選煤廠低壓配電接地系統的應用及其保護措施

劉珍 于合蕊

摘 要：選煤廠低壓配電接地系統是一項復雜的工程，接地系統的保護方法與其系統接地形式息息相關，只有概念清楚、實時分析檢測才能有效地防止觸電和火災發生，提高安全用電水平。文章簡要地介紹了三種不同的接地方式以及相應的保護方法，來達到選煤廠安全用電的目的。

關鍵詞：選煤廠接地系統；系統應用；故障保護

1 選煤廠低壓配電的接地系統

低壓接地系統的接地包括用“T”表示的電源側的接地以及用“N”表示的負載側的接地兩部分，前者表示電氣設備和電源的中性點的直接接地；后者表示負載側的電氣設備外露可導電部分通過 PE線或PEN線與電源接地中性點相連；除此之外，“I”表示電源中性點不直接接地。目前，我國低壓配電系統主要有“IT”、“TN”、“TT”三種系統。

2 幾種接地系統的介紹和應用

2.1 IT系統

IT系統是三相三線式供電及接地系統，沒有中性線N，它的變壓器中性點要么不接地要么經高阻抗接地。電器設備保護接地線各自獨立接地。該系統在短距離供電時，可靠性高、安全性好。在一相接地時，單相對地漏電電流小，而且如果一相發生接地故障，通過熔斷器等可以切斷該相，其它兩相可以供電，不會破壞電源的電壓平衡，一般用于嚴格要求連續供電的地方。對于大功率設備多、供電連續性要求較高的大型選煤廠，考慮到電氣線路的成本問題，多采用IT系統。

2.2 TN系統

該系統有一點直接接地。根據中性線N與保護線PE的組合情況的不同，TN可以分為下面3種型式：

2.2.1 TN-C 系統

該系統共用中性線和保護線。TN-C系統適用于三相負荷基本平衡的場合，否則的話因為PE線中不平衡電流的存在，導致PEN線有壓降，最后使得外部設備帶電，傷害人身安全。因此對于變頻器少、環境要求不高的小型選煤廠，可采用TN-C接地系統。

2.2.2 TN-S系統

TN-S系統中保護線與中性線不在一起。當發生碰殼故障時，線路中短路電流會比較大。當中性線斷開時，因為系統的布線原因導致三相負荷不平衡，同時中性點的電位也會升高，但能保證的是設備外殼及PE線不帶電，因此設備不存在危險電壓，可以保證工作人員和設備的安全，可靠性比較高。TN-S系統適用于單相負荷占較大比重，且變頻器等干擾設備多、防電擊要求高、有火災危險的場所，因此對環境要求高的大、中型選煤廠，可以采用TN-S接地系統。

2.2.3 TN-C-S 系統

它由TN-C系統和TN-S系統兩部分接地系統組成。相應的系統部分對應上面介紹的相應的故障，PE線重復接地，而N線不宜重復接地，這樣PE線連接的設備外殼在正常運行時始終不會帶電，提高了設備及運行人員的安全性，該系統一般用在建筑物配電由公共變電所引來的場所。

2.3 TT 系統

因為TT系統沒有中性線N，所以一般單相用電的通信設備不適合采用這種系統。該系統優勢是中性線和PE線是沒有電的聯系，這種設備只適合有特殊要求的場所，如重要的手術室、地下礦井等，另外，該系統要求用電設備耐壓性較高。

3 低壓配電系統接地故障的保護

3.1 低壓配電系統保護

一般低壓配電保護不是隨意定的，因為不同的故障類型，保護措施也不同，同時還要參考具體的工程要求來實施配套的方法。這些方法包括過電流保護、接地故障保護等。

3.2 低壓配電系統接地故障的保護措施

接地故障的保護措施主要是針對人的身體接觸電以及發生火災的狀況，在這些情況下，我們不僅要選擇正確的保護電器讓它們能及時可靠地斷開電源，切除故障外，還應該針對性地配合系統采用的接地方式，因為一種保護措施不能解決所有接地方式的問題。

3.2.1 TN系統接地故障的保護

（1）保護對時間的要求。我們知道TN系統有一點直接接地，所以一旦出現單相接地故障，由于阻抗很小會導致很大的短路電流，雖然保護電器的存在能快速切除故障，但在保護設備動作之前，PEN或PE線有壓降的話，會使故障設備的金屬外殼帶有危險的電位，而PEN或PE阻抗約占故障線路總阻抗的一半以上，導致壓降遠遠超過安全電壓，為避免人體觸及帶有故障電位的設備外殼時間超過安全閥值，要求保護設備能快速切除故障線路，為此對保護設備的開斷時間有較高的要求。

（2）漏電保護的措施。在TN系統中，漏電保護的裝置基本上是應用在TN-C系統中，一般采用過電流保護的方法兼作漏電保護。當過電流保護不能滿足上述時間和漏電保護的要求時，可采用零序保護，其整定值避免跟線路上最大不平衡電流相等，這種方式也有局限性，它只適用于某些特定的故障；對于另外一些供電線路，比如移動式設備，為防止故障電壓通過PEN線蔓延到外部設備，需要安裝漏電電路保護。在TN系統中，接地故障的保護裝置的動作特性要滿足：

ZS×Is≤U0 （1）

其中，Zs為回路阻抗（Ω）；Is為動作電流（A）；U0為相線對地標稱電壓（V）。

3.2.2 IT系統的接地故障保護

由上面第二節可知，在IT低壓配電系統的線路中，當第一次接地故障發生時，由于單相接地，得出對地漏電電流很小，所以這時可以考慮不切斷該相，但是考慮到設備安全運行的問題，還是需要采取措施在可行的時間內來切斷故障，這個可以通過讓絕緣監視電器發出可視信號來實現。它的動作電流需滿足：

Ra×Id≤50V （2）

其中，Ra表示外露可導電部分的接地極電阻（Ω）；Id表示第一次短路故障的故障電流（A）。

IT系統的外露可導電部分可采用兩種方式接地，一是用共同的接地極接地，此時系統類似于一個TN系統；另外一個則是用單獨的接地極接地，這時系統類似于TT系統。當采用第一種方式時，在發生第一次異相接地故障之后，如果再一次發生同樣性質的故障，這時回路的切斷應符合TN系統接地故障保護的要求；同理，當采用第二種方式時，回路的切斷應符合TT系統接地故障保護的要求。

3.2.3 TT系統接地故障的保護

在TT系統接地故障的保護中，動作電流也應滿足：

RsIe≤50V （3）

其中，Rs 為外露可導電部分的接地極電阻（Ω）。

在一般情況下，要計算出TT配電系統的接地故障電流沒有那么容易，因此實際情況是Ie很難確定，另外，由于TT系統的特殊接地方式，導致故障電流較小，一般采用的過電流保護在這里很難執行，因為靈敏度要求得不到滿足。所以在TT系統中還是應該安裝漏電保護器裝置來達到保護接地故障的目的。

4 結束語

選煤廠低壓配電系統接地不是簡單的工程，因為低壓配電系統中接地規范與否，關系到今后配電運行能否安全，所以相關技術人員必須切實地重視起來，認真做好低壓配電系統中的接地工作，根據不同的供電設備選擇不同的接地方式和保護措施，在采取接地故障的保護時要注意防止接地方式的混亂以及接地、接零混用。在確保人身安全的同時保證設備正常運行，提高全體公民安全用電水平，為社會穩定做出自己的貢獻。

參考文獻

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