低壓配電線路接地故障保護(hù)技術(shù)措施

1、低壓配電線路接地故障保護(hù)技術(shù)措施 低壓配電線路中的單相短路,回路中相線、中性線連接不良,這種狀況簡(jiǎn)單發(fā)覺(jué),例如燈會(huì)不亮或者熄滅。而占短路80%的接地故障,相線與pe線、電氣設(shè)備的外露導(dǎo)電部分或大地間的短路卻難于覺(jué)察。例如pe線pen線連接松動(dòng)燈照樣亮,如pen線迸發(fā)火花,則簡(jiǎn)單釀成火災(zāi)。配電線路應(yīng)設(shè)置接地故障保護(hù),在發(fā)生故障時(shí),保護(hù)元件必需能準(zhǔn)時(shí)自動(dòng)切斷電源,防止人身電擊傷亡、電氣火災(zāi)和線路損壞。 tn系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí),用電設(shè)備金屬外殼接觸電位低,故障電流大,一般過(guò)電流保護(hù)電器可快速切斷故障線路,tn系統(tǒng)的低壓配電線路采用過(guò)電流保護(hù)兼作接地故障保護(hù)需滿意:za×ia<220v

2、的動(dòng)作特性以及切斷故障電流的時(shí)間上的要求。 式中za-接地故障回路阻抗() ia-保護(hù)電器在規(guī)定時(shí)間內(nèi)自動(dòng)切斷故障回路的電流(a)ia值應(yīng)取低壓斷路器相應(yīng)過(guò)電流脫扣器額定電流的1.3倍。 其切斷故障電流的時(shí)間應(yīng)符合:(1)配電干線和只供電給固定式用電設(shè)備的末級(jí)配電線路不應(yīng)大于5s2供電給手握式和移動(dòng)式用電設(shè)備的末級(jí)配電線路不應(yīng)大于0.4s。動(dòng)作時(shí)間可從低壓斷路器的動(dòng)作特性讀取。 當(dāng)過(guò)電流保護(hù)電器不能滿意上式要求時(shí),可采用帶有單相接地保護(hù)的斷路器或設(shè)零序電流保護(hù)措施。斷路器的單相接地保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)原理有剩余電流型和零序電流型兩種。剩余電流型是利用四個(gè)電流互感器分別檢測(cè)三相電流和中性線(n線)的電

3、流。無(wú)論三相電流平衡與否,則此矢量和為零(嚴(yán)格講為線路與設(shè)備的正常泄露電流);ia+ib+ic+in=0當(dāng)發(fā)生某一相接地故障時(shí),故障電流會(huì)通過(guò)保護(hù)線pe及與地相關(guān)連的金屬構(gòu)件,即;ia+ib+ic+in0此時(shí)電流為接地故障電流加正常泄露電流。接地電流達(dá)到脫扣器整定電流時(shí),即可報(bào)警或驅(qū)動(dòng)短路器動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)單相接地保護(hù)。零序電流型是在三相上各安裝一個(gè)電流互感器,檢測(cè)三相的電流矢量和,即零序電流ioia+ib+ic+in=io。當(dāng)發(fā)生某一相接地故障時(shí),此時(shí)電流為接地故障電流加正常泄露電流,與脫扣器整定值比較,即可區(qū)分出接地電流,實(shí)現(xiàn)單相接地保護(hù)。帶有單相接地保護(hù)的斷路器究竟是剩余電流型,還是零序電流型

4、,以產(chǎn)品樣本為準(zhǔn)。 單相接地保護(hù)的斷路器主要是針對(duì)配電線路的干線、主干線和近變壓器端的單相對(duì)地短路保護(hù),在線路的末端,通常都裝漏電電流保護(hù)電器(rcd),其動(dòng)作時(shí)間為0.1s。采用rcd時(shí),因?yàn)閠n-c接地系統(tǒng)中保護(hù)線pe和中性線n合用一根線pen,pen在正常工作時(shí)流過(guò)三相不平衡電流,當(dāng)單相接地時(shí)產(chǎn)生的接地故障電流id也從pen線上流過(guò),rcd根本無(wú)法檢測(cè)出是不平衡電流還是接地故障電流。所以tn-c系統(tǒng)應(yīng)按tn-c-s或局部tt接地處理。 tt系統(tǒng)中性點(diǎn)接地與pe線接地分開(kāi),中性線n與pe線無(wú)連接,供電線路一般較長(zhǎng),相-地回路阻抗較大。發(fā)生接地故障時(shí),故障電路內(nèi)包含外露導(dǎo)電部分接地極和電源接

5、地極的接地電阻(r+ra),阻抗大,故障電流小,過(guò)流保護(hù)元件不易啟動(dòng)。在這種系統(tǒng)中裝設(shè)rcd作單相接地保護(hù)是有效的措施之一。 對(duì)于tt系統(tǒng),裝有rcd的支路與不裝rcd的支路不應(yīng)使用公共接地極。必需有獨(dú)立的接地板與pe線專供有rcd的分支回路用。 it系統(tǒng)是變壓器中性點(diǎn)不接地或經(jīng)大阻抗接地,用電設(shè)備外殼直接接地。發(fā)生單相接地故障時(shí),接地電流為電容電流。電流通道為:電源-相線-大地-網(wǎng)絡(luò)電容-電源。故障電流為另兩相對(duì)地電容電流的相量和,故障電流小,不需要中斷供電,一般不裝設(shè)漏電保護(hù)。但應(yīng)由絕緣監(jiān)察器發(fā)出信號(hào),以便準(zhǔn)時(shí)排解故障。it系統(tǒng)中的漏電保護(hù)器主要用于切除兩處異相同時(shí)接地故障。應(yīng)依據(jù)詳細(xì)狀況按需要裝設(shè)。 it系統(tǒng)兩處異相同時(shí)接地故障,it系統(tǒng)內(nèi)外露導(dǎo)電部分分別裝設(shè)接地極,這時(shí)故障電流流經(jīng)兩個(gè)接地極電阻,故障回路的切斷應(yīng)符合tt系統(tǒng)接地故障保護(hù)的要求。如圖5所示。 it系統(tǒng)兩處異相同時(shí)接地故障,it系統(tǒng)內(nèi)外露導(dǎo)電部分公用一個(gè)接地極,這時(shí)故障電流將流經(jīng)pe線形成的金屬短路,故障回路的切斷應(yīng)符合tn系統(tǒng)接地故障保護(hù)的要求。如圖6所示。 為了用電安全,采用了接地故障保護(hù)后,仍需要牢靠的接地采用等電位連接。等電位聯(lián)結(jié)的作用是降低故障狀況下,電氣設(shè)備間、電氣設(shè)備與其他設(shè)