问题。防绝缘击穿的措施如下：应力电压及其切断时间适合低压设备的绝缘水平；或低压系统接地单设接地极；降低高压接地故障电流Ⅰm和接地电阻R，使其乘积不超过1200V。高、低压系统分设接地极时，所内低压设备的应力电压将升高ImR，应在与其绝缘水平相对应的时间内被切断。？TT系统配电线路接地故障保护的动作特性应符合下式
RAIa≤50 V
式中 RA——外露导电部分所接接地极和PE线电阻之和（Ω）；
Ia——保证保护电器切断故障回路的动作电流（A）。
由于TT系统的故障电流不易准确计算，长延时过电流保护Ia值实际上难以确定，而TT系统的故障电流较小，过电流保护难以满足灵敏度要求，因此TT系统中应采用漏电保护器作接地故障保护。
（3）IT系统发生第一次一相接地故障时，故障电流为另两相对地电容电流的相量和，故障电流很小，外露导电部分的故障电压限制在50 V及以下，不需要中断供电，只需设置绝缘监视装置进行声光报警，以便尽快排除故障。
第一次接地故障时保护电器动作特性应符合下式 RAId≤50 V
式中RA——外露导电部分所接接地极的接地电阻（Ω）；
Id——发生第一次接地故障时的故障电流（A）。
当发生第二次异相接地故障时，当IT系统外露导电部分为单独接地，其防电击要求和TT系统相同；若外露导电部分为共同接地，其防电击要求和TN系统相同。
IT系统中的漏电保护器主要用于切除两处异相同时接地故障。应根据具体情况按需要装设。 IT系统两处异相同时接地故障，IT系统内外露导电部分分别装设接地极，这时故障电流流经两个接地极电阻，故障回路的切断应符合TT系统接地故障保护的要求。IT系统两处异相同时接地故障，IT系统内外露导电部分公用一个接地极，这时故障电流将流经PE线形成的金属短路，故障回路的切断应符合TN系统接地故障保护的要求。为了用电安全，采用了接地故障保护后，仍需要可靠的接地采用等电位连接。等电位联结的作用是降低故障情况下，电气设备间、电气设备与其他设备间的接触电压，使人体在接触时，身体所承受的电压降至最低。
2.单相接地保护
当过电流保护电器不能满足要求时，可以采用带有单相接地保护的断路器或者进行设零序电流保护措施。断路器的单相接地保护功能的实现原理有剩余电流型和零序电流型两种。剩余电流型是利用四个电流互感器分别检测三相电流和中性线（N线）的电流。无论三相电流平衡与否，则此矢量和为零（严格讲为线路与设备的正常泄露电流）；当发生某一相接地故障时，故障电流会通过保护线PE及与地相关连的金属构件，此时电流为接地故障电流加正常泄露电流。接地电流达到脱扣器整定电流时，即可报警或驱动短路器动作，实现单相接地保护。零序电流型是在三相上各安装一个电流互感器，检测三相的电流矢量和，即零序电流Io。（Ia+Ib+Ic+In=Io。）当发生某一相接地故障时，此时电流为接地故障电流加正常泄露电流，与脱扣器整定值比较，即可区分出接地电流，实现单相接地保护。
三、结束语
只有经过这样全方面的接地保护后，整个电力系统在使用时才能达到节能的效果，使得社会和经济得到最大的双重效益。随着社会的进步与发展，科技也在不断的创新，从而推动着电力技术也在不断进步，低压电气装置保护接地系统也在不断的朝着更好的方向发展。
参考文献
[1]张旭东.配电变压器低压系统的接地[J].中国水能及电气化，2009，（4）：19-22.
[2]廖玉文.建筑电气低压配电设计中各种接地系统探讨[J].中国房地产业，2012，（1）：261.
[3]孙大伟.低压电气装置保护接地系统的若干探讨[J].科技创业家，2011，（11）：1.
[关键词]低压电气装置接地型式接地保护故障 措施
中图分类号：F407.42 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）13-0041-01
接地在电气技术上具有很高的重要性、普遍性和复杂性。各种系统均有多种复杂的接地要求，而且是与系统紧密联系的组成部分。
一、低压系统的接地型式、要求及其适用范围
在过去的低压配电的接地系统的设计规范和标准中、虽然己经为确保设备和人身的安全、提供有相当完善和行之有效的保护方案。然而，对于确保信息网络的数据安全的保护措施却显得“相对欠缺”。基于上述情况，当我们在处理信息网络的接地设计问题和不同方案的争论时，不宜完全拘泥于现有的设计规范。对信息网络时代的低压配电系统的接地系统而言，它不仅需要保护供电线路、用电设备和人身能安全、可靠地运行。而且，更需要保护好被信息网络设备所处理、存贮的和传送的数据的安全性。为此，当我们在设计接地系统时，不仅需要考虑各种“接地线”的接地电阻。还需高度重视接地阻抗；“地线”的实际布线方式；用户对网络设备的日常管理和维护“是否合理”等因素。实践证明：设计合理的接地系统及正确的布线施工是确保网络设备获得高效、宽带运行特性的前提条件之一。
1、低压配电系统中的常见接地配置方式
（1）接地系统的调控功能：当用电设备因故发生“短路”/漏电故障时，确保人身和设备的安全运行；增强电源设备、用电设备的电磁屏蔽效果，确保IT/电信/测试等关键设备获得尽可能高的电磁兼容性（EMC）；为IT/电信/测试等关键设备内的电子线路提供统一的、具有“低阻抗运行特性”的参考电平；为IT/电信/测试等关键设备提供静电“泄放通道”；确保供电系统能为信息网络设备提供尽可能低的“零线对地线”电压；为用电设备提供安全、可靠的防雷击、抗浪涌保护。
（2） 接地系统中各关键的部件的调控功能
判断接地系统的设计水平高低的重要指标之一是：能否为各种干扰源/“地电流”提供低阻抗型“泄放通道”，以确保在各IT设备之间实现“等电位连接”。
2.不同接地系统的兼容性
同一电源供电的不同建筑物，可分别采用TN和TT系统。同一建筑物内宜采用TN系统或TT系统中的一种。如果能够分设接地极，二者也可以兼容；由TN系统向局部TT系统供电没有任何问题，如室外照明。同一电源供电范围内，IT系统不能与TN系统或TT系统兼容。同一建筑物内IT系统可以与TN系统或TT系统兼容，只要IT系统与T字头的系统不并联运行。
3.低压电气装置的接地要求
（1）一般要求：
种类：防护接地；功能接地。系统接地型式和保护导体，是自动切断电源法的重要组成部分。外露可导电部分接PE线，PE线按不同系统的要求接地。可同时触及者应接到同一个接地系统上。
（2）各种系统的接地要求：
TN系统：外露可导电部分应通过保护导体与电源系统的接地点连接。一般情况下应满足的条件：ZsIa≤U0；为减小故障回路的总阻抗Zs，PE线应尽量靠近相线。相对地故障的异常情况下：RB/RE≤50（U0～50）。
TT系统：受同一保护电器保护的所有外露可导电部分应接至共同的接地极上。中性线不应重复接地应满足的条件：RAIa≤50V。
IT系统：装置的任何带电导体不应直接接地。外露可导电部分单独地、成组地或集中地接地。单独或成组接地时，第二次故障的保护应符合TT系统的要求；集中接地时，第二次故障的保护应符合TN系统的要求。应满足的条件：RAId≤50V。
二、建筑物电气装置接地装置常见问题与接地保护
多芯电缆中的导体；固定安装的裸露的或绝缘的导体；与带电导体共用的外护物；符合规定条件的电缆金属护套、屏蔽层、铠装、金属编织物、同心导体、金属导管；好多国家允许用电缆托盘和梯架。规定条件是：保证稳定的电气连续性；满足最小截面的要求。电气设备、母线槽的金属外护物或框架可用作保护导体，除符合上述规定条件外，还要求预留与其他保护导体连接的分接点。
1.低压电气装置的接地配置
（1）TN系统不存在应力电压升高问题。防电击的措施如下：故障电压能在规定的时间内被切断；或建筑物内实施总等电位联结，“接触电压实际为0V”；或低压系统接地单设接地极。
（2）TT系统不存在接触电压升高问题。防绝缘击穿的措施如下：应力电压及其切断时间适合低压设备的绝缘水平；或低压系统接地单设接地极；降低高压接地故障电流Ⅰm和接地电阻R，使其乘积不超过1200V。高、低压系统分设接地极时，所内低压设备的应力电压将升高ImR，应在与其绝缘水平相对应的时间内被切断。？TT系统配电线路接地故障保护的动作特性应符合下式
RAIa≤50 V
式中 RA——外露导电部分所接接地极和PE线电阻之和（Ω）；
Ia——保证保护电器切断故障回路的动作电流（A）。
由于TT系统的故障电流不易准确计算，长延时过电流保护Ia值实际上难以确定，而TT系统的故障电流较小，过电流保护难以满足灵敏度要求，因此TT系统中应采用漏电保护器作接地故障保护。
（3）IT系统发生第一次一相接地故障时，故障电流为另两相对地电容电流的相量和，故障电流很小，外露导电部分的故障电压限制在50 V及以下，不需要中断供电，只需设置绝缘监视装置进行声光报警，以便尽快排除故障。
第一次接地故障时保护电器动作特性应符合下式 RAId≤50 V
式中RA——外露导电部分所接接地极的接地电阻（Ω）；
Id——发生第一次接地故障时的故障电流（A）。
当发生第二次异相接地故障时，当IT系统外露导电部分为单独接地，其防电击要求和TT系统相同；若外露导电部分为共同接地，其防电击要求和TN系统相同。
IT系统中的漏电保护器主要用于切除两处异相同时接地故障。应根据具体情况按需要装设。 IT系统两处异相同时接地故障，IT系统内外露导电部分分别装设接地极，这时故障电流流经两个接地极电阻，故障回路的切断应符合TT系统接地故障保护的要求。IT系统两处异相同时接地故障，IT系统内外露导电部分公用一个接地极，这时故障电流将流经PE线形成的金属短路，故障回路的切断应符合TN系统接地故障保护的要求。为了用电安全，采用了接地故障保护后，仍需要可靠的接地采用等电位连接。等电位联结的作用是降低故障情况下，电气设备间、电气设备与其他设备间的接触电压，使人体在接触时，身体所承受的电压降至最低。
2.单相接地保护
当过电流保护电器不能满足要求时，可以采用带有单相接地保护的断路器或者进行设零序电流保护措施。断路器的单相接地保护功能的实现原理有剩余电流型和零序电流型两种。剩余电流型是利用四个电流互感器分别检测三相电流和中性线（N线）的电流。无论三相电流平衡与否，则此矢量和为零（严格讲为线路与设备的正常泄露电流）；当发生某一相接地故障时，故障电流会通过保护线PE及与地相关连的金属构件，此时电流为接地故障电流加正常泄露电流。接地电流达到脱扣器整定电流时，即可报警或驱动短路器动作，实现单相接地保护。零序电流型是在三相上各安装一个电流互感器，检测三相的电流矢量和，即零序电流Io。（Ia+Ib+Ic+In=Io。）当发生某一相接地故障时，此时电流为接地故障电流加正常泄露电流，与脱扣器整定值比较，即可区分出接地电流，实现单相接地保护。
三、结束语
只有经过这样全方面的接地保护后，整个电力系统在使用时才能达到节能的效果，使得社会和经济得到最大的双重效益。随着社会的进步与发展，科技也在不断的创新，从而推动着电力技术也在不断进步，低压电气装置保护接地系统也在不断的朝着更好的方向发展。
参考文献
[1]张旭东.配电变压器低压系统的接地[J].中国水能及电气化，2009，（4）：19-22.
[2]廖玉文.建筑电气低压配电设计中各种接地系统探讨[J].中国房地产业，2012，（1）：261.
[3]孙大伟.低压电气装置保护接地系统的若干探讨[J].科技创业家，2011，（11）：1.