施耐德低壓培訓(xùn)Schneider-3-接地系統(tǒng)

1、 接地系統(tǒng)接地系統(tǒng)Earthing systems2BTT市場(chǎng)部n 沒有一個(gè)接地系統(tǒng)是普遍適用的。n施耐德公司建議，應(yīng)根據(jù)給出系統(tǒng)的特殊限定的條 件及用戶的需求，分別不同情況來選擇接地系統(tǒng)。n對(duì)于整套系統(tǒng)裝置而言，較有益的方案是不選取相同的系統(tǒng)。n對(duì)于一個(gè)企業(yè)，選擇十分恰當(dāng)?shù)慕拥叵到y(tǒng)是使電氣 裝置安全可靠運(yùn)行的最基本條件，是十分重要的選 擇。一般規(guī)則一般規(guī)則:施耐德公司的觀點(diǎn)施耐德公司的觀點(diǎn)Earthing systems3BTT市場(chǎng)部什么是電氣裝置的接地系統(tǒng)什么是電氣裝置的接地系統(tǒng)? 裝置的接地系統(tǒng)包括把帶電導(dǎo)線系統(tǒng)連接至地線的各種方法（即LV電源），以及LV負(fù)載的外露導(dǎo)電部分的接地。 把帶

2、電導(dǎo)線系統(tǒng)接地的電路稱之為“中性線-連接電路”，在建筑物電氣裝置中可以用3種不同方案來實(shí)現(xiàn)。 無論如何，外露的導(dǎo)電部分總是與安裝在建筑物內(nèi)的接地電極連接，或是通過保護(hù)導(dǎo)線或是通過中性線連接。如果建筑物內(nèi)沒有接地電極，則這些導(dǎo)線與電源的中性線連接（如TN-C電路）。一般規(guī)則一般規(guī)則Comments previous slide 7Earthing systems4BTT市場(chǎng)部一般規(guī)則一般規(guī)則TTITNT1st 字母字母2nd 字母字母附加的字母附加的字母根據(jù)根據(jù)IEC 364n 系統(tǒng) 電源/接地的情況:T =一點(diǎn)與地直接連接I = 不接地或經(jīng)阻抗接地n TN 系統(tǒng)S =PE 保護(hù)功能與N分開或與

3、帶 電的接地導(dǎo)線（Ph）分開 C = 用N作為共同保護(hù)功能（PEN）Earthing systems5BTT市場(chǎng)部n 在接地的電源點(diǎn)，電氣裝置的機(jī)架與地線連接而與電源的接地連線分開。但是，如果變壓器作為一個(gè)裝置安裝在同一個(gè)建筑物內(nèi)，則接地電極也許無意的連接在一起。n PE保護(hù)導(dǎo)線與中性線分開，其截面尺寸依據(jù)可能發(fā)生的最大故障電流而確定。TT 系統(tǒng)系統(tǒng)RbPEL1L2L3NRa機(jī)架Earthing systems6BTT市場(chǎng)部n PE線在整個(gè)系統(tǒng)中是獨(dú)立的。n 變壓器的中性點(diǎn)或中性線在初次 安裝時(shí)，一次性地把它與LV接地 電極連接。n 設(shè)備外露的導(dǎo)電部件及附加的導(dǎo) 電部件均與PE導(dǎo)線連接，而在初

4、 次安裝時(shí)即與中性線連接。 n 保護(hù)導(dǎo)線與中性線分開，并根據(jù) 可能發(fā)生的最大故障電流決定其 截面尺寸。TN 系統(tǒng)系統(tǒng)N 和 PE分開機(jī)架L1L2L3NPERpabTNSEarthing systems7BTT市場(chǎng)部n 在整個(gè)系統(tǒng)中，N及PE是共同的。n 變壓器的中性點(diǎn)是固定地接地，而中性線在整個(gè)長(zhǎng)度中是間隔地接地。n 電氣裝置附加的導(dǎo)電部件和設(shè)備外露的導(dǎo)電部件均與中性線連接。TN 系統(tǒng)系統(tǒng)機(jī)架L1L2L3PENRpabTNCEarthing systems8BTT市場(chǎng)部n 變電所機(jī)架，LV中性線及應(yīng)用機(jī)架均與同一個(gè)地線相連接。n 配電的接地均連接至PE上。n 敷設(shè)PE（PEN）線應(yīng)與相線并行。

5、n PEN線與負(fù)載的“機(jī)架”端子連接。n 嚴(yán)禁把TN-C設(shè)在TN-S的下游。n TN-CPEN線既是保護(hù)導(dǎo)線又是中性線n TN-S保護(hù)導(dǎo)線PE與中性線分開。規(guī)定對(duì)于銅導(dǎo)線，其截面 S 102，鋁導(dǎo)線也是S 102 。n PEN線永遠(yuǎn)不應(yīng)斷開，例如電源線上的三極開關(guān)裝置都帶有PEN線。TN 系統(tǒng)系統(tǒng)一般規(guī)則一般規(guī)則Comments previous slide 15Earthing systems9BTT市場(chǎng)部n 在整個(gè)系統(tǒng)中，N及PE是共同的。TN 系統(tǒng)系統(tǒng)TNCS機(jī)架L1L2L3PENNRpabEarthing systems10BTT市場(chǎng)部aCCCRRRCtRtZctIT 系統(tǒng)系統(tǒng)泄漏阻抗

6、泄漏阻抗 1公里電纜電容 = 0.9 mF電阻= 3.3 MW支架Zct = 1 = 3540WCwEarthing systems11BTT市場(chǎng)部IT 系統(tǒng)系統(tǒng)電源接地支架RbL1L2L3NPERan 變壓器的LV中性點(diǎn)與地隔絕。實(shí)際上，它通過裝置的導(dǎo)線的固有接地電容及附加接地電阻與地相連。在許多國(guó)家，要求有一個(gè)限壓器來限制此值。n 外露的設(shè)備導(dǎo)電部件和附加的導(dǎo)電部件均用保護(hù)導(dǎo)線和LV裝置的接地電極相連接。n PE保護(hù)導(dǎo)線與中性線完全隔離，其截面尺寸取決于可能發(fā)生的最大故障電流值（例如同時(shí)發(fā)生在不同相的兩個(gè)接地故障）。Earthing systems12BTT市場(chǎng)部?jī)?yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)Es優(yōu)

7、點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)TTn 故障電流小n 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單：無需知道電源阻抗值。 無需計(jì)算即可進(jìn)行修改及增 設(shè)。n 無需連續(xù)的運(yùn)行監(jiān)控。n 使用常規(guī)的保護(hù)裝置。n 當(dāng)回路阻抗為未知數(shù)時(shí)，建議使用漏電保護(hù)裝置。n 需要專門的設(shè)計(jì)并需知故障回路的阻抗值。n 當(dāng)試運(yùn)行時(shí)或因測(cè)量目的而進(jìn)行修改時(shí)需作脫扣試驗(yàn)。n 當(dāng)?shù)谝粋€(gè)絕緣故障出現(xiàn)時(shí)，需切斷總電源或局部電源。n 應(yīng)選擇有能力的人承擔(dān)服務(wù)工作。n 一旦出現(xiàn)第一個(gè)絕緣故障時(shí)需切斷總電流或局部電流。n 更多地要求安裝過電壓保護(hù)裝置。TN-SEarthing systems13BTT市場(chǎng)部TN-Cn 使用三極開關(guān)。n 使用4根電纜代替5根電纜。n 沿PEN線電壓下降。n

8、導(dǎo)電部分、屏蔽及外露的導(dǎo)電部件有環(huán)流發(fā)生。n 接地電極腐蝕。n 對(duì)阻抗型的絕緣故障沒有保護(hù)作用。n 當(dāng)發(fā)生零阻抗接地故障時(shí)，電流極大。優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)Es優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)Earthing systems14BTT市場(chǎng)部ITn 提供較好的連續(xù)電源：當(dāng)?shù)谝粋€(gè)絕緣故障發(fā)生時(shí)沒有危險(xiǎn)，并不會(huì)引起自動(dòng)轉(zhuǎn)換。需要：需要：n 設(shè)計(jì)上需要提供耐過壓措施和避免過大的漏電流。n 設(shè)置一個(gè)PIM，目的是：o顯示第一個(gè)故障o跟蹤及清除故障n 設(shè)計(jì)中必須包括第二個(gè)故障脫扣試驗(yàn)。n 需要保持網(wǎng)絡(luò)的良好絕緣水平。n 必須在所有時(shí)間內(nèi)有維護(hù)人員值班以監(jiān)控裝置。n 必須提供電壓限制器。優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)Es優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺

9、點(diǎn)Earthing systems15BTT市場(chǎng)部TTTN-CTN-SIT人身安全+電源的連續(xù)性+電磁干擾+諧波電流+過壓（雷電）危險(xiǎn)+防火保護(hù)+對(duì)設(shè)備的損壞+PE的等電位聯(lián)結(jié)+投運(yùn)簡(jiǎn)單+(經(jīng)設(shè)計(jì)辦公室的計(jì)算，增設(shè)）節(jié)省配電裝置投資+中性線轉(zhuǎn)換的可能性是否是是 + 優(yōu)秀 + 良好 + 一般 要小心運(yùn)行運(yùn)行Earthing systems16BTT市場(chǎng)部防電擊保護(hù)防電擊保護(hù): TN-C, TN-S, TT, IT如果上述電路均嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，則所有LV中性線連接電路在防電擊保護(hù)方面其效果是相同的。電源的連續(xù)性電源的連續(xù)性IT: 由于導(dǎo)線的寄生電容電流及設(shè)備的HF濾波器等因素，再加上電流通過起點(diǎn)

10、為高阻值的接地電阻器（假定已安裝此電阻器），所以第一次故障電流很低。TT: 裝置的第一次故障觸發(fā)打開了斷路器，同時(shí)切斷電源。TN-C: 絕緣故障電流很高，它并不受接地電極阻抗的限制。TN-S: 當(dāng)?shù)谝粋€(gè)故障發(fā)生時(shí)，斷路器脫扣或熔斷器斷開。運(yùn)行運(yùn)行電磁干擾電磁干擾 TT, TN-S 及IT 系統(tǒng)均能滿足EMC準(zhǔn)則。但必須注意到，當(dāng)短路接地故障發(fā)生時(shí)，由于產(chǎn)生較大的故障電流，所以TN-S系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾大于其它兩種。 當(dāng)EMC強(qiáng)調(diào)很重要時(shí)，我們不推薦TN-C及TN-C-S這兩個(gè)系統(tǒng)，因?yàn)檫@兩個(gè)系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)，PEN線、屏蔽電纜及其它導(dǎo)電部件均永久地流通電流，而這種電流是不平衡負(fù)載電流的一部分。這種

11、永久性電流會(huì)使接在PEN導(dǎo)線上的設(shè)備的敏感部分之間產(chǎn)生干擾電位差。諧波電流諧波電流TN-C: 由于部分中性線電流特別是三次諧波在鋼結(jié)構(gòu)中環(huán)流，從而加速了結(jié)構(gòu)的銹蝕。此諧波的幅度在PEN導(dǎo)線的基波圖象中增加到3倍，而不是被抵消掉。Comments previous slide 27-1Earthing systems17BTT市場(chǎng)部過電壓保護(hù)過電壓保護(hù)IT: 必須設(shè)置一限壓器以避免電壓升高，當(dāng)出現(xiàn)HV故障時(shí)，過高的電壓將使LV裝置及設(shè)備超過額定的耐壓能力而造成損壞。設(shè)備的LV配電回路的過壓保護(hù)將根據(jù)對(duì)所有線路的共同措施而實(shí)現(xiàn)。在所有的接地系統(tǒng)中，一般而言，有些過壓保護(hù)措施是需要的。為選擇恰當(dāng)?shù)谋?/p>

12、護(hù)電路，必須考慮電氣裝置的暴露程度（大氣的電氣干擾）和建筑物的類型以及該地的干擾活動(dòng)持續(xù)性等因素。TN-C, TN-S: 在正常運(yùn)行時(shí)，變壓器的LV中性點(diǎn)、外露的導(dǎo)電部分以及接地電極均處在同一電位上。但是，瞬態(tài)現(xiàn)象可能產(chǎn)生，因此需在相間、中性線和PE線設(shè)避雷裝置。TT: 避雷裝置提供所需的保護(hù)。運(yùn)行運(yùn)行電氣火災(zāi)的防護(hù)電氣火災(zāi)的防護(hù)IT: 需要使用一臺(tái)報(bào)警繼電器以持續(xù)地監(jiān)視電氣裝置對(duì)地的絕緣電阻值。有可能再使用一臺(tái)靈敏度為500mA漏電保護(hù)裝置，與此繼電器一起能在發(fā)生電氣故障引起的火災(zāi)時(shí)起到保護(hù)作用。TT: 在TT及IT系統(tǒng)中，首次出現(xiàn)的相至地線的絕緣故障而導(dǎo)致產(chǎn)生的電流是十分微弱的，所以產(chǎn)生的

13、火災(zāi)危險(xiǎn)程度是相當(dāng)?shù)偷?。TN:n 在在TN系統(tǒng)中，產(chǎn)生一個(gè)對(duì)地的低阻抗短路時(shí)，系統(tǒng)中，產(chǎn)生一個(gè)對(duì)地的低阻抗短路時(shí)， 該故障電流很高，故產(chǎn)生火災(zāi)并造成損壞的危險(xiǎn)性隨之增加。n 在對(duì)地產(chǎn)生部分短路的情況在對(duì)地產(chǎn)生部分短路的情況, 即由于阻抗較高而產(chǎn)生的故障電流受到限制。TN系統(tǒng)沒有漏電保護(hù)裝置，未對(duì)火災(zāi)提供充分的防護(hù)措施。因此建議使用TN-S系統(tǒng)取代TN系統(tǒng)，最好再使用漏電保護(hù)裝置或者至少應(yīng)有接地故障的保護(hù)。n 在正常運(yùn)行時(shí)在正常運(yùn)行時(shí), TN-C系統(tǒng)比其它系統(tǒng)有較大的火災(zāi)危險(xiǎn)。事實(shí)上，任何（正常）不平衡電流不僅通過PEN（中性線/PE）線流回電源，而且還通過與PEN導(dǎo)線相連接的元件，如鋼結(jié)構(gòu)梁、

14、柵格、金屬罩、屏蔽物等流回電源。n 當(dāng)產(chǎn)生至地的短路時(shí)，消耗在這些外部的電流通路上的熱能大量增加，由于這個(gè)原因，TN-C系統(tǒng)不能應(yīng)用在具有火災(zāi)及爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所。Comments previous slide 27-2Earthing systems18BTT市場(chǎng)部在設(shè)計(jì)裝置時(shí)必須考慮到：在設(shè)計(jì)裝置時(shí)必須考慮到：IT:n 必須有一支全天值班的熟練隊(duì)伍，當(dāng)發(fā)生第一個(gè)故障時(shí)必須盡快修好。n 對(duì)電氣裝置的設(shè)計(jì)必須作出嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目紤]。n 如果設(shè)計(jì)中有中性線時(shí)，則此線必須由四極斷路器中的第四極或單相電路的第二極作保護(hù)。TT: 使用漏電保護(hù)裝置后將對(duì)設(shè)計(jì)和運(yùn)行方面的制約減至最少。不需了解電源的阻抗值?；芈返拈L(zhǎng)度

15、是不受限制的（除非需考慮到電壓降）。 無需進(jìn)行計(jì)算或現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量即可實(shí)現(xiàn)裝置的修改或增設(shè)。運(yùn)行運(yùn)行TN: 使用斷路器和熔斷絲作為間接接觸危險(xiǎn)的保護(hù)措施，意味著在設(shè)計(jì)階段就必須了解電源的阻抗值、從CB或熔斷器開始的上級(jí)回路以及被保護(hù)電路等條件，這些條件必須一直保留不得改變。TN-CTN-C系統(tǒng)不允許使用在截面積小于 10 mm2 （銅或鋁導(dǎo)線）的回路中，也不允許使用軟線安裝（即非剛性安裝方式）。TN-S: 由于該系統(tǒng)使用了漏電保護(hù)裝置，因而在裝置的設(shè)計(jì)和運(yùn)行時(shí)可排除許多約束條件。無需了解電源阻抗的精確值。回路的長(zhǎng)度不受限制（除非考慮到電壓降）。無需進(jìn)一步的計(jì)算或現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量即可進(jìn)行修改或增設(shè)。Comme

16、nts previous slide 27-3Earthing systems19BTT市場(chǎng)部根據(jù)電網(wǎng)型式的應(yīng)用根據(jù)電網(wǎng)型式的應(yīng)用(1)當(dāng)對(duì)系統(tǒng)沒有特別要求時(shí)，接地系統(tǒng)的選擇取決于所期望的運(yùn)行性能（出于安全因素及增加生產(chǎn)能力，要求電源持續(xù)不間斷）。但接地系統(tǒng)可能發(fā)生的絕緣故障隨著電網(wǎng)的長(zhǎng)度而增加，因此明智的做法是將電網(wǎng)分割以便于故障跟蹤，并使后面推薦的系統(tǒng)能使用于各種應(yīng)用場(chǎng)合。(2) 使用限壓器的危險(xiǎn)在于將絕緣的中性線系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成接地的中性線系統(tǒng)。這些危險(xiǎn)主要對(duì)有強(qiáng)暴風(fēng)雨的區(qū)域和有高架供電裝置造成危害。如果選用IT系統(tǒng)要確保連續(xù)供電，設(shè)計(jì)者務(wù)必十分精確地計(jì)算出第二次故障脫扣的條件。(3) 存在漏

17、電保護(hù)裝置脫扣的危險(xiǎn)。(4) 對(duì)于系統(tǒng)而言理想的解決辦法是把產(chǎn)生干擾的部分隔離開來。如果這部分能容易地定位。(5) 相至地故障的危險(xiǎn)是使等電位聯(lián)結(jié)不可靠。(6) 由于導(dǎo)電的濕氣及灰塵而使絕緣不可靠。(7) 當(dāng)AC發(fā)電機(jī)出現(xiàn)內(nèi)部故障時(shí)，中性線連接將損壞發(fā)電機(jī)，因此這種連接是不可取的。當(dāng)發(fā)電機(jī)提供電源給要求高度安全的設(shè)備時(shí)，將不允許因發(fā)生第一個(gè)故障而斷電。Comments previous slide 33Earthing systems20BTT市場(chǎng)部可取的電網(wǎng)型式可取的電網(wǎng)型式 建議的建議的 不可取的不可取的應(yīng)用應(yīng)用外露導(dǎo)電部分接地或組合電極的帶適宜負(fù)載的寬域電網(wǎng)（最大電阻10)TTTT，TN

18、TN，ITITTT TN-S ITTT TN-S IT（1 1）外露導(dǎo)電部分接地電極的帶有不適宜負(fù)載的寬域電網(wǎng)（電阻30)分布式電網(wǎng)（有暴風(fēng)雨區(qū)域）（例如：TV或無線電移位器）TNTN（4 4） TT TT ITIT（2 2）有高漏電流（ 500mA）的電網(wǎng)TNTN（4 4） IT IT TTTT（3 3）（）（4 4）帶戶外IT的電網(wǎng)TTTT（6 6） TNTN （5 5） （6 6） ITIT（6 6）TN-CTN-CEarthing systems21BTT市場(chǎng)部根據(jù)不同類型負(fù)載的應(yīng)用根據(jù)不同類型負(fù)載的應(yīng)用(8)相線至外露導(dǎo)電部件的故障電流可能高達(dá)額定電流值的數(shù)倍，這可能導(dǎo)致?lián)p壞或縮短電

19、動(dòng)機(jī)繞組的使用壽命并毀壞磁路。(9)為使供電電源保持持續(xù)性和安全性的協(xié)調(diào)，把這些負(fù)載從其它裝置的負(fù)載中分開是必須的也是可取的，不管它是何種接地系統(tǒng)（例如使用就地中性線的單獨(dú)變壓器）。(10)當(dāng)在設(shè)計(jì)階段并不了解負(fù)載的數(shù)量時(shí)，絕緣性能容易很快的降低，在此情況下選用帶漏電保護(hù)裝置的TT型保護(hù)是最好的防護(hù)方式。(11)有些運(yùn)動(dòng)性負(fù)載發(fā)生故障（例如滑動(dòng)的外露導(dǎo)電部件的觸點(diǎn)）的頻率必須受到限制。但通過帶就地中性線連接的變壓器對(duì)這些回路供電的做法是合適的，不管它是何種接地系統(tǒng)。(12)需使用帶就地中性線連接的變壓器以防止有害的運(yùn)行，以及防止當(dāng)發(fā)生最初的故障（TT）或雙故障（IT）時(shí)的斷路。(12b) 具有

20、控制回路雙中斷功能。Comments previous slide 35Earthing systems22BTT市場(chǎng)部根據(jù)不同類型負(fù)載的應(yīng)用根據(jù)不同類型負(fù)載的應(yīng)用可取的電網(wǎng)可取的電網(wǎng) 型式型式 建議的建議的 不可取的不可取的 對(duì)高故障電流敏感的負(fù)載（如電動(dòng)機(jī)等） TT TN (9)低絕緣性的負(fù)載(如電爐、焊接機(jī)、加熱設(shè)備、浸沒式加熱器、大型廚房設(shè)備等) TN (9） TT (9)IT大量的單相，相中性負(fù)載（如移動(dòng)式的、 TT (10) IT (10)半固定式的、手提式的 ） TN-S TN-C (10）高風(fēng)險(xiǎn)的負(fù)載（如滑輪裝置、輸送設(shè)備等） TN (11) TT (11) IT (11) 大量的輔助設(shè)備（如機(jī)床等） TN-S TN-CTT (12) IT (12 b)Earthing systems23BTT市場(chǎng)部根據(jù)其他方面特點(diǎn)的應(yīng)用根據(jù)其他方面特點(diǎn)的應(yīng)用(13) 由于高值的零序阻抗過度限制了相-中性線電流，此阻抗至少是直接阻抗的45倍。在此情況下用Y-線路取代原線路。(14) 高故障電流危及中性線連接：這種情況下禁止使用TN-C系統(tǒng)。(15) 接地系統(tǒng)均需使用一臺(tái)靈敏度為500mA的漏電保護(hù)裝置。(16) 當(dāng)TT系統(tǒng)用于低壓供電