低壓配電系統(tǒng)中的接地類型
(1)工作接地:為保證電力設(shè)備達(dá)到正常工作要求的接地,稱為工作接地。中性點直接接地的電力系統(tǒng)中,變壓器中性點接地,或發(fā)電機(jī)中性點接地。
(2)保護(hù)接地:為保障人身安全、防止間接觸電,將設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分進(jìn)行接地,稱為保護(hù)接地。保護(hù)接地的形式有兩種:一種是設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分經(jīng)各自的接地保護(hù)線分別直接接地;另一種是設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分經(jīng)公共的保護(hù)線接地。
(3)重復(fù)接地:在中性線直接接地系統(tǒng)中,為確保保護(hù)安全可靠,除在變壓器或發(fā)電機(jī)中性點處進(jìn)行工作接地外,還在保護(hù)線其他地方進(jìn)行必要的接地,稱為重復(fù)接地。
(4)保護(hù)接中性線:在380/220V低壓系統(tǒng)中,由于中性點是直接接地的,通常又將電氣設(shè)備的外殼與中性線相連,稱為低壓保護(hù)接中性線。
2)、供配電系統(tǒng)形式
現(xiàn)今的接地,接零系統(tǒng)多采用國際電工委員會(IEC) 及現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)《低壓配電設(shè)計規(guī)范》(GB50054)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。按IEC規(guī)定,低壓 配電接地,接零系統(tǒng)分有IT、TT、TN三種基本形式:在TN形式中又分有TN—C、TN—S 和TN—C—S三種派生形式: 其形式劃分的第1個字母反映電源中性點接地狀態(tài); T——表示電源中性點工作接地; I——表示電源中性點沒有工作接地(或采用阻抗接地); 形式的第2個字母反映負(fù)載側(cè)的接地狀態(tài); T——表示負(fù)載保護(hù)接地,但與系統(tǒng)接地相互獨立; N——表示負(fù)載保護(hù)接零,與系統(tǒng)工作接地相連。 第3個字母C—表示零線(個性線)與保護(hù)零線共用一線; 第4個字母S—表示零線(中性線)與保護(hù)零線各自獨立,各用各線。
對于這5種形式,其特點和應(yīng)用范圍分述如下:
①TT系統(tǒng):三相四線供電系統(tǒng),屬保護(hù)接地。如電源側(cè)中性點接地,其接地電阻大, 則較為安全,此時屬小接地電流系統(tǒng)。其工作原理是:當(dāng)發(fā)生單相碰殼故障時,接地電流經(jīng)保護(hù)接地裝置和電源的工作接地裝置所構(gòu)成的回路流過。此時如有人觸帶電的外殼,則由于保護(hù)接地裝置的電阻小于人體的電阻,大部分的接地電流被接地裝置分流,從而對人身起保護(hù)作用。在接地短路時,其余兩相對地電壓變大,介于220 一380V之間,但設(shè)備正常運行時,其外殼沒有接零保護(hù)的三相不平衡電流和電壓,這是 IT系統(tǒng)的主要優(yōu)點。
TT系統(tǒng)在確保安全用電方面還存在有不足之處,主要表現(xiàn)在:
a) 當(dāng)設(shè)備發(fā)生單相碰殼故障時,接地電流并不很大,往往不能使保護(hù)裝置動作,這將導(dǎo)致線路長期帶故障運行。
b) 當(dāng)TT系統(tǒng)中的用電設(shè)備只是由于絕緣不良引起漏電時,因漏電電流往往不大(僅為毫安級),不可能使線路的保護(hù)裝置動作,這也導(dǎo)致漏電設(shè)備的外殼長期帶電,增加了人身觸電的危險。
因此,TT系統(tǒng)必須加裝剩余電流動作保護(hù)器并與斷零保護(hù)相配合使用,方能成為較完善的保護(hù)系統(tǒng)。TT系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于城鎮(zhèn)、居民區(qū)、和由公用變壓器供電的民用建筑中。
圖1-9 TT系統(tǒng)
②IT系統(tǒng):三相三線供電系統(tǒng),屬保護(hù)接地,電源側(cè)個性點與地絕緣;蚪(jīng)大阻抗接 地。在單相碰殼接地時,接觸電壓易于控制在安全值內(nèi);在保證人身和設(shè)備安全的同時, 用電設(shè)備仍能正常工作。這種系統(tǒng)的漏電電流值不會很大,不能使保護(hù)裝置及時動作,由 于這種系統(tǒng)沒有斷零保護(hù),因而不能設(shè)置零線N,故無法取得220V電壓用于照明,這是 其缺點,并且其一相碰地時,其他兩相對地電壓為380V,對人身更為危險。IT系統(tǒng)適用于環(huán)境條件不良,易發(fā)生單相接地故障的場所,以及易燃、易爆的場所。
圖1-10 IT系統(tǒng)
③TN—C系統(tǒng)(三相四線制):,該系統(tǒng)的中性線(N)和保護(hù)線(PE)是合一的,該線又稱為保護(hù)中性線(PEN)線。電源側(cè)中性點接地,接地電阻很 小,是大電流接地系統(tǒng)。它的優(yōu)點是節(jié)省了一條導(dǎo)線,但在三相負(fù)載不平衡或保護(hù)中性線斷開時會使所有用電設(shè)備的金屬外殼都帶上危險電壓。該系統(tǒng)簡單經(jīng)濟(jì),但 PEN線不能裝熔斷器,并且一旦斷線將破壞系統(tǒng)穩(wěn)定,構(gòu)成對人體和設(shè)備的危險。這一 系統(tǒng)出現(xiàn)單相接地故障時,其故障電流較大,但不及相間短路電流大,因而以相同短路來 設(shè)計的線路保護(hù)裝置一般不能及時切斷故障線路。此外,這一系統(tǒng)的PEN線上除有中線 正常的三相不平衡電流外,還會有對人體有危險的高次諧波電流。因此,這一系統(tǒng)是一個 弊大于利的系統(tǒng)。
圖1-11 TN-C系統(tǒng)
④TN—S系統(tǒng)(三相五線制):屬保護(hù)接零,中線N與零線PE分開。電源側(cè)中 性點同樣接地,也是大電流接地系統(tǒng)。它的優(yōu)點是PE線在正常情況下沒有電流通過,因此不會對接在PE線上的其他設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾。系統(tǒng)的三相不平衡電流不經(jīng)PE線,減輕了TN—C 系統(tǒng)的缺點,但中性點對地電位仍會通過PE線使設(shè)備外殼有電流和電壓,未能徹底解決 TN—C系統(tǒng)的缺點。因此,這一系統(tǒng)常與漏電開關(guān)聯(lián)用方能達(dá)到較好的保護(hù)效果。多用于對安全可靠性要求較高、設(shè)備對電磁抗干擾要求較嚴(yán)、或環(huán)境條件較差的場所使用。對新建的大型民用建筑、住宅小區(qū),特別推薦使用TN-S系統(tǒng) 。
圖1-12 TN-S系統(tǒng)
⑤TN—C—S系統(tǒng):是一種TN—C與TN—S系統(tǒng)的混合配電方式,同屬保護(hù)接零。 PEN線分出獨立的N線后,不能再使之與保護(hù)零線PE線合并或互換。它兼有TN-C系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)的特點,常用于配電系統(tǒng)末端環(huán)境較差或有對電磁抗干擾要求較嚴(yán)的場所。在我國的物業(yè)管 理區(qū)自配變壓器的獨立電網(wǎng)中,一般都是采用此系統(tǒng)。
圖1-13 TN-C-S系統(tǒng)
IT系統(tǒng)在民用建筑和工業(yè)企業(yè)中也常用,特別是對接地要求較高的數(shù)據(jù)處理和電 子設(shè)備,應(yīng)優(yōu)先采用TT系統(tǒng);TN—S系統(tǒng)在國外多用,特別是對于人體較多會直接接觸 用電設(shè)備的場所應(yīng)優(yōu)先選用;IT系統(tǒng)主要用于易發(fā)生一相接地,絕緣不好的場所,如煤 礦,化工廠等;TN——C系統(tǒng)過去常用,但由于其固有的缺點,現(xiàn)已由TN—C—S系統(tǒng)取 代,不再推廣使用。
1)接地裝置:
接地裝置可使用自然接地體和人工接地體。在設(shè)計時,應(yīng)首先充分利用自然接地體。
①自然接地:可充分利用建(構(gòu))筑物的鋼結(jié)構(gòu)和構(gòu)造鋼筋、行車的鋼軌等以及敷設(shè)于地下且數(shù)量不少于2根的電纜的金屬外皮等。在新建的大、中型建筑物中,都利用建筑物的構(gòu)造鋼筋作為自然接地。它們不但耐用、節(jié)省投資,而用電氣性能良好。
②人工接地體:人工接地體有兩種基本型式:垂直接地體和水平接地體。垂直接地體多采用截面為50mm×50mm×4mm,長度為2500mm的角鋼;水平接地體多采用截面為40mm×4mm的扁鋼。
2)接地電阻:
接地裝置工頻接地電阻的計算應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《電力裝置的接地設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定
智能建筑的接地裝置的接地電阻越小越好,獨立的防雷保護(hù)接地電阻應(yīng)≤10Ω;獨立的安全保護(hù)接地電阻應(yīng)≤4Ω;獨立的交流工作接地電阻應(yīng)≤4Ω;獨立的直流工作接地電阻應(yīng)≤4Ω;防靜電接地電阻一般要求≤100Ω。
3)接地電阻測量方法
(1)電極的布置如下圖1-14所示。電流極與接地網(wǎng)邊緣之間的距離d1,一般取接地網(wǎng)大對角線長度D的4~5倍,以使其間的電位分布出現(xiàn)一平緩區(qū)段。在一般情況下,電壓極與接地網(wǎng)邊緣之間的距離d2約為電流極到接地網(wǎng)的距離d1的50~60%。測量時,將電壓極沿接地網(wǎng)和電流極的連線移動三次,每次移動距離為d1的5%左右,如三次測得的電阻值接近即可。
圖1-14
(2)如d1取4D~5D有困難,在土壤電阻率較均勻的地區(qū)d1可取2D,d2取D;在土壤電阻率不均勻的地區(qū)或域區(qū),d1可取3D,d2取1.7D.
(3)電壓極、電流極也可采用如圖1-15所示的三角形布置方法。一般取d2=d1≥2D,夾角約為30°。
圖A-15
注意事項:1、電流極、電壓極應(yīng)布置在與線路或地下金屬管道垂直的方向上。
2、應(yīng)避免在雨后立即測量接地電阻。
3、采用交流電流表-電壓表法時,電極的布置宜采用圖A-2所示的方式
上一條:
UPS解決方案下一條:
防雷接地系統(tǒng)