低压电网的接地与监控

单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,低压电网的接地与监控,1,0 引言,低压（220V、380V）电网的漏电火灾、触电伤亡、漏电保护器频动、漏电损耗等问题，归根结底是电网接地问题。绝大多数电网故障（事故）、漏电火灾与电气接地有关。如果接地问题解决了，上述问题就迎刃而解了。所以研究和解决电网的接地和监控问题，很有必要。,2,1低压电网发生接地是必然的,下述基本事实可以说明发生电网接地的必然性。,1.1 供、用电设备的带电体，都是通过绝缘件固定在大地上的，带电体和大地相距很近、相随。,1.2 绝缘件存在老化、污染、磨损、受潮等问题。,1.3 低压电网线路长、分布广。,3,1.4 低压线路规范性差、变动性大。,1.5 涉电人员多，且大多是非专业人员。,1.6 存在大量的人为电网接地问题。,4,2电网接地危害明显、巨大,电网接地，存在四个方面的危害：,2.1 造成严重的安全问题,电网接地形成了电老虎嘴，随时都有可能发生触电伤亡、漏电火灾、招引雷击等涉电事故。图1,5,2.2 造成严重的电能浪费,电网多点接地，易造成同网异线同时接地问题，必然产生地电流，而这种接地和地电流是隐性的，很难发现和排除，神不知鬼不觉地造成了巨大的电能浪费。图2,6,2.3 造成电污染,电网出现多点接地，低压电网间通过大地相互串扰，同时对大地造成电、磁、热污染。电网电压遭受污染，容易给用电设备造成电源干扰。,2.4 电网人为接地掩盖接地故障,人为接地是可靠接地，相当于全电网（通过变压器线圈和负载）都接地，电网中再发生接地故障，很难查找排除，容易产生接地故障积累。,7,3剩余电流漏电保护器用不住,在供、用电规模小，设备简单的过去，剩余电流保护器曾发挥过积极的作用。随着供、用电规模的不断增大和设备的多样化、复杂化，剩余电流保护器的问题越来越明显。我们知道，剩余电流保护器的主要技术特征有两个：一是电网中性点接地，形成检测通道。二是用互感器采集的剩余电流信号控制动作。就是因为这两个原因，造成了漏电保护器严重的频动、拒动、损坏问题。,8,3.1 频动动作太频繁，严重影响正常用电，含两个方面：,a、该动电网出现接地故障了，应该动，这种情况占大多数。由两部分组成：一是人身触电动作，占极少数，二是电网出现接地故障动作，占大多数。,显然，由于电网中性点已经接地，电网火线的任何接地都会使保护器动作，这是其频动的主要原因之一。,b、误动电网本来没有接地故障，不该动作而动作了。有两个方面的情况：一,9,是电磁干扰误动，因为漏电保护器是互感器信号触发动作，电磁干扰可产生非漏电信号，控制动作，造成误动。二是电网投切造成的中性点瞬间偏移误动，由于电网中性点接地、电网对地分布电容和开关断口不同步等原因，造成电源投切时中性点瞬间偏移，产生控制信号，造成误动。,这种“误动”虽然不像“该动”那么多，但也是形成“频动”的主要原因之一。应当知道，在中性点接地情况下，无论是电磁干扰还是电源投切时的中性点偏移，都会起到加剧误动的作用。,10,3.2 拒动电网出现接地故障了，应动而不动，有两种情况：,a、漏电保护器以下的中性线出现重复接地，很难被发现，这时如果火线接地，会通过中性线接地点就地回零（I后），减小了漏电保护器的剩余电流（I前），造成分流拒动。图3,11,b、保护器损坏或退出运行造成失效拒动。,分流拒动，显然是中性点接地和中性线重复接地造成的。保护器失效，也大多是因中性点接地造成频动和雷击引起。,3.3 损坏指保护器失效，主要有两种情况：,a、保护器自然损坏，过压损坏是多数，主要是雷电过电压造成。,b、人为损坏，退出运行。,可见无论是雷击损坏还是人为损坏都与中性点接地有直接关系。,12,3.4 由以上分析可以看出，漏电保护器问题的结症并不在漏电保护器本身，而在电网中性点人为接地，是电网中性点接地把漏电保护器拖入了自相矛盾，不能自拔，导致失效的怪圈。由于电网中性点接地，漏电保护器终究要走入死胡同，有三个方面的明显问题：,a、电网中性点接地，埋下了事故隐患，形成了一个电老虎嘴，电人的通道已经建立，既使用上漏电保护器，也是先电人后保护，其严密性，可靠性欠缺。,13,b、由于电网中性点接地和火线出现自然接地点的机会太多，造成频动，影响正常用电，因此造成大多数漏电保护器被人为解除，使漏电保护器名存实亡。,c、由于中性点已经接地，在漏电保护器以下，中性线再发生接地（火线和零线发生接地故障的机会是一样的），很难查找排除，这时的漏电保护器可能不频动了，但实际上已经失效。,总之，电网中性点人为接地，最终会导致大多数漏电保护器失效。,14,4低压电网中性点接地和不接地，国家标准都是允许的,GB13955之附录A中，规定低压电网可采用的接线形式分两大类，有五种：,4.1 中性点不接地系统。有两种：,A1TN-S系统如图4 A5IT系统如图5,15,标准说：在A1TN-S系统和A5IT系统中，“整个系统的中性线与保护线是分开的。”“电力系统与大地不直接连接，电器装置和外露可导电部分，通过保护接地线与接地极连接。”“中性线与保护线是分开的，”“所有带电部分与地绝缘，或一点经阻抗接地。”,16,4.2 中性点接地系统。,有A2TN-C系统，A3TN-C-S系统，A4TT系统。这三种形式显然也互有差别，但实际使用中意义并不是太大，因此很少有人注意到这种差别。但他们的共同点就是电网中性点N都是直接接地的，图略。,17,5社会上常用的接线形式,有三类，七种：,5.1 中性点不接地方式，如图6-8。,图6 图7 图8,18,5.2 中性点接地方式，如图9-11。,图9 图10 图11,19,5.3 中性线重复接地方式 。如图12,20,6对中性点接地系统的实用分析,中性点人为接地，可以为剩余电流保护器提供检测通道，除此之外，还没有看到其他好处，却存在如下问题：,6.1 中性点接地，是人为的电网事故隐患，容易诱发触电伤亡、漏电火灾、雷击事故。,6.2 中性点接地，使漏电保护器产生严重的频动、拒动、损坏问题，把漏电保护器拖入死胡同。,21,6.3 中性点接地，可以加剧同网异线同时接地问题，造成严重的电能损耗。,6.4 中性点人为接地，等于全电网（通过负载、变压器线圈）接地，造成对电网接地故障很难查找排除，越积越多，电网的多点接地可以造成电网间相互串扰、污染。,6.5 中性点人为接地，为一火一地偷电、放电提供了方便。,22,7对中性点不接地系统的实用分析,通过调查，到目前为止还没有发现中性点不接地系统有碍电网正常运行的问题，与中性点接地系统相比，其优点却相当明显。如图13,23,7.1 由于中性点不接地，较容易进行接地监控，可以迅速查找和排除电网接地故障，保证电网N、a、b、c都不接地。,7.2 由于电网不接地，如果偶然发生对地触、漏电，形不成回路，可以预防人身触电、漏电火灾、雷击事故。,7.3 由于电网不接地，当出现偶然接地时，形不成回路，电网电压不会出现大的波动，供电更稳定。,7.4 由于电网不接地，对地绝缘件承受电压低，对防污闪，延长电网寿命有好处。,24,7.5 由于电网不接地，当电网偶然出现一点接地时，只是形成电网事故隐患，尚未形成事故，在短时间内还可以运行，可以在电网运行的情况下，查找接地点，减小停电时间。,7.6 由于电网不接地，使各电网间相互独立，互不干扰，净化电网，可以减小电网对用电设备的干扰。,25,8强调中性点接地的原因及分析,8.1 强调中性点接地的原因,据了解，强调中性点接地的似乎更多一些，有关资料上提到的原因，有以下几条：,a、标准规定，使用漏电保护器的低压电网中性点必须接地。,b、认为中性点接地，可以利用过流保护装置及时发现相线接地故障。,26,c、认为中性点接地，电网对地电压最高是220V。而中性点不接地时，如果一相接地，另外两相对地的电压则升高为380V，增加绝缘件承压和触电伤害程度。,d、认为万一断零线，中性点不接地会造成三相不平衡，损坏用电设备。中性点接地了，可以防止这种情况的发生。,e、对中性点不接地的电网，没有监控设备,8.2 对强调中性点接地的原因的分析。,上述五条，初看起来似乎有一定的道理，但仔细研究一下 ，出入很大。,27,a、关于使用漏电保护器时电网中心点必须接地。,如果使用剩余电流保护器，可以较好地解决电网的接地监控问题，当然好。但多次、大面积使用结果证明，因其存在严重的频动、拒动、损坏问题，用不住已成为不争的事实。凡用过漏电保护器的电网，一段时间以后，漏电保护器大多不能使用或退出运行了，但电网中性点接地仍然存在。这样的接地实际上失去了其本来的意义。,28,b、关于靠电网中性点接地来发现电网接地故障。,主观愿望是好的，但事实上电网的正常运行电流大多比过流保护整定值小得多，再者，由于电网故障接地属于不可靠接地，接地电流接近负载电流，所以利用过流保护装置来发现电网接地故障是不可靠的。,c、关于防止电网对地电压升高为380V。,如果电网中性点不接地，同时也有办法保持整个电网都不接地，那么电网对地没有通路，电网对地就没有或只有很低的电压,29,显然比中性点接地，网地电压始终保持220V要安全得多。,d、关于中性点的平衡问题。,认为中性点接地就可以解决电网的中性点偏移问题。这实际上是一种误解。解决电网的三相平衡问题，一要靠负载分布尽量均匀，二要靠合格的中性线。如果中性线从上端开路了，中性点接地不接地都会造成失零性电网不平衡，造成严重后果。这与中性点接地不接地没多大关系。只有中性线多点重复接地，断中性线时才有可能,30,避免严重后果。,e、关于在中性点不接地情况下没有接地监控设备,其实这也是一种误解，在中性点不接地情况下，剩余电流保护器也是可以用的，也能起保护作用。特别是DJK系列网地绝缘监控器问世以后，中性点不接地电网的对地绝缘监控问题就解决了。,31,9电网接地监控技术,9.1适用接线型式,适用于电网中性点不接地系统。它视电网N、a、b、c任何一线接地为电网故障。适用于TN-S系统和IT系统。,9.2 基本理念,只要保持不接地，电网就是安全的、经济的、稳定的。,9.3 基本功能,32,在第一时间，检测、报告或甩掉第一个电网接地点，把电网接地故障显性化，便于及时排除。,9.4 作用目标：,把电网事故消灭在萌芽状态，保持电网不接地。,9.5 最终目的：,简化、超前电网管理，实现安全、低耗、稳定供、用电。,9.6 主要特点：,33,a、不误动，不是信号控制，而是漏电流控制动作。,b、只要保持电网不接地，解决安全问题自在其中。,c、检测、动作电流很小，损耗小、更安全,d、全方位监控，没有不作用的死角。,e、系列产品配套使用，其中总监控器负责全网监控和为分监控器提供信息，分监控器负责表明接地故障位置。有控制停电动作的、也有报警的，有十几种产品，可根据需要自由选择，组成分级监控。,34,10结论,10.1 低压电网问题的重点是接地，低压电网发生接地是必然的，电网接地的危害，是明显的，巨大的。,10.2 剩余电流保护器存在严重的频动、拒动、损坏问题，其主要原因是低压电网中性点人为接地，是它把漏电保护器拖入死胡同，漏电保护器完不成电网接地监控的任务。,10.3 低压电网中性点接地与不接地，国家标准都是允许的，理论上也都是成立的,35,应该根据需要明智选择。,10.4 目前社会上的低压电网，中性点接地的，不接地的，中性线重复接地的都有，都能实现供、用电目的，但各自的依据和目的性不十分明确。,10.5 对过去那些过分强调中性点接地，忽视中性点不接地形式的说法和做法（在50-60年代写入教科书中），在已经有了对低压电网接地监控的有效手段的今天，应当重新研究。,36,10.6 拆除人为接地，用网地绝缘监控器测报和排除接地故障，保持电网与地绝缘，应当成为低压电网技术管理的重点。,10.7 N、a、b、c四线都不接地的电网，才是经济的、安全的、稳定的。,10.8 在供、用电规模日益增大，供、用电设备日益多样化、复杂化和越来越强调节能、安全、现代化的今天，中性点不接地系统的优越性 越来越值得关注。,37,10.9 随着电网的发展，电网人为接地所带来的问题越来越突出，它所造成的低压电网的接地故障问题、安全问题、损耗问题等几乎使人束手无策。低压电网的人为接地主要是中性点接地、中性线重复接地、一火一地用电（相当于火线接地），这些都是电网的人为可靠接地点，这种接地点危害很大：,a、是严重的安全隐患。因为电网已经存在可靠接地点了，已形成了电老虎嘴，容易造成触电伤亡、漏电火灾和雷击事故。,38,b、易形成接地故障积累。由于电网已经存在人为接地，如再度出现电网接地故障，很难查找排除，会使接地故障越来越多，人为接地掩盖电网接地故障。,c、接地故障多了，会产生同网异线同时接地，造成严重的电能接地损耗和网间串扰、污染。,d、电网接地故障属不可靠接地，接地电流接近负载电流，通常比电路过流保护整定电流小得多，用过流保护和中性点接地的方法去发现电网接地故障是不可靠的，因此它是隐性的，可以长期存在。,39,e、中性点接地造成漏电保护器频动，中性点的人为接地，使中性线重复接地很难查找排除，因而造成漏电保护器拒动、失效。,10.10 有效的电气防火离不开合理的电气管理。合理的电气管理应依靠负责任的工作以及科学的方法和先进的技术、装备。,40,与其说上述是一篇论文，倒不如说是一个调查报告，因为它没有什么高深的理论，只是对供、用电一线的实际情况进行了实事求是的调研、总结，提出了一些解决问题的办法，供参考。,41,