低压设备接地方式

低 压 设 备 接 地 方 式

第一节 低压接地方式的概念

一、接地方式的提出

为了确保低压配电系统及电气设备、用电器具的安全使用,必须采取适当措施,防止使用人员发生电击危险及电气设备、用电器具烧毁。接地是常用的一种方法,因为大地是可导电的地层,其任何一点的电位通常取零,即零电位(当单相接地时,离接地点20m 及以外视为零电位)。

对电气设备、用电器具而言,如果将其金属外壳与大地连接,这时金属外壳就接近零电位。即使在故障情况下,如发生电气设备因绝缘破坏造成碰壳短路,由于金属外壳已与大地作良好的电气连接,则金属外壳与大地的电位差变低,若人与之接触,通过人体的电流就也小,提高了间接触电的安全性。

对低压配电系统而言,较多将配变中性点接地(称为工作接地)。从电气安全角度来看,在一定的条件下,可与电气设备的接地共同作用。当接地故障时,产生的电流可使配电系统中的保护设备在适当时间内动作,切断电源,用以保证安全。

由于电气设备及用电器具的金属外壳可以直接接地,也可以通过导体接到配电系统已接地的中性点上,配电系统可以直接接地或不接地或通过阻抗接地,这几种接地组合即称为低压配电系统接地方式。

二、接地方式的基本组成

接地方式的组成部分可分为电气设备和配电系统两部分。

1.电气设备的接地部分

(1)接地体:与大地紧密接触并与大地形成电气连接的一个或一组导体。

(2)外露可导电部分:电气设备能触及的可导电部分。正常时不带电,故障时可能带电,通常为电气设备的金属外壳。

(3)主接地端子板:一个建筑物或部分建筑物内各种接地(如工作接地、保护接地)的端子和等电位连接线的端子的组合。如成排排列,则称为主接地端子排。

(4)保护线(PE ):将上述外露可导电部分,主接地端子板、接地体以及

电源接地点(或人工接地点)任何部分作电气连接的导体。对于连接多个外露

可导电部分的导体称为保护干线。

(5)接地线:将主接地端子板或将外露可导电部分直接接到接地体的保护线。对于连接多个接地端子板的接地线称为接地干线。

(6)等电位连接:指各外露可导电部分和装置外导电部分的电位实质上相等的电气连接。

2.配电系统的接地部分

(1)相线(L )。输送电能的导体,正常情况下不接地。

(2)中性线(N )。与系统中性点相连,并能起输送电能作用的导体。

(3)保护中性线(PEN )。兼有保护线和中性线作用的导体。

(4)电源接地点。将电源可以接地的一点(通常是中性点)进行接地。

三、接地方式的分类

我国配电系统的接地方式已使用IEC 规定,其分类仍然是以配电系统和电气设备的接地组合来分,一般分为TN 、TT 、IT 系统等。上述字母表示的含义:第一个字母表示电源接地点对地的关系。其中T 表示直接接地;I 表示不接地或通过阻抗接地。第二个字母表示电气设备的外露可导电部分与地关系。其中T 表示与电源接地点无连接的单独直接接地;N 表示直接与电源系统接地点或与该点引出的导体连接。

根据中性线与保护线是否合并的情况,TN 系统又分为TN-C 、TN -S 及TN -C -S 系统。

TN -C 系统:保护线与中性线合并为PEN 线。

TN-S 系统:保护线与中性线分开。

TN-C -S 系统:在靠近电源侧一段的保护线和中性线合并为PEN 线,从某点以后分为保护线和中性线。

第二节 各种接地方式的应用范围

在低压配电系统中,常将电气设备的外露可导电部分接地,进行间接触电的防护。

一、 TN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,称作保护接零。当故障使电气设备金属外壳带时,形成相线和零线短路,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。

1.TN一C 系统

该系统中保护线与中性线合并为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,可使电流保护装置动作,切断电源。

该系统对于单相负荷及三相不平衡负荷的线路,PEN 线总有电流流过,其产生的压降,将会呈现在电气设备的金属外壳上,对敏感性电子设备不利。此外,PEN 线上微弱的电流在危险的环境中可能引起爆炸。所以有爆炸危险环境不能使用TN-C 系统,。

2.TN-S系统

该系统中保护线和中性线分开,系统造价略贵。除具有TN-C 系统的优点外,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,所以适用于数据处理和精密电子仪器设备的供电,也可用于爆炸危险环境中。在民用建筑内部、家用电器等都有单独接地触点的插头。采用TN-S 供电既方便又安全。

3.TN--C 一S 系统

该系统PEN 线自A 点起分开为保护线(PE )和中性线(N )。分开以后N 线应对地绝缘。为防止PE 线与N 线混淆,应分别给PE 线和PEN 线涂上黄绿相间的色标,N 线涂以浅蓝色色标。此外,自分开后,PE 线不能再与N 线再合并。 TN-C-S 系统是一个广泛采用的配电系统,无论在工矿企业还是在民用建筑中,其线路结构简单,又能保证一定安全水平。

二、T 一T 系统

在T-T 系统中,其配电系统部分有一个直接接地点,一般是变压器中性点。其电气设备的金属外壳用单独的接地捧接地,与电源在接地上无电气联系,称为保护接地,适用于对电位敏感的数据处理设备和精密电子设备的供电。

三、IT 系统

IT系统的电源不接地或通过阻抗接地,电气设备外露可导电部分可直接接地或通过保护线接到电源的接地体上,这也是保护接地。

由于该系统出现第一次故障时故障电流小,电气设备金属外壳不会产生危险性的接触电压,因此可以不切断电源,使电气设备继续运行,并可通过报警装置及检查消除故障。

四、保护接地范围

无论何种配电系统接地方式,下列电气设备和用电器具的外露可导电部分均应通过保护线(PE )接地(如TT 、IT 系统)或接到中性线上(TN 系统)。

(l )变压器、电动机、电器、手握式及移动式电器。

(2)电力设备的传动装置。

(3)配电装置的金属构架、配电柜及保护控制屏的框架。

(4)配电线的金属保护管、开关金属接线盒等。

第三节接地体的接地电阻

一、概念

接地体:埋入地中并直接与大地接触的金属导体,称为接地体。当作接地体用的直接与大地接触的金属构件、金属管、钢筋混凝土建筑物的基础、金属管道等设备称为自然接地体。

接地电阻:接地体或自然接地体的对地电阻和接地引线电阻的总和称为接地体的接地电阻。

二、接地体

一般情况下,当能确保接地的连续可靠前提下,且接地电阻符合要求时,应充分利用自然接地体。 变配电所的接地装置,除了利用自然接地体外,还应敷设人工接地体。

在利用自然接地体时,应注意接地体的可靠性,并注意某些自然接地体的变化(如自来水系统)使接地体可靠性受到影响。但是,可燃液体或气体、供暖系统等管道禁止作接地体。

人工接地体可采用水平敷设的圆钢、扁钢,垂直敷设的角钢、钢管、圆钢,也可采用金属接地板。接地体应作镀锌等防腐处理。

三、接地电阻

配电系统电源中性点接地电阻一般应小于4W ,但当配电变压器容量不大于 10OkV· A 时,接地电阻可不大于 10 W 。

对于TN-C 系统,保护中性线的重复接地电阻不大于10 W 。当变压器容量不大于 100kV· A时,重复接地不少于 3处时,允许接地电阻不大于30 W。

对于TT 系统,当设备绝缘损坏发生单相接地时,其金属外壳带有一定电压,为此系统一般实施漏电保护以保证安全。而金属设备外壳的接地电阻值,应根据允许的接触电压和漏电保护整定电流来计算。

对于IT 系统,发生单相故障接地时,故障电流小,不必因此而停电,但必须装设能发出接地故障音响的报警装置。而其受电装置的金属外壳的接地电阻,应根据允许的接触电压和相线与外露可导电部分之间发生故障的故障电流来计算。

低压电网中的接地类型与供电系统

关键词 低压电网接地类型供电系统

在低压配电网络中,由于接地种类的不同,其保护接地方式、供电系统也有所不同。正确理解和推广使用几种低压保护接地方式及供电系统,对提高低压电网安全、可靠运行水平有着十分重要的意义。

1 低压配电系统中的接地类型

(1)工作接地:为保证电力设备达到正常工作要求的接地,称为工作接地。中性点直接接地的电力系统中,变压器中性点接地,或发电机中性点接地。

(2)保护接地:为保障人身安全、防止间接触电,将设备的外露可导电部分进行接地,称为保护接地。保护接地的形式有两种:一种是设备的外露可导电部分经各自的接地保护线分别直接接地;另一种是设备的外露可导电部分经公共的保护线接地。

(3)重复接地:在中性线直接接地系统中,为确保保护安全可靠,除在变压器或发电机中性点处进行工作接地外,还在保护线其他地方进行必要的接地,称为重复接地。

(4)保护接中性线:在380/220V低压系统中,由于中性点是直接接地的,通常又将电气设备的外壳与中性线相连,称为低压保护接中性线。

2 低压配电系统的供电方式

低压配电系统按保护接地的形式不同可分为:IT 系统、TT 系统和TN 系统。其中IT 系统和TT 系统的设备外露可导电部分经各自的保护线直接接地(过去称为保护接地) ;TN 系统的设备外露可导电部分经公共的保护线与电源中性点直接电气连接(过去称为接零保护) 。

国际电工委员会(IEC)对系统接地的文字符号的意义规定如下:

第一个字母表示电力系统的对地关系:

T--一点直接接地;

I--所有带电部分与地绝缘,或一点经阻抗接地。

第二个字母表示装置的外露可导电部分的对地关系:

T--外露可导电部分对地直接电气连接,与电力系统的任何接地点无关;

N--外露可导电部分与电力系统的接地点直接电气连接(在交流系统中,接地点通常就是中性点) 。

后面还有字母时,这些字母表示中性线与保护线的组合:

S--中性线和保护线是分开的;

O--中性线和保护线是合一的。

(1)IT系统:

IT 系统的电源中性点是对地绝缘的或经高阻抗接地,而用电设备的金属外壳直接接地。即:过去称三相三线制供电系统的保护接地。

其工作原理是:若设备外壳没有接地,在发生单相碰壳故障时,设备外壳带上了相电压,若此时人触摸外壳,就会有相当危险的电流流经人身与电网和大地之间的分布电容所构成的回路。而设备的金属外壳有了保护接地后,由于人体电阻远比接地装置的接地电阻大,在发生单相碰壳时,大部分的接地电流被接地装置分流,流经人体的电流很小,从而对人身安全起了保护作用。

IT 系统适用于环境条件不良,易发生单相接地故障的场所,以及易燃、易爆的场所。

(2)TT系统:

TT 系统的电源中性点直接接地;用电设备的金属外壳亦直接接地,且与电源中性点的接地无关。即:过去称三相四线制供电系统中的保护接地。

其工作原理是:当发生单相碰壳故障时,接地电流经保护接地装置和电源的工作接地装置所构成的回路流过。此时如有人触带电的外壳,则由于保护接地装置的电阻小于人体的电阻,大部分的接地电流被接地装置分流,从而对人身起保护作用。

TT 系统在确保安全用电方面还存在有不足之处,主要表现在:

①当设备发生单相碰壳故障时,接地电流并不很大,往往不能使保护装置动作,这将导致线路长期带故障运行。

②当TT 系统中的用电设备只是由于绝缘不良引起漏电时,因漏电电流往往不大(仅为毫安级) ,不可能使线路的保护装置动作,这也导致漏电设备的外壳长期带电,增加了人身触电的危险。

因此,TT 系统必须加装剩余电流动作保护器,方能成为较完善的保护系统。目前,TT 系统广泛应用于城镇、农村居民区、工业企业和由公用变压器供电的民用建筑中。

(3)TN系统:

在变压器或发电机中性点直接接地的380/220V三相四线低压电网中,将正常运行时不带电的用电设备的金属外壳经公共的保护线与电源的中性点直接电气连接。即:过去称三相四线制供电系统中的保护接零。

当电气设备发生单相碰壳时,故障电流经设备的金属外壳形成相线对保护线的单相短路。这将产生较大的短路电流,令线路上的保护装置立即动作,将故障部分迅速切除,从而保证人身安全和其他设备或线路的正常运行。

TN 系统的电源中性点直接接地,并有中性线引出。按其保护线形式,TN 系统又分为:TN-C 系统、TN-S 系统和TN-C-S 系统等三种。

①TN-C 系统(三相四线制) ,该系统的中性线(N)和保护线(PE)是合一的,该线又称为保护中性线(PEN)线。它的优点是节省了一条导线,但在三相负载不平衡或保护中性线断开时会使所有用电设备的金属外壳都带上危险电压。在一般情况下,如保护装置和导线截面选择适当,TN-C 系统是能够满足要求的(见图1) 。

②TN-S 系统(三相五线制) ,该系统的N 线和PE 线是分开的。它的优点是PE 线在正常情况下没有电流通过,因此不会对接在PE 线上的其他设备产生电磁干扰。此外,由于N 线与PE 线分开,N 线断开也不会影响PE 线的保护作用。但TN-S 系统耗用的导电材料较多,投资较大(见图2) 。

这种系统多用于对安全可靠性要求较高、设备对电磁抗干扰要求较严、或环境条件较差的场所使用。对新建的大型民用建筑、住宅小区,特别推荐使用TN-S 系统。

③TN-C-S 系统(三相四线与三相五线混合系统) ,系统中有一部分中性线和保护是合一的;而且一部分是分开的。它兼有TN-C 系统和TN-S 系统的特点,常用于配电系统末端环境较差或有对电磁抗干扰要求较严的场所(见图3) 。

在TN-C 、TN-S 和TN-S-C 系统中,为确保PE 线或PEN 线安全可靠,除在电源中性点进行工作接地外,对PE 线和PEN 线还必须进行必要的重复接地。PE 线PEN 线上不允许装设熔断器和开关。

在同一供电系统中,不能同时采用TT 系统和TN 系统保护。

3 接地装置和接地电阻

(1)接地装置:

接地装置可使用自然接地体和人工接地体。在设计时,应首先充分利用自然接地体。

①自然接地:

可充分利用建(构) 筑物的钢结构和构造钢筋、行车的钢轨等以及敷设于地下且数量不少于2根的电缆的金属外皮等。 在新建的大、中型建筑物中,都利用建筑物的构造钢筋作为自然接地。它们不但耐用、节省投资,而用电气性能良好。 ②人工接地体:

人工接地体有两种基本型式:垂直接地体和水平接地体。垂直接地体多采用截面为50mm×50mm×4mm,长度为2500mm 的角钢;水平接地体多采用截面为40mm×4mm的扁钢。

(2)接地电阻:

请参阅《电力设备接地设计技术规程》有关章节的规定,低压中性点直接接地系统中,100kVA 以上变压器接地电阻值≤4Ω。

低 压 设 备 接 地 方 式

第一节 低压接地方式的概念

一、接地方式的提出

为了确保低压配电系统及电气设备、用电器具的安全使用,必须采取适当措施,防止使用人员发生电击危险及电气设备、用电器具烧毁。接地是常用的一种方法,因为大地是可导电的地层,其任何一点的电位通常取零,即零电位(当单相接地时,离接地点20m 及以外视为零电位)。

对电气设备、用电器具而言,如果将其金属外壳与大地连接,这时金属外壳就接近零电位。即使在故障情况下,如发生电气设备因绝缘破坏造成碰壳短路,由于金属外壳已与大地作良好的电气连接,则金属外壳与大地的电位差变低,若人与之接触,通过人体的电流就也小,提高了间接触电的安全性。

对低压配电系统而言,较多将配变中性点接地(称为工作接地)。从电气安全角度来看,在一定的条件下,可与电气设备的接地共同作用。当接地故障时,产生的电流可使配电系统中的保护设备在适当时间内动作,切断电源,用以保证安全。

由于电气设备及用电器具的金属外壳可以直接接地,也可以通过导体接到配电系统已接地的中性点上,配电系统可以直接接地或不接地或通过阻抗接地,这几种接地组合即称为低压配电系统接地方式。

二、接地方式的基本组成

接地方式的组成部分可分为电气设备和配电系统两部分。

1.电气设备的接地部分

(1)接地体:与大地紧密接触并与大地形成电气连接的一个或一组导体。

(2)外露可导电部分:电气设备能触及的可导电部分。正常时不带电,故障时可能带电,通常为电气设备的金属外壳。

(3)主接地端子板:一个建筑物或部分建筑物内各种接地(如工作接地、保护接地)的端子和等电位连接线的端子的组合。如成排排列,则称为主接地端子排。

(4)保护线(PE ):将上述外露可导电部分,主接地端子板、接地体以及

电源接地点(或人工接地点)任何部分作电气连接的导体。对于连接多个外露

可导电部分的导体称为保护干线。

(5)接地线:将主接地端子板或将外露可导电部分直接接到接地体的保护线。对于连接多个接地端子板的接地线称为接地干线。

(6)等电位连接:指各外露可导电部分和装置外导电部分的电位实质上相等的电气连接。

2.配电系统的接地部分

(1)相线(L )。输送电能的导体,正常情况下不接地。

(2)中性线(N )。与系统中性点相连,并能起输送电能作用的导体。

(3)保护中性线(PEN )。兼有保护线和中性线作用的导体。

(4)电源接地点。将电源可以接地的一点(通常是中性点)进行接地。

三、接地方式的分类

我国配电系统的接地方式已使用IEC 规定,其分类仍然是以配电系统和电气设备的接地组合来分,一般分为TN 、TT 、IT 系统等。上述字母表示的含义:第一个字母表示电源接地点对地的关系。其中T 表示直接接地;I 表示不接地或通过阻抗接地。第二个字母表示电气设备的外露可导电部分与地关系。其中T 表示与电源接地点无连接的单独直接接地;N 表示直接与电源系统接地点或与该点引出的导体连接。

根据中性线与保护线是否合并的情况,TN 系统又分为TN-C 、TN -S 及TN -C -S 系统。

TN -C 系统:保护线与中性线合并为PEN 线。

TN-S 系统:保护线与中性线分开。

TN-C -S 系统:在靠近电源侧一段的保护线和中性线合并为PEN 线,从某点以后分为保护线和中性线。

第二节 各种接地方式的应用范围

在低压配电系统中,常将电气设备的外露可导电部分接地,进行间接触电的防护。

一、 TN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,称作保护接零。当故障使电气设备金属外壳带时,形成相线和零线短路,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。

1.TN一C 系统

该系统中保护线与中性线合并为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,可使电流保护装置动作,切断电源。

该系统对于单相负荷及三相不平衡负荷的线路,PEN 线总有电流流过,其产生的压降,将会呈现在电气设备的金属外壳上,对敏感性电子设备不利。此外,PEN 线上微弱的电流在危险的环境中可能引起爆炸。所以有爆炸危险环境不能使用TN-C 系统,。

2.TN-S系统

该系统中保护线和中性线分开,系统造价略贵。除具有TN-C 系统的优点外,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,所以适用于数据处理和精密电子仪器设备的供电,也可用于爆炸危险环境中。在民用建筑内部、家用电器等都有单独接地触点的插头。采用TN-S 供电既方便又安全。

3.TN--C 一S 系统

该系统PEN 线自A 点起分开为保护线(PE )和中性线(N )。分开以后N 线应对地绝缘。为防止PE 线与N 线混淆,应分别给PE 线和PEN 线涂上黄绿相间的色标,N 线涂以浅蓝色色标。此外,自分开后,PE 线不能再与N 线再合并。 TN-C-S 系统是一个广泛采用的配电系统,无论在工矿企业还是在民用建筑中,其线路结构简单,又能保证一定安全水平。

二、T 一T 系统

在T-T 系统中,其配电系统部分有一个直接接地点,一般是变压器中性点。其电气设备的金属外壳用单独的接地捧接地,与电源在接地上无电气联系,称为保护接地,适用于对电位敏感的数据处理设备和精密电子设备的供电。

三、IT 系统

IT系统的电源不接地或通过阻抗接地,电气设备外露可导电部分可直接接地或通过保护线接到电源的接地体上,这也是保护接地。

由于该系统出现第一次故障时故障电流小,电气设备金属外壳不会产生危险性的接触电压,因此可以不切断电源,使电气设备继续运行,并可通过报警装置及检查消除故障。

四、保护接地范围

无论何种配电系统接地方式,下列电气设备和用电器具的外露可导电部分均应通过保护线(PE )接地(如TT 、IT 系统)或接到中性线上(TN 系统)。

(l )变压器、电动机、电器、手握式及移动式电器。

(2)电力设备的传动装置。

(3)配电装置的金属构架、配电柜及保护控制屏的框架。

(4)配电线的金属保护管、开关金属接线盒等。

第三节接地体的接地电阻

一、概念

接地体:埋入地中并直接与大地接触的金属导体,称为接地体。当作接地体用的直接与大地接触的金属构件、金属管、钢筋混凝土建筑物的基础、金属管道等设备称为自然接地体。

接地电阻:接地体或自然接地体的对地电阻和接地引线电阻的总和称为接地体的接地电阻。

二、接地体

一般情况下,当能确保接地的连续可靠前提下,且接地电阻符合要求时,应充分利用自然接地体。 变配电所的接地装置,除了利用自然接地体外,还应敷设人工接地体。

在利用自然接地体时,应注意接地体的可靠性,并注意某些自然接地体的变化(如自来水系统)使接地体可靠性受到影响。但是,可燃液体或气体、供暖系统等管道禁止作接地体。

人工接地体可采用水平敷设的圆钢、扁钢,垂直敷设的角钢、钢管、圆钢,也可采用金属接地板。接地体应作镀锌等防腐处理。

三、接地电阻

配电系统电源中性点接地电阻一般应小于4W ,但当配电变压器容量不大于 10OkV· A 时,接地电阻可不大于 10 W 。

对于TN-C 系统,保护中性线的重复接地电阻不大于10 W 。当变压器容量不大于 100kV· A时,重复接地不少于 3处时,允许接地电阻不大于30 W。

对于TT 系统,当设备绝缘损坏发生单相接地时,其金属外壳带有一定电压,为此系统一般实施漏电保护以保证安全。而金属设备外壳的接地电阻值,应根据允许的接触电压和漏电保护整定电流来计算。

对于IT 系统,发生单相故障接地时,故障电流小,不必因此而停电,但必须装设能发出接地故障音响的报警装置。而其受电装置的金属外壳的接地电阻,应根据允许的接触电压和相线与外露可导电部分之间发生故障的故障电流来计算。

低压电网中的接地类型与供电系统

关键词 低压电网接地类型供电系统

在低压配电网络中,由于接地种类的不同,其保护接地方式、供电系统也有所不同。正确理解和推广使用几种低压保护接地方式及供电系统,对提高低压电网安全、可靠运行水平有着十分重要的意义。

1 低压配电系统中的接地类型

(1)工作接地:为保证电力设备达到正常工作要求的接地,称为工作接地。中性点直接接地的电力系统中,变压器中性点接地,或发电机中性点接地。

(2)保护接地:为保障人身安全、防止间接触电,将设备的外露可导电部分进行接地,称为保护接地。保护接地的形式有两种:一种是设备的外露可导电部分经各自的接地保护线分别直接接地;另一种是设备的外露可导电部分经公共的保护线接地。

(3)重复接地:在中性线直接接地系统中,为确保保护安全可靠,除在变压器或发电机中性点处进行工作接地外,还在保护线其他地方进行必要的接地,称为重复接地。

(4)保护接中性线:在380/220V低压系统中,由于中性点是直接接地的,通常又将电气设备的外壳与中性线相连,称为低压保护接中性线。

2 低压配电系统的供电方式

低压配电系统按保护接地的形式不同可分为:IT 系统、TT 系统和TN 系统。其中IT 系统和TT 系统的设备外露可导电部分经各自的保护线直接接地(过去称为保护接地) ;TN 系统的设备外露可导电部分经公共的保护线与电源中性点直接电气连接(过去称为接零保护) 。

国际电工委员会(IEC)对系统接地的文字符号的意义规定如下:

第一个字母表示电力系统的对地关系:

T--一点直接接地;

I--所有带电部分与地绝缘,或一点经阻抗接地。

第二个字母表示装置的外露可导电部分的对地关系:

T--外露可导电部分对地直接电气连接,与电力系统的任何接地点无关;

N--外露可导电部分与电力系统的接地点直接电气连接(在交流系统中,接地点通常就是中性点) 。

后面还有字母时,这些字母表示中性线与保护线的组合:

S--中性线和保护线是分开的;

O--中性线和保护线是合一的。

(1)IT系统:

IT 系统的电源中性点是对地绝缘的或经高阻抗接地,而用电设备的金属外壳直接接地。即:过去称三相三线制供电系统的保护接地。

其工作原理是:若设备外壳没有接地,在发生单相碰壳故障时,设备外壳带上了相电压,若此时人触摸外壳,就会有相当危险的电流流经人身与电网和大地之间的分布电容所构成的回路。而设备的金属外壳有了保护接地后,由于人体电阻远比接地装置的接地电阻大,在发生单相碰壳时,大部分的接地电流被接地装置分流,流经人体的电流很小,从而对人身安全起了保护作用。

IT 系统适用于环境条件不良,易发生单相接地故障的场所,以及易燃、易爆的场所。

(2)TT系统:

TT 系统的电源中性点直接接地;用电设备的金属外壳亦直接接地,且与电源中性点的接地无关。即:过去称三相四线制供电系统中的保护接地。

其工作原理是:当发生单相碰壳故障时,接地电流经保护接地装置和电源的工作接地装置所构成的回路流过。此时如有人触带电的外壳,则由于保护接地装置的电阻小于人体的电阻,大部分的接地电流被接地装置分流,从而对人身起保护作用。

TT 系统在确保安全用电方面还存在有不足之处,主要表现在:

①当设备发生单相碰壳故障时,接地电流并不很大,往往不能使保护装置动作,这将导致线路长期带故障运行。

②当TT 系统中的用电设备只是由于绝缘不良引起漏电时,因漏电电流往往不大(仅为毫安级) ,不可能使线路的保护装置动作,这也导致漏电设备的外壳长期带电,增加了人身触电的危险。

因此,TT 系统必须加装剩余电流动作保护器,方能成为较完善的保护系统。目前,TT 系统广泛应用于城镇、农村居民区、工业企业和由公用变压器供电的民用建筑中。

(3)TN系统:

在变压器或发电机中性点直接接地的380/220V三相四线低压电网中,将正常运行时不带电的用电设备的金属外壳经公共的保护线与电源的中性点直接电气连接。即:过去称三相四线制供电系统中的保护接零。

当电气设备发生单相碰壳时,故障电流经设备的金属外壳形成相线对保护线的单相短路。这将产生较大的短路电流,令线路上的保护装置立即动作,将故障部分迅速切除,从而保证人身安全和其他设备或线路的正常运行。

TN 系统的电源中性点直接接地,并有中性线引出。按其保护线形式,TN 系统又分为:TN-C 系统、TN-S 系统和TN-C-S 系统等三种。

①TN-C 系统(三相四线制) ,该系统的中性线(N)和保护线(PE)是合一的,该线又称为保护中性线(PEN)线。它的优点是节省了一条导线,但在三相负载不平衡或保护中性线断开时会使所有用电设备的金属外壳都带上危险电压。在一般情况下,如保护装置和导线截面选择适当,TN-C 系统是能够满足要求的(见图1) 。

②TN-S 系统(三相五线制) ,该系统的N 线和PE 线是分开的。它的优点是PE 线在正常情况下没有电流通过,因此不会对接在PE 线上的其他设备产生电磁干扰。此外,由于N 线与PE 线分开,N 线断开也不会影响PE 线的保护作用。但TN-S 系统耗用的导电材料较多,投资较大(见图2) 。

这种系统多用于对安全可靠性要求较高、设备对电磁抗干扰要求较严、或环境条件较差的场所使用。对新建的大型民用建筑、住宅小区,特别推荐使用TN-S 系统。

③TN-C-S 系统(三相四线与三相五线混合系统) ,系统中有一部分中性线和保护是合一的;而且一部分是分开的。它兼有TN-C 系统和TN-S 系统的特点,常用于配电系统末端环境较差或有对电磁抗干扰要求较严的场所(见图3) 。

在TN-C 、TN-S 和TN-S-C 系统中,为确保PE 线或PEN 线安全可靠,除在电源中性点进行工作接地外,对PE 线和PEN 线还必须进行必要的重复接地。PE 线PEN 线上不允许装设熔断器和开关。

在同一供电系统中,不能同时采用TT 系统和TN 系统保护。

3 接地装置和接地电阻

(1)接地装置:

接地装置可使用自然接地体和人工接地体。在设计时,应首先充分利用自然接地体。

①自然接地:

可充分利用建(构) 筑物的钢结构和构造钢筋、行车的钢轨等以及敷设于地下且数量不少于2根的电缆的金属外皮等。 在新建的大、中型建筑物中,都利用建筑物的构造钢筋作为自然接地。它们不但耐用、节省投资,而用电气性能良好。 ②人工接地体:

人工接地体有两种基本型式:垂直接地体和水平接地体。垂直接地体多采用截面为50mm×50mm×4mm,长度为2500mm 的角钢;水平接地体多采用截面为40mm×4mm的扁钢。

(2)接地电阻:

请参阅《电力设备接地设计技术规程》有关章节的规定,低压中性点直接接地系统中,100kVA 以上变压器接地电阻值≤4Ω。


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