施耐德不同接地系統(tǒng)的特性

第七章

不同接地系統(tǒng)的特性TT系統(tǒng)接地故障與保護(hù)TN系統(tǒng)接地故障與保護(hù)IT系統(tǒng)接地故障與保護(hù)接地系統(tǒng)的選擇低壓變壓器中性點(diǎn)直接與接地極相連接設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分（外殼）連接到一個(gè)獨(dú)立的接地電極上L1L2L3NRnRuPETT系統(tǒng)故障電流值

If=Uo/(Rn+Ru) =220/(10+10) =11A

故障電壓值

Uf=Ru×If =10×11 =110V>UL(50V)故障電流產(chǎn)生危險(xiǎn)接觸電壓斷路器通常不適合消除這類(lèi)故障

Uo－相線對(duì)地標(biāo)稱電壓，220VUL－安全電壓限值，50V380V/220VL1L2L3NIf=11ARu10Rn10Uo=220VUf=110V設(shè)備外露可導(dǎo)電部分負(fù)載TT系統(tǒng)的接地故障分析裝設(shè)剩余電流保護(hù)器(RCD)用于間接接觸防護(hù)脫扣條件接觸電壓≤安全電壓Ru×IΔn≤UL即：IΔn≤UL/Ru舉例，圖中：

IΔn≤UL/Ru=50/10=5AIΔn可取1A(或3A)Ru－外露可導(dǎo)電部分的接地電阻IΔn－RCD額定剩余動(dòng)作電流380V/220VL1L2L3NIn=3ARu10Rn10Uo=220VSCPD25A設(shè)備外露可導(dǎo)電部分負(fù)載TT系統(tǒng)的間接接觸防護(hù)TT系統(tǒng)接地故障分析本例中UL=50V

故障電流值If多大？故障電壓值Uf多大？

RCD額定剩余動(dòng)作電流應(yīng)如何設(shè)定？380V/220VL1L2L3NRu6Rn4Uo=220V設(shè)備外露可導(dǎo)電部分負(fù)載If=220/(4+6)=22AUf=22x6=132VRCD額定剩余動(dòng)作電流：IΔn≤UL/Ru=50/6=8.3A取1A(或3A)TT系統(tǒng)應(yīng)用習(xí)題RCD：ResidualCurrentDevice，剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，俗稱漏電保護(hù)器RCD的主要功能什么是RCD剩余電流的檢測(cè)原理：傳感器檢測(cè)相線與中線電流的矢量和無(wú)故障有故障i1i2i3iNi1i2i3iNi1i2i3iNi1i2i3iN0ididRCD的工作原理通過(guò)安裝于所有帶電導(dǎo)體之上的電流互感器，檢測(cè)故障電流測(cè)量并計(jì)算電流瞬時(shí)值的矢量和通過(guò)磁線圈或繼電器令保護(hù)裝置脫扣，將故障回路斷開(kāi)RCD的工作原理（續(xù)）lphM檢測(cè)Ir測(cè)量SN脫扣magnetlNM檢測(cè)差動(dòng)繼電器測(cè)量獨(dú)立電壓供電脫扣三種不同類(lèi)型用于檢測(cè)不同的故障電流AC類(lèi)：只用于檢測(cè)AC剩余電流tIdtIdtIdMulti9系列Multi9系列Vigirex系列

VigiCompactNSX系列A類(lèi)：用于檢測(cè)AC型及脈動(dòng)直流型剩余電流B類(lèi)：用于檢測(cè)AC及A以及平滑直流型剩余電流RCD的不同類(lèi)型RCD的動(dòng)作靈敏度根據(jù)IEC61008,61009,755,60947-2

等標(biāo)準(zhǔn)，分為高靈敏度 6mA 10mA

30mA中靈敏度

100mA

300mA

500mA

1A低靈敏度

3A 10A

20A

30ARCD用于防電電氣火災(zāi)災(zāi)過(guò)熱、污污染以及及意外的的損傷都都會(huì)導(dǎo)致致線路絕絕緣的失失效隨著線路路對(duì)地泄泄漏電流流的增大大，可能能產(chǎn)生電電弧，進(jìn)進(jìn)而引起起火災(zāi)危危險(xiǎn)研究表明明，有70-80%的電氣火火災(zāi)與電電氣線路路的絕緣緣故障有有關(guān)。300mA額定動(dòng)作作值的RCD可以有效效地檢測(cè)測(cè)到危險(xiǎn)險(xiǎn)的泄漏漏電流，，防止電電氣火災(zāi)災(zāi)的發(fā)生生垂直選擇擇性剩余動(dòng)作作電流的的設(shè)定：：IΔn1＞2×IΔΔn2延時(shí)時(shí)間間的設(shè)定定：T1＞T2(total)水平選擇擇性RCD1RCD2E95454E95455RCD間的配合合－選擇擇性人身保護(hù)護(hù)危險(xiǎn)的故故障電流流故障電流流不足以以啟動(dòng)短短路保護(hù)護(hù)裝置保護(hù)幾乎乎必須瞬瞬動(dòng)由經(jīng)過(guò)計(jì)計(jì)算選擇擇的RCD提供保護(hù)防電氣火災(zāi)限制故障電流流用于保護(hù)人身身的RCD可兼做防電氣氣火災(zāi)供電連續(xù)性通過(guò)RCD之間選擇性獲獲得TT系統(tǒng)的主要特特點(diǎn)低壓變壓器中中性點(diǎn)直接與與接地極相連連接保護(hù)接地線PE和中性線N合并成一根PEN線常采用重復(fù)接接地的措施L1L2L3PENRnTN-C系統(tǒng)低壓變壓器中中性點(diǎn)直接與與接地極相連連裝置的外露可可導(dǎo)電部分都都用PE線連接到同一一個(gè)接地電極極上PE和中性線分離離L1L2L3NPERnTN-S系統(tǒng)在TN-C-S系統(tǒng)中上游部分是是TN-C下游部分是是TN-S注意：禁止止在TN-C系統(tǒng)的上游游使用TN-S系統(tǒng)當(dāng)銅芯電纜纜的截面積積小于10mm2，鋁芯電纜纜(和軟電纜)的截面積小小于16mm2時(shí),應(yīng)使用TN-S系統(tǒng)重復(fù)接地的作用用L1L2L3NPERnPENTN-C-S系統(tǒng)故障電流等于相相線對(duì)PE線短路電流故障電流產(chǎn)生危危險(xiǎn)的接觸電壓壓電源電壓降至0.8Uo當(dāng)PE線和相線尺寸相相同，接觸電壓壓是Uf=0.8×Uo/2=88V>UL(50V)斷路器脫扣380V/220VL1L2L3NPEIfRnUo=220VUf設(shè)備外露可導(dǎo)電部分故障TN系統(tǒng)的接地故障障分析計(jì)算接地故障時(shí)時(shí)的短路電流If=0.8Uo/(RPE+Rph)其中RPE=ρL/SPERph=ρL/Sph令m=Sph/SPE短路電流計(jì)算式式為：If=（0.8×Uo××Sph）/（ρ×(1+m)×L）斷路器脫扣的條條件：If＞Imt==>L＜LmaxTN系統(tǒng)的間接接觸觸防護(hù)380V/220VL1L2L3NPEIfRnUo=220VUf設(shè)備外露可導(dǎo)電部分故障校驗(yàn)斷路器脫扣扣條件0.8×Uo××SphLmax=ρ×(1+m)×ImtU0－相電壓，220Vρ－正常溫度條件件下的電阻率Imt－斷路器瞬時(shí)動(dòng)動(dòng)作脫扣電流m=Sph/SPE當(dāng)脫扣條件不滿滿足時(shí)減少磁脫扣設(shè)定定值零序保護(hù)配置RCDTN系統(tǒng)的間接接觸觸防護(hù)（續(xù)）校正系系數(shù)表表TN系統(tǒng)回回路最最大長(zhǎng)長(zhǎng)度表表通用型型斷路路器保保護(hù)的的回路路Multi9斷路器器C型曲線Multi9斷路器D型曲線TN系統(tǒng)回路最大長(zhǎng)度度表（續(xù)）方法1：計(jì)算最大允許長(zhǎng)度

0.8×Uo×Sph

Lmax= ρ×(1+m)×Imt =72m>L(50m)方法2：查表

Lmax≈67m>50m380V/220VL1L2L3NPERnSph=95mmSPE=50mmL=50m外露可導(dǎo)電部分故障NSX250NMIC2.2250Cu=22.5mmm2/mTN系統(tǒng)接地故障習(xí)題題PEN：保護(hù)導(dǎo)線和中性性線PEN線的保護(hù)功能優(yōu)先先于中性線，即PEN線必須總是先連接接到用電設(shè)備的““接地”端子，然然后再與中性端子子作跨接PEN必須不被切斷，要要確保PEN的可靠連接RnUo=220VL1L2L3PEN380V/220V設(shè)備外露可導(dǎo)電部分負(fù)載短路保護(hù)裝置TN-C系統(tǒng)中的保護(hù)中性性線PEN根據(jù)IEC防火標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于TN-S系統(tǒng)，如有火災(zāi)危危險(xiǎn)建議使用一個(gè)個(gè)300mA剩余電流保護(hù)裝置置由RCD提供保護(hù)對(duì)If無(wú)限制與TT系統(tǒng)相同提供RCDRCD保護(hù)設(shè)備的選擇性性與TT系統(tǒng)相同剩余動(dòng)作電流IΔn的設(shè)定延時(shí)的設(shè)定L1L2L3L4In2

In1

2L1L2L3L4In300mATN-S系統(tǒng)的附加保護(hù)人身防護(hù)故障電流是危險(xiǎn)的的故障電流通常大到到足以被短路保護(hù)護(hù)裝置切斷脫扣必須是瞬時(shí)的的如斷路器本身的保保護(hù)條件不能滿足足要求，可用RCD提供保護(hù)防火故障電流大必須用附加的RCD來(lái)處理供電連續(xù)性通過(guò)短路保護(hù)裝置置之間的選擇性來(lái)來(lái)實(shí)現(xiàn)TN-S系統(tǒng)的特點(diǎn)人身防護(hù)故障電流是危險(xiǎn)的的故障電流通常大到到足以被短路保護(hù)護(hù)裝置切斷脫扣必須是瞬時(shí)的的不能用RCD提供保護(hù)防火保護(hù)不能提供防火漏電監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)的應(yīng)用供電連續(xù)性通過(guò)短路保護(hù)裝置置之間選則性實(shí)現(xiàn)現(xiàn),同TN-STN-C系統(tǒng)的特點(diǎn)低壓變壓器中性點(diǎn)點(diǎn)不與接地極相連連接負(fù)載的外露可導(dǎo)電電部分都用PE導(dǎo)線連接到一個(gè)公公共接地極上，形形成一個(gè)等電位聯(lián)聯(lián)結(jié)L1L2L3NPEIT系統(tǒng)低壓變壓器中性點(diǎn)點(diǎn)不與接地極相連連接負(fù)載的外露可導(dǎo)電電部分都用PE導(dǎo)線連接各各自獨(dú)立的的接地極上上IT系統(tǒng)（續(xù)））L1L2L3NPEPEPE對(duì)于1km長(zhǎng)的電纜：：R1=R2=R3=10MC1=C2=C3=0.3μF50Hz時(shí)1km長(zhǎng)的電纜：：

Zeq= =3540

1+R2C22R123Zeq123C3C2C1R3R2R1equivalentto1Req=1R1+1R21R3+Req=3.33MXeq=3.54kXeq=13CIT系統(tǒng)泄漏阻阻抗IT系統(tǒng)第一次次接地故障障分析計(jì)算示例Ru=10Rf=0Zeq=3540(以1Km長(zhǎng)電纜為例例)If=U0/(RN+Ru+Rf+Zeq)≈220/3540=62mAUf=RuxIf=0.062x10=0.62VRNRUPEZeqRfUf123If電流并不危危險(xiǎn)，但是是必須報(bào)警警系統(tǒng)泄漏阻阻抗接觸電壓不不危險(xiǎn)無(wú)火災(zāi)危險(xiǎn)險(xiǎn)故障不引起起脫扣但必必須報(bào)警L1L2L3PEIT系統(tǒng)第一次次接地故障障分析（續(xù)續(xù)）持續(xù)工作的的絕緣監(jiān)測(cè)測(cè)裝置(PIM)監(jiān)測(cè)原理：：中性點(diǎn)與大大地之間施施加一電壓壓，產(chǎn)生注注入系統(tǒng)的的電流信號(hào)號(hào)(Iinj)低頻交流發(fā)生器器或直流發(fā)生器器測(cè)量絕緣電阻IR注入的電流信號(hào)號(hào)：直流：直接測(cè)量量IR交流低頻(2.5Hz)：計(jì)算IR遠(yuǎn)程報(bào)警L1L2L3NPERIeIinjIinjIinjIinjIinjPIM首次絕緣故障的的定位故障定位裝置(FTD)工作原理：檢測(cè)故障電流通過(guò)環(huán)形電路互互感器檢測(cè)并指指示故障回路FTD的類(lèi)型：手動(dòng)故障定位儀儀固定安裝的自動(dòng)動(dòng)故障定位儀FTDL1L2L3PEIT系統(tǒng)第二次接地地故障分析如果設(shè)備共用用接地極原理同TN-S系統(tǒng)（校驗(yàn)回回路最大長(zhǎng)度度）由斷路器提供供保護(hù)中性線的保護(hù)護(hù)強(qiáng)制使用(4P4T)適用于IT系統(tǒng)，即單極極斷路器線電壓下的分?jǐn)嗄芰α?IEC60947-2)施耐德低壓斷斷路器適用于于IT系統(tǒng)L1L2L3PEIT系統(tǒng)第二次接接地故障分析析（續(xù)）設(shè)備共用接地地，用TN系統(tǒng)的校驗(yàn)方方法系統(tǒng)不配出中中性線，二次次故障為相間間短路系統(tǒng)配出中性性線，二次故故障為相中短短路1.7320.8.Uo.Sph=

(1+m).ImtLmaxSphSpEm=SNSpEm=

10.8.Uo.(SphorSN)=

(1+m).ImtLmax負(fù)載Rsnu123PENRsnu123PE如果設(shè)備獨(dú)立立接地原理同TT系統(tǒng)由RCD提供保護(hù)L1L2L3NCPIIT系統(tǒng)第二次接接地故障分析析（續(xù)）人身防護(hù):不需要自動(dòng)斷斷電由PIM持續(xù)監(jiān)測(cè)絕緣緣狀況由FTD定位絕緣故障點(diǎn)防火:無(wú)故障電流流=不需要由PIM監(jiān)測(cè)供電連續(xù)性性:完整IT系統(tǒng)的特點(diǎn)點(diǎn)第一次故障障電流很微微弱第一次故障障接觸電壓壓很低第二次故障障后產(chǎn)生危危險(xiǎn)接觸電電壓第二次故障障脫扣發(fā)生第一次次故障時(shí)是是安全的第一次故障障發(fā)生后不不影響供電電連續(xù)性使用PIM作故障檢測(cè)測(cè)檢查脫扣條條件必要的補(bǔ)充充計(jì)算IT系統(tǒng)的特點(diǎn)點(diǎn)（續(xù)）接地系統(tǒng)的的選擇在選擇接地地系統(tǒng)類(lèi)型型時(shí)，必須須考慮下面面幾方面因因素按照IEC60364對(duì)人身保護(hù)護(hù)的要求按照IEC60364對(duì)設(shè)備保護(hù)護(hù)的要求供電連續(xù)性性的要求電磁兼容性性的影響安裝維護(hù)方方便經(jīng)濟(jì)性分析析比較L1L2L3NPELV/LVMV/LVRnRuRuTNCTNSTTITCPI123PENNPE串聯(lián)模式接地系統(tǒng)的的組合應(yīng)用用TT(動(dòng)力設(shè)備)IT(特殊負(fù)載)123NPE1NPE2NPETNS(照明燈具)RnHV/LV123NPE123NPE并聯(lián)模式接地系統(tǒng)的的組合應(yīng)用用（續(xù)）四極斷路器器的選擇應(yīng)應(yīng)用選擇三極還還是四極斷斷路器？L1L2L33PNL1L2L34P四極斷路器器的選擇應(yīng)應(yīng)用采用四極斷斷路器，中中性極的作作用是？對(duì)中性線保保護(hù)？對(duì)中性線隔隔離？問(wèn)題的引發(fā)發(fā)檢修時(shí)候中中性線帶電電引發(fā)的事事故雙電源切換換時(shí)的雜散散電流L1L2L3四極斷路器器的選擇應(yīng)應(yīng)用三相斷電后后，中性線線可能帶危危險(xiǎn)電壓的的分析（一一）配電系統(tǒng)存存在單相接接地故障RnL1L2L3NPERnUf四極斷路器器的選擇應(yīng)應(yīng)用三相斷電后后，中性線線可能帶危危險(xiǎn)電壓的的分析（二二）10kV變電所出現(xiàn)現(xiàn)高壓接地地故障123NLVMVATNRs123NLVMVTTCRS低壓線路上上感應(yīng)雷電電過(guò)電壓沿沿中性線進(jìn)進(jìn)入電氣裝裝置四極斷路器器選用引發(fā)發(fā)的優(yōu)缺點(diǎn)點(diǎn)缺點(diǎn)：斷零零問(wèn)題優(yōu)點(diǎn)：保證證電氣檢修修時(shí)候的電電氣安全性性誤區(qū)1：中性線由由于三次諧諧波的問(wèn)題題而出現(xiàn)過(guò)過(guò)載，三極極開(kāi)關(guān)無(wú)法法保護(hù)。國(guó)國(guó)外的做法法是在中性性線上加裝裝過(guò)電流檢檢測(cè)元件誤區(qū)2：TN-C-S系統(tǒng)中，中中性線過(guò)載載，電壓降降超過(guò)50V四極斷路器器的選擇應(yīng)應(yīng)用根據(jù)IEC4651.1.5的規(guī)定，正正常供電電電源與備用用發(fā)電機(jī)之之間的轉(zhuǎn)換換開(kāi)關(guān)應(yīng)采采用四極開(kāi)開(kāi)關(guān)？？？？？？？？？帶漏電保護(hù)護(hù)的雙電源源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)關(guān)應(yīng)采用四四極開(kāi)關(guān)不同接地系系統(tǒng)間的電電源切換開(kāi)開(kāi)關(guān)應(yīng)采用用四極開(kāi)關(guān)關(guān)TN-C系統(tǒng)嚴(yán)禁采采用四極開(kāi)開(kāi)關(guān)TN-S系統(tǒng)一般不不需要設(shè)四四極開(kāi)關(guān)TT系統(tǒng)的電源源進(jìn)線開(kāi)關(guān)關(guān)應(yīng)采用四四極開(kāi)關(guān)IT系統(tǒng)中當(dāng)當(dāng)有中性性線時(shí)應(yīng)應(yīng)采用四四極開(kāi)關(guān)關(guān)四極斷路路器的選選擇應(yīng)用用TN-C系統(tǒng)嚴(yán)禁禁采用四四極開(kāi)關(guān)關(guān)IEC60364-4-473第461.2條規(guī)定：：PEN線嚴(yán)禁被被隔離電電器隔離離或被開(kāi)開(kāi)關(guān)切斷斷。四極斷路路器的選選擇應(yīng)用用TN-S系統(tǒng)一般般不需要要設(shè)四極極開(kāi)關(guān)GB標(biāo)準(zhǔn)和IEC標(biāo)準(zhǔn)中同同樣規(guī)定定了設(shè)置置總等電電位聯(lián)結(jié)結(jié)的要求求TN-S系統(tǒng)根據(jù)據(jù)規(guī)范要要求，有有等電位位聯(lián)結(jié)措措施，使使得中性性線與PE線、外露露及裝置置外可導(dǎo)導(dǎo)電部分分相互連連通。沒(méi)沒(méi)有觸電電危險(xiǎn)，，可不用用四極開(kāi)開(kāi)關(guān)。有局部等等電位聯(lián)聯(lián)結(jié)的地地方同樣樣不需要要等電位位聯(lián)結(jié)四極斷路路器的選選擇應(yīng)用用TT系統(tǒng)的電電源進(jìn)線線開(kāi)關(guān)應(yīng)應(yīng)采用四四極開(kāi)關(guān)關(guān)TT系統(tǒng)中，，中性線線除在電電源中性性點(diǎn)處接接地外，，不得再再有重復(fù)復(fù)接地，，往往與與總等點(diǎn)點(diǎn)位系統(tǒng)統(tǒng)不連通通。為保保證檢修修安全，，宜設(shè)四四極開(kāi)關(guān)關(guān)。L1L2L3NRnRuPE四極斷路路器的選選擇應(yīng)用用IT系統(tǒng)中當(dāng)當(dāng)有中性性線時(shí)應(yīng)應(yīng)采用四四極開(kāi)關(guān)關(guān)IT系統(tǒng)當(dāng)一相接接地故障時(shí)候候，中性線對(duì)對(duì)地電壓是220VIT系統(tǒng)強(qiáng)烈建議議不配出中性性線，如配出出N線則應(yīng)采用四四極開(kāi)關(guān)。L1L2L3NPE關(guān)于中性線的的保護(hù)保護(hù)中性線，，可采用四極極斷路器NL1L2L3NL1L2L3保護(hù)中性線，，也可采用三三極斷路器IEC60364-473.2.1的規(guī)定如果是下列情情況，對(duì)中性性線不需要設(shè)設(shè)過(guò)電流檢測(cè)測(cè):—由電路的相線線保護(hù)電器來(lái)來(lái)保護(hù)中性線線的短路時(shí)—在正常供電時(shí)時(shí)在中性線可可能流過(guò)的最最大電流是明明顯地小于中中性線的載流流量值PEPhPhPhNSN=SPhPEPhPhPhNSN<SPhPEPhPhPhN例外TT系統(tǒng)IEC60364-473-3.2.1的規(guī)定TN系統(tǒng)TN-S系統(tǒng)PENPhPhPhSN=SPhPEPhPhPhNSN<S