配電網絡的接地型式及其保護在配電線路設計中的作用探討

摘要：在使用低壓電的過程中，偶然會因為用電不當引發觸電事故甚至引起火災。在電壓超過人體安全觸電電壓時，人接觸就會發生危險；當用電設施或線路漏電或短路時，就會因為這些問題導致火災同時損毀設備。文章針對不同情況下在配電線路設計中對漏電保護的配合和保護進行了探討，分析了常規用電時如何安全準確地進行接地使用。

關鍵詞：配電網絡；接地型式；配電線路設計；觸電事故；用電設施 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM625 文章編號：1009-2374（2016）07-0134-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.07.068

低壓配電中的重要環節就是良好的接地，使用低壓電時為了避免各種用電事故，需要在低壓用電的設計中全面考慮安全保護問題，嚴格按照配電網絡要求的接地型式，達到防火防觸電的目標，這對保障設備安全運行和保障人身安全具有重要意義。

1 配電網絡的接地形式及其保護

當前有三種配電系統主要使用的接地方式：TT系統、TN-C-S以及TN-S系統。

1.1 TT系統

電源中性點直接接地，各用電設備的外殼部分和中性線用保護線接地，如圖1所示：

在TT系統中，設備工作時電位為低電位，即使漏電發生時電壓也不會太高，此外用電設備使用單獨的接地線與地板相連，因此大大提高了安全性。但是也有負面效應，當接地發生故障的時候，電流需要通過地面電阻和電源接地的電阻，電阻抗性較大，極大地降低了電流的流經率，因此用不到過電流保護，這時需要使用剩余電流保護器進行漏電保護。在使用RCD保護時需要注意三個方面：（1）若在供電前面部分的火線已經裝RCD，那么后面線路的N線就不允許重復接地；（2）若前部分的供電主線不裝RCD，那么零線部分能夠允許多次進行接地使用，注意在零線N線上不能裝上熔斷器和開關；（3）安裝在TT系統中的RCD不能是除了兩極及四極以外的產品，切斷相線時不要忘記同時切斷零

線N。

1.2 TN-C-S系統與TN-S系統

電源的中性點直接接地，各用電設備的外殼用保護線接地。按中性線N與保護線PE的不同組合，較常見的有TN-C-S系統與TN-S系統。TN-S方式一般使用工作零線的同時也可作為接地的保護線，這樣在節省成本的同時又便于對布局的規劃。而TN-C-S系統在工地中比較常見，但有前提條件，上一部分采用的是TN-C的方式供電，但是施工要求必須采用TN-S用于施工中，這樣做能夠從配電箱里面分出PE線路用于漏電保護。

兩種系統圖示如圖2和圖3所示：

1.2.1 TN-S系統。TN-S系統要求必須分離中性線N和保護線PE，然后分別和中性點連接之后再接地。用這種方式一旦發生了相線漏電，會發生短路現象，瞬間導致了提高電流，同時這需要切斷故障線路的方式保護電流。但若是保護的線路過長，在增大阻抗的同時也會導致電流保護失效，因此在線路前端裝上RCD是非常有必要的，這可以進行二次保護。此系統中對RCD有如下要求：如果防火需求較高時，為了避免火災的發生，要把RCD作為重點保護對象并在第一時間切斷線路處理好故障；中性線不能多次重復接地，不然不能充分發揮切斷中性線后保護設施的保護作用。尤其是在干線前面部分安裝了RCD時，更應該注意避免這一點，但是PE線是例外，它可以重復接地。

1.2.2 TN-C-S系統。電源干線中PE線與N線共同使用一條PEN線，這條導體線是有接中性線點功能的。進戶處的接地線和中性線分開分別作為兩條獨立的線路，接地線就直接接到設備的外殼處。一旦出現漏電事故的時候，它的特點與TN-S系統是一樣的。此系統同樣有值得關注的方面：不能安裝RCD到PEN部分，接地線和中性線分開之后即可以安裝RCD；為了避免PEN斷線后危險電壓擴散至電設備金屬外殼中，此系統中接中性線點功能導體線應該重復接地。大多數情況下，PEN線應當進行多次接地，中性線不宜重復接地處理。

2 RCD的選擇

要檢測電路中發生的漏電問題，就會在低壓配電系統中設置RCD，RCD安裝地點越靠近電源側，保護范圍越大，同時故障切斷的選擇性就變差。如果在末端支線上安裝RCD，則可防止大范圍停電情況。

2.1 RCD的裝設方式

實際應用中，根據RCD的配備位置，可分為三種裝設方式：

第一種方式：在支線上裝設RCD。最容易發生漏電事故的是分支線上的電氣設備，這是因為這是用戶最常接觸和進行操作地方；在每條分支線上都裝設上RCD，一旦發生漏電現象，可以及時對部分電源進行切斷，這種方式造成的停電范圍較小，方便查找故障，除此之外，RCD后面的線路較短，泄漏電流較小，不易發生失誤導致

事故。

第二種方式：在干線上安裝RCD。這種方式能夠保護RCD后的干、支線電路，但這種方式所造成的停電影響范圍大，并且因為泄漏電流較大，容易發生誤動作。

第三種方式：在干線及分支線均裝設RCD。分支線安裝小電流型RCD，避免人身觸電，而在干線上安裝帶延時的RCD，不僅能用于防止電氣火災，還能用于確保主路的安全。整體安全角度來看，這種方式采用把系統分解成多個單獨受保護的子系統的方法，既能快速靈敏地切斷故障電路，還能保障無故障電路部分的正常供電，是一種較理想的保護方式。

2.2 RCD的選擇原則

2.2.1 動作靈敏性原則。漏電保護的目的就是為了保障人身以及財產安全。一般來講，在設計切斷電流時，為了能在線路出現故障的第一時間及時切斷電流，電流應當越小越安全，由此可避免直接觸電事故的發生。干燥地方的RCD設定電壓設定為50V，而在濕潤地方應設定為一半的值。作為尾部保護最低電流值則設定為30mA。此外考慮到火災隱患，一般設定為1vn，在部分通風不好且容易發生火災的地點，則應該設置在100～200mA這個范圍以內。根據相關條例中的規定，一些規定的電流值如下：手持式用電設備為15mA，環境濕度大的地區最高為10mA，醫療設施規定值為6mA，建筑施工工地規定值在20mA左右，家庭普通用電為30mA，防火地區為300mA。

2.2.2 供電可靠性原則。RCD最終目標是保障保護人身財產的安全，因此不要因為防漏電設施過度靈敏的反應而帶來負面的效應，如果RCD發生誤操作則會導致對生產生活產生不利影響。在實際應用中，對用戶數量較多的分支線會出現負荷增加而導致的線路超載運行，為避免這種現象，需要嚴格遵循關于配電網絡的規定。此外需要注意的是RCD設置的不反應電流不應該比正常泄露電流小，為了避免越級誤操作，運行設備時除了動作電流之間的層級配合還應在時間上有配合。

3 結語

近年來，低壓配電網絡的發展勢頭迅猛，但其暴露的安全用電問題也越來越突出，在實際運用中，需要嚴格按照配電網絡的接地型式進行配電線路設計。只有采取合理的保護配合方式，才能盡可能避免低壓用電中的漏電情況和電氣火災事故，保證安全供電和保障用戶的人身安全。

參考文獻

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[3] 國家能源局.工業與民用建筑配電設計手冊[M].北京：中國電力出版社，2005.

作者簡介：梁楚明（1989-），男，廣東廣州人，身份證號：440111198906253331，研究方向：配電系統設計。

（責任編輯：秦遜玉）