低压供电系统接地与漏电保护装置的设置及应用

低压供电系统接地与漏电保护装置的设置及应用1. 引言 接地是电气工作人员十分熟悉的电气安全措施。大地的电位一般被看作为零电位， 所谓接地就是将金属导体与大地相连接， 以取得大地电位作为参考电位。 低压供电系统接地 是十分重要的， 它与采取什么样的电击防护措施， 选用什么样的保护装置， 这些防护措施怎 样实施，都与供电系统接地有关系。如果选择不当，不但不能实现所要求的保护,反而会降低供电系统的可靠性。 本文先分析供电系统接地的适用范围及优缺点， 然后介绍设置漏电保 护装置的必要性，使漏电保护装置在供电系统接地中能够有效和正确安装使用。2. 低压供电系统接地 低压供电系统接地分为系统接地与保护接地，系统接地是指变压器、 发电机等中性点的接地， 而保护接地是指电气装置内电气设备金属外壳、 布线金属管槽等外 露导电部分的接地。 系统接地的作用是保证系统的正常运行； 保护接地是利用防护电器动作 而切断电源，起到防人身电击和接地故障火灾的作用。在我国的电网中接地系统分 TN 、TT 和 IT 三种类型，系统特性以符号表示，字母含义为： 第一个字母表示电源与大地的关系。“ T”表示电源的一点（通常是中性点）与大地直接连接；“I”表示电源与大地隔离或电源的一点经高阻抗与大地直接连接。第二个字母表示电气 装置的外露导电部分与大地的关系。“T”表示外壳牢固的接地，且与电源接地无关；“ N”表示外露导电部分通过与接地的电源中性点的连接而接地。 其后的字母表示电网中中性线与保 护线的组合方式。“ C”表示中线与保护线是合一的（PEN线）；“S”表示中性线与保护线是分 开的2.1TN 系统 TN 系统按中性线和保护线的不同组合又分为三种类型：（1）TN-C 系统 在全系统内 N 线和 PE 线是合一的。系统内的 PEN 线兼起 PE 线和 N 线 的作用，可节省一根导线，比较经济，我国过去曾广泛采用这一系统。由于该系统全部用PEN 线作设备接地，因 PEN 线含有 PE 线而不允许被开关断开，使它无法实现电气隔离， 不能保证电气检修人身安全，因此除维护管理水平较高的场所外，TN-C 系统在国际上基本不被采用。（2）TN-S 系统 在整个系统内， PE 线和 N 线是分开的。 TN-S 系统的优点在于除微量对 地泄露电流外，PE线平时不通过电流， 也不带电位，它只在发生接地故障时通过故障电流， 因此电气装置的外露导电部分对地平时不带电位， 比较安全。这种系统多用于环境条件较差， 对安全可靠性要求较高及设备对电磁干扰要求较严的场所。（3） TN-C-S系统 系统中的中性线与保护线先是合一的，然后又分开称为 TN C S系统，系统自电源到用户电气装置之间节省了一根专用的PE线。PEN线分为PE线和N线，不能再与PE线合并或互换，否则它们是 TN C系统。这种系统兼有 TN C系统和TN S系 统的特点， 电源线路结构简单， 又保证一定安全水平， 常用于配电系统末端环境条件较差或 有数据处理等设备的场所。2.2 TT系统TT系统的电源端有一个直接接地点。电气装置各有其自己的接地极，正常时装置内的外露导电部分为地电位， 电源侧和各装置出现的故障电压不互窜。但是这种接地系统在某些情况下， 也并不能保证安全。 当系统中设备的绝缘损坏或发生相对地短路故障时，将使设备的外壳带电。 发生接地故障时，故障回路阻抗较大，故障电流较小， 因此一般不能用 过电流防护兼作接地故障防护，只能选用漏电保护装置来切断电源。2.3 IT系统IT系统的电源中性点不接地或经阻抗 （约1000）接地，习惯称为不接地系统。 系统的用电设备外壳与地作直接的电气连接。 系统在发生一个接地故障时由于不具备故障电流 返回电源的通路， 其故障电流仅为非故障相的对地电容电流， 其值很小， 因此对地故障电压 很低，不致引发事故。所以发生一个接地故障时不需要切断电源而使供电中断。但IT系统一般不引出中性线，不能提供照明、控制等需要的 220V 电源。且其故障防护和维护管理较复杂，一般用于应急电源中。因此对IT系统来说，应装绝缘监察装置，以此来达到保护设备和人身安全的目的。3漏电保护装置在不同接地形式下的设置及应用漏电保护装置属故障电流动作型，它所检测的是剩余电流，即被保护回路内相线和中性线电流瞬时值的代数和（其中包括中性线中的三相不平衡电流和谐波电流），此电流即为正常时的泄露电流和故障时接地故障电流。漏电保护装置能十分灵敏地切断所保护回路的接地故 障，它也可用作防直接接触电击的后备保护。3.1漏电保护装置的设置（1）PEN线不得穿过漏电保护装置TN-S系统的中性线必须和相线一起穿过漏电保护装置的电流互感器，但TN-C系统的PEN线则不得穿过。若穿过，当发生接地故障时，相线和PEN线的故障电流在电流互感器中感应电磁场互相抵消， 漏电保护装置将检测不出故障电流而不动作，故TN-C系统内是不能安装漏电保护装置。正确的接线应该是在漏电保护装置前将PEN线分为PE线和N线，N线穿入漏电保护装置，PE线直接接设备的外漏导电部分，这时漏电保护装置才能检测出接地 故障电流，不过此时 TN-C系统已经改为TN-C-S系统了。（2）漏电保护装置后的中性线不应接地任何系统的中性线（非 PEN线）自电源引出后即不应再接地。若中性线接地，当施工中绝 缘不慎破损而与穿线钢管短路，接通电源后一部分负载电流经钢管，另一部分经PE线，分别返回电源成为剩余电流而使漏电保护装置误动。中性线接地很容易混淆中性和PE线，当接通负荷时，负荷电流将不经中性线而是经PE线返回电源，造成漏电保护装置误动。（3） 漏电保护装置装设位置应正确漏电保护装置的电流互感器应能检测出所在位置被保护回路的剩余电流，即该处回路带电导体所载电流的向量和。漏电保护装置的电流互感器可包卷三根相线和一根中性线；也可包卷PE线和接地线相连接后的一根导线。后一种方式比较简单，常被采用。对TT系统装设漏电保护装置时，要认真检查线路的重复接地设施。在漏电保护装置的负载 侧不能设置重复接地，否则将造成漏电保护装置的误动和失效。在分级保护方案中应特别注意这一问题，因为重复接地对末端漏电保护装置来说为电源侧，但对前一级的漏电保护装置则为负载侧。而对IT系统，系统对地是绝缘的，电气设备发生漏电故障时其外壳对地电压 很小，达不到危险电压，因此不必装设漏电保护装置。3.2漏电保护装置的应用 为防接地故障引起电击和火灾事故，除断电将引起更严重的设备和线路外，全部电器装置都应按要求置于接地故障保护之下。末端插座回路难免接用手握式、 移动式设备，最易发生接地故障，电击危险也最大，为保证用电安全，不论哪种接地系统， 末端插座回路上都应装设漏电保护装置。固定式设备的过流保护如果不能满足在5s内切断接地故障的要求也应装设漏电保护装置。建筑物电源总进线上的过流保护如不能在5s内切断接地故障应装设带少许延时的S型（选择性）漏电保护装置。此S型漏电保护装置用以保护全部电气装置，主要用于防接地故障火灾，同时也作插座回路漏电保护装置的后备。4结束语 综上所述，低压供电系统宜采用 TN C S或TN S、TT系统，并与漏电保护装 置正确配合使用，使其能够有效地进行漏电保护， 防止接触电击和火灾的发生， 提高安全用 电水平。