化工裝置低壓配電系統接地故障保護的探討

魏正光 邱栓（新地能源工程技術有限公司石家莊能源化工技術分公司，河北 石家莊 050000）

化工裝置低壓配電系統接地故障保護的探討

魏正光 邱栓（新地能源工程技術有限公司石家莊能源化工技術分公司，河北 石家莊 050000）

筆者通過對低壓配電系統的不同特點進行分析，提出了適合化工裝置的接地方式；同時對相應的接地故障保護展開了研究，并且提出相關保護措施。

接地方式；TN系統；TT系統；接地故障保護

現代石油化工生產，其概念為對天然氣等易燃性氣體或石油等可燃性氣體實施處理的過程。由于化工裝置中的物料的自身特點，一旦附近有火花出現，就容易使其出現易燃易爆現象，從而造成火災或是嚴重的安全事故發生。大多數火災或安全事故由于電氣原因所造成的基本都是出現在低壓配電裝置中，大多數是因為設計、安置和維修失誤所帶來的。根據筆者長期的工作經驗來看，在電氣事故中接地故障最為常見。為了了解并處理好接地故障，我們首先應當明白什么是接地故障，為什么會出現接地故障，筆者將在下文中進行詳細闡述。

低壓供配電系統的接地方式主要分成了三類：也就是TN系統、TT系統與IT系統。筆者將對這三種接地方式展開分析和比較，并且對接地故障的保護要求和實施手段展開研究。

1 不同接地方式綜述

1.1 TN系統

TN系統在電源位置有一點直接接地，基本上為中性點接地，為了防止被損壞或是人為觸電，需要對用電設備露出的可導電部分進行保護，通常是采取保護線（PE線）或保護中性線（PEN線）同接地點相接，從而避免其安全可靠。

1.2 TT系統

TT系統電源端中性點直接接地，和TN系統不同，其用電設備外露可導電部分不需要采取保護線保護，因為該部分在設計時是和電氣相接，與電源系統接地的接地極想分離，同時它和PE線、電源端系統接地是相分離的，每個電氣裝置的PE線也是相互獨立不連接在一起，當TT系統正常運轉時，每個電子裝置的外露可導電部分就是地電位。所以，在電氣設備出現問題時，其故障電壓就會非常安全，因為PE的獨立使得故障電壓無法和TN系統那樣沿著保護線傳到，因此也就不會出現一個裝置的故障在另一個裝置內造成電擊事故的情況發生。

1.3 IT系統

IT系統與上述兩個系統的最大區別就在在于，其中性點不接地，其用電設備外露可導電部分也無需保護線或是和電氣相接，反而是直接接地的設計。

該系統由于電源中性點不接地，所以相對接地裝置基本上不存在電壓的。因此設備出現接地問題后，由于單相對地故障電流較小，使得電源電壓能夠維持平衡，這樣和TT系統一對比，該設備在運行時更加安全可靠。

IT系統能確保長期安全供電的原因在于，設備出現問題時，因為，故障電流返回電源的渠道，使得其故障電流不過只是兩非故障相對地點電容電流的相量和，數值小到對電源基本無影響，所以對地故障電壓不高，在出現問題后也就不用通過切斷電源的辦法來解決問題，繼續供電即可。

2 低壓配電系統接地故障的保護

2.1 低壓配電系統保護的要求

低壓配電系統由于易出問題以及需要適應不同的工程需求，對其的保護手段也比較繁瑣復雜，一般都需要根據故障先分類，再按照設備所用的工程的要求來設置保護手段。筆者將在下文中闡述怎樣做好接地故障保護措施。

2.2 低壓配電系統接地故障的保護

接地故障的概念為：由于相線、中性線等帶線導體和地之間形成的短路，接地故障中提到的“地”說的是大地或地相連的電氣裝置中的導電部分等。倘若裝置的絕緣部分損毀使得其裸露在外，那么接地故障發生的概率就會急劇上升，造成原先不帶電的金屬外殼上有著電壓，出現解除電壓，從而對工作人員造成安全危害。此外，接地故障所導致的對地電弧與電火花屬于日常出現頻率最多的電氣短路起火緣。

為了避免因為人體間接觸電以及電氣所導致的各項事故，應當使用科學有效的手段進行接地故障。而這些手段需要和配電系統的接地方式相契合，同時在挑選整定配電線路的保護電器時需要小心謹慎，需要保證其質量合格，從而讓其有效的排除故障。

（1）TN系統接地故障的保護

在TN系統中出現單相接地故障之際，通過實驗我們得知，故障回路的阻抗不大，其短路電流過高，就能夠有效確保設備可靠動作，實現故障排除。不過在保護設備以前，該電流在保護線上出現壓降，造成故障用電設備的金屬外殼上出現危險的電位，又由于保護線的阻抗數值遠遠超出了故障線路總阻，使得金屬外殼上產生的危險電位大于安全電壓的。為了防止人體碰到有故障電位的用電設備外殼超過了安全設定的范圍，就需要保護設備可以及時地地解決問題，切除故障線路。為了確保工作人員安全，在接通點擊危險大的手握式、移動式的設備供電線路里，安裝剩余電流保護設備從而當成放電擊電器使用，以確保電壓過大時不會對使用人員造成極大危害。

（2）TT系統接地故障的保護

在TT系統中出現單相接地故障時，由于系統本身的設計，其故障電路內包括了外露導電部分接地極與電源接地極的接地電阻，在比對TN系統時我們不難發現TT系統故障回流阻抗更大，接地故障短路電流數值更低，過電流保護無法達到靈敏度的需求，假設當使用20A的熔斷器為接地故障保護設備時，接地電阻就必須小于0.6V，假設使用的是32A斷路器工作，那么就必須小于0.4V。而這么低的電阻值在實際施工中是不現實的。所以在該系統里使用的也是剩余電流保護設備，來實現接地故障保護目標。

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[2]趙明月,吳文吉.淺談接地故障保護[J].黑龍江科技信息.2010(06).

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