電氣安全工程配電系統(tǒng)保護(hù)接地、保護(hù)接零型式.ppt

電力工程系 DepartmentofElectricalEngineering 電氣安全技術(shù) 蔣智第四節(jié)低壓配電系統(tǒng)接地方式 按照IEC 國(guó)際電工委員會(huì) 以及GB50054 95 低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范 規(guī)定 低壓供電系統(tǒng)的接地型式按配電系統(tǒng)和電氣設(shè)備不同的接地組合分類 其一般由兩個(gè)字母組成 必要時(shí)可加后續(xù)字母 其共有五種型式 IT系統(tǒng)TT系統(tǒng)TN系統(tǒng) TN S系統(tǒng)TN C系統(tǒng)TN C S系統(tǒng) 其中第一個(gè)字母表示電源側(cè) 配電變壓器或發(fā)電機(jī) 接地方式 T表示直接接地 I表示不接地或通過大阻抗接地 其中第二個(gè)字母表示電氣設(shè)備外露導(dǎo)電部分接地方式 T表示獨(dú)立于電源接地點(diǎn)的直接接地 N表示直接與電源系統(tǒng)接地點(diǎn)或該點(diǎn)引出的導(dǎo)體相連接 后續(xù)字母表示中性線與保護(hù)線的關(guān)系 C表示中性線與保護(hù)線合并為一根導(dǎo)體 S是表示中性線與保護(hù)線分開為兩根相互獨(dú)立的導(dǎo)體 后續(xù)字母表示中性線與保護(hù)線的關(guān)系 C是法文Combinaison的首字母 表示中性線與保護(hù)線合并為一根導(dǎo)體 S是法文Separateur的首字母 表示中性線與保護(hù)線分開為兩根相互獨(dú)立的導(dǎo)體 1IT系統(tǒng) IT系統(tǒng)定義I表示電源側(cè)沒有工作接地 或經(jīng)過高阻抗接地 第二個(gè)字母T表示負(fù)載側(cè)電氣設(shè)備進(jìn)行接地保護(hù) 如圖所示 IT系統(tǒng)安全原理 IT系統(tǒng)是否滿足間接接觸電擊防護(hù)要求 須考慮多種因素 對(duì)系統(tǒng)而言 電網(wǎng)電壓 電網(wǎng)對(duì)地絕緣阻抗對(duì)人身而言 人體電阻對(duì)設(shè)備而言 接地電阻上述條件往往不滿足觸電防護(hù)要求 故還應(yīng)符合絕緣監(jiān)視過電壓防護(hù)等電位聯(lián)結(jié)等條件 IT系統(tǒng)安全條件 IT系統(tǒng)安全評(píng)價(jià) 供電的可靠性高IT方式供電系統(tǒng)在供電距離不是很長(zhǎng)時(shí) 對(duì)地電容不大情況下 安全性好 如果供電距離很長(zhǎng) 供電線路對(duì)大地的分布電容就不能忽視了 此時(shí)會(huì)增加觸電危險(xiǎn)性 抑制過電壓能力差 單相接地時(shí) 由于短路電流較小 不易檢測(cè)出故障 保護(hù)裝置可能不動(dòng)作 單相接地時(shí) 另兩相電壓升高 對(duì)絕緣不利 可能會(huì)損壞設(shè)備 且增加觸電危險(xiǎn) IT適用范圍 供電連續(xù)性要求較高 如應(yīng)急電源 醫(yī)院手術(shù)室 地下礦井 電力煉鋼等 2TT系統(tǒng) TT系統(tǒng)定義 TT系統(tǒng)是指電源中性點(diǎn)直接接地 電氣設(shè)備的外露導(dǎo)電部分用 線接到接地極 此接地極與中性點(diǎn)接地沒有電氣聯(lián)系 第一個(gè)符號(hào)T表示電力系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地 第二個(gè)符號(hào)T表示負(fù)載設(shè)備外露不與帶電體相接的金屬導(dǎo)電部分與大地直接聯(lián)接 而與系統(tǒng)如何接地?zé)o關(guān) 在TT系統(tǒng)中負(fù)載的所有接地均稱為保護(hù)接地 TT系統(tǒng) TT系統(tǒng)安全評(píng)價(jià) 1 當(dāng)電氣設(shè)備的金屬外殼帶電 相線碰殼或設(shè)備絕緣損壞而漏電 時(shí) 由于有接地保護(hù) 可以大大減少觸電的危險(xiǎn)性 但是 低壓斷路器 自動(dòng)開關(guān) 不一定能跳閘 造成漏電設(shè)備的外殼對(duì)地電壓高于安全電壓 屬于危險(xiǎn)電壓 2 當(dāng)漏電電流比較小時(shí) 即使有熔斷器也不一定能熔斷 所以還需要漏電保護(hù)器作保護(hù) 困此TT系統(tǒng)難以推廣 3 TT系統(tǒng)接地裝置耗用鋼材多 而且難以回收 費(fèi)工時(shí) 費(fèi)料 現(xiàn)在有的建筑單位是采用TT系統(tǒng) 施工單位借用其電源作臨時(shí)用電時(shí) 應(yīng)用一條專用保護(hù)線 以減少需接地裝置鋼材用量 如下圖所示 圖中點(diǎn)畫線框內(nèi)是施工用電總配電箱 把新增加的專用保護(hù)線PE線和工作零線N分開 其特點(diǎn)是 共用接地線與工作零線沒有電的聯(lián)系 正常運(yùn)行時(shí) 工作零線可以有電流 而專用保護(hù)線沒有電流 TT系統(tǒng)適用范圍 分散住宅或農(nóng)村用戶宜采用TT系統(tǒng) 建筑施工現(xiàn)場(chǎng)宜采用TT系統(tǒng) 無配變 等電位聯(lián)結(jié)有效范圍外的戶外用電場(chǎng)所 城市公共用電 3TN系統(tǒng) TN系統(tǒng)定義 TN系統(tǒng)是將電氣設(shè)備的金屬外殼與工作零線相接的保護(hù)系統(tǒng) 稱作接零保護(hù)系統(tǒng) 用TN表示 TN系統(tǒng)中的字母N表示電氣設(shè)備在正常情況下不帶電的金屬部分與配電網(wǎng)中性點(diǎn)之間金屬性的連接 亦即與配電網(wǎng)保護(hù)零線 保護(hù)導(dǎo)體 的緊密連接 TN系統(tǒng)的類別 TN系統(tǒng)根據(jù)電氣設(shè)備外露導(dǎo)電部分與系統(tǒng)連接的不同方式又可分三類 即 系統(tǒng) 系統(tǒng) 系統(tǒng) 如圖所示 TN S系統(tǒng)的保護(hù)零線是與工作零線完全分開的 TN C S系統(tǒng)干線部分的前一部分保護(hù)零線是與工作零線共用的 TN C系統(tǒng)的干線部分保護(hù)零線是與工作零線完全共用的 TN系統(tǒng)的安全原理 安全原理 TN系統(tǒng)的安全原理是當(dāng)故障使電氣設(shè)備金屬外殼帶電時(shí) 形成相線和零線短路 回路電阻小 電流大 能使熔絲迅速熔斷或保護(hù)裝置動(dòng)作切斷電源 保護(hù)接零原理圖 TN系統(tǒng)安全評(píng)價(jià) 一旦設(shè)備出現(xiàn)外殼帶電 接零保護(hù)系統(tǒng)能將漏電電流上升為短路電流 這個(gè)電流很大 是TT系統(tǒng)的5 3倍 實(shí)際上就是單相對(duì)地短路故障 熔斷器的熔絲會(huì)熔斷 低壓斷路器的脫扣器會(huì)立即動(dòng)作而跳閘 使故障設(shè)備斷電 比較安全 TN系統(tǒng)節(jié)省材料 工時(shí) 在我國(guó)和其他許多國(guó)家廣泛得到應(yīng)用 可見比TT系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)多 TN系統(tǒng)對(duì)漏電設(shè)備起一定降壓作用 工作零線只用作單相照明負(fù)載回路 系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí) 專用保護(hù)線上沒有電流 只是工作零線上有不平衡電流 PE線對(duì)地沒有電壓 所以電氣設(shè)備金屬外殼接零保護(hù)是接在專用的保護(hù)線PE上 安全可靠 TN S供電系統(tǒng)的安全評(píng)價(jià) TN S系統(tǒng) TN S供電系統(tǒng)的安全評(píng)價(jià) 續(xù) 當(dāng)N線斷線 若此時(shí)三相負(fù)荷不平衡 中性點(diǎn)電位升高 PE線也無電位 專用保護(hù)線PE不許斷線 禁止接入熔斷器或漏電開關(guān) 禁止TN S系統(tǒng)有保護(hù)接地 即禁止TT TN混用 它是利用中性點(diǎn)接地系統(tǒng)的中性線 零線 作為故障電流的回流導(dǎo)線 當(dāng)電氣設(shè)備相線碰殼 故障電流經(jīng)零線回到中性點(diǎn) 由于短路電流大 因此可采用過電流保護(hù)器切斷電源 系統(tǒng)一般采用零序電流保護(hù) TN C系統(tǒng) TN C供電系統(tǒng)的安全評(píng)價(jià) TN C供電系統(tǒng)的安全評(píng)價(jià) 續(xù) 系統(tǒng)適用于三相負(fù)荷基本平衡場(chǎng)合 如果三相負(fù)荷不平衡 則 線中有不平衡電流 再加一些負(fù)荷設(shè)備引起的諧波電流也會(huì)注入 從而中性線 帶電 且極有可能高于 它不但使設(shè)備機(jī)殼帶電 對(duì)人身造成不安全 而且還無法取得穩(wěn)定的基準(zhǔn)電位 系統(tǒng)應(yīng)將 線重復(fù)接地 其作用是當(dāng)接零的設(shè)備發(fā)生相與外殼接觸時(shí) 可以有效地降低零線對(duì)地電壓 它由兩個(gè)接地系統(tǒng)組成 第一部分是 系統(tǒng) 第二部分是 系統(tǒng) 其分界面在 線與 線的連接點(diǎn) 分開以后 N線應(yīng)對(duì)地絕緣 為了防止分開后的PE線與N線混淆 應(yīng)按國(guó)標(biāo)GB7947 87的規(guī)定 給PE線和PEN線涂以黃綠相間的色標(biāo) 給N線涂以淺藍(lán)色色標(biāo) TN C S系統(tǒng) TN C S系統(tǒng)安全評(píng)價(jià) TN C S系統(tǒng)安全評(píng)價(jià) 續(xù) 當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生單相碰殼時(shí) 同 系統(tǒng) 當(dāng) 線斷開 故障同 C系統(tǒng) 系統(tǒng)中 應(yīng)重復(fù)接地 而 線不宜重復(fù)接地 工作零線N與專用保護(hù)線PE相聯(lián)通 線路不平衡電流比較大時(shí) 電氣設(shè)備的接零保護(hù)受到零線電位的影響 但后面PE線上沒有電流 即該段導(dǎo)線上沒有電壓降 因此 TN C S系統(tǒng)可以降低電動(dòng)機(jī)外殼對(duì)地的電壓 然而又不能完全消除這個(gè)電壓 這個(gè)電壓的大小取決于PEN線的負(fù)載不平衡的情況及PEN這段線路的長(zhǎng)度 負(fù)載越不平衡 PEN線又很長(zhǎng)時(shí) 設(shè)備外殼對(duì)地電壓偏移就越大 所以要求負(fù)載不平衡電流不能太大 而且在PE線上應(yīng)作重復(fù)接地 TN C S系統(tǒng)安全評(píng)價(jià) 續(xù) 對(duì)PE線除了在總箱處必須和N線相接以外 其他各分箱處均不得把N線和PE線相聯(lián) PE線上不許安裝開關(guān)和熔斷器 通過上述分析 TN C S供電系統(tǒng)是在TN C系統(tǒng)上臨時(shí)變通的作法 當(dāng)三相電力變壓器工作接地情況良好 三相負(fù)載比較平衡時(shí) TN C S系統(tǒng)在施工用電實(shí)踐中效果還是可行的 但是 在三相負(fù)載不平衡 建筑施工工地有專用的電力變壓器時(shí) 必須采用TN S方式供電系統(tǒng) TN系統(tǒng)速斷保護(hù)元件 接零系統(tǒng)的短路保護(hù)元件不僅僅是保護(hù)設(shè)備和線路 而且是防止間接接觸電擊的主要單元 利用線路的過電流保護(hù)熔斷器 當(dāng)被保護(hù)線路末端單相短路電流為熔體額定電流的某一倍數(shù)時(shí)才能達(dá)到5s或0 4s時(shí)熔斷 切除故障 空氣斷路器 采用漏電保護(hù) 剩余電流保護(hù)器 保護(hù)人體觸電不發(fā)生心室纖維顫動(dòng)的界限值30mA s 當(dāng)過電流