汕頭濠江區(qū)低壓配電系統(tǒng)接地方式的探討

1、    汕頭濠江區(qū)低壓配電系統(tǒng)接地方式的探討    陳銳林【摘 要】本文通過分析現(xiàn)在低壓配電系統(tǒng)運(yùn)行中常用的it系統(tǒng)、tn-c系統(tǒng)和tn-c-s系統(tǒng)這三種低壓配電系統(tǒng)接地方式的優(yōu)缺點(diǎn)，并以汕頭市濠江區(qū)為例，探討it系統(tǒng)、tn-c系統(tǒng)和tn-c-s系統(tǒng)各個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)行中要特別注意的幾個(gè)安全問題，以及一個(gè)臺區(qū)低壓配電系統(tǒng)中多種接地方式同時(shí)運(yùn)行存在的安全問題，從而確定汕頭市濠江區(qū)低壓配電系統(tǒng)應(yīng)逐步采用單一tn-c-s系統(tǒng)，作為濠江區(qū)低壓配電系統(tǒng)接地方式建設(shè)和改造方向，以利于低壓配電系統(tǒng)安全、可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。【關(guān)鍵詞】低壓配電系統(tǒng)；接地方式；漏電保護(hù)；安全運(yùn)行0

2、前言汕頭濠江區(qū)目前存在低壓接地方式有三種，it、tn-c、tn-c-s系統(tǒng)。其中it、tn-c系統(tǒng)將在實(shí)際運(yùn)行中存在許多安全隱患，對人身或電器設(shè)備都帶來危害。通過分析三種接地方式運(yùn)行中的優(yōu)缺點(diǎn)，來明確濠江區(qū)低壓接地方式建設(shè)和改造方向。1 常見低壓系統(tǒng)接地型式的電氣接線圖1.1 tn系統(tǒng)系統(tǒng)有一點(diǎn)直接接地，裝置的外露導(dǎo)電部分用保護(hù)線于該點(diǎn)連接。按照中性線于保護(hù)線的組合情況，tn系統(tǒng)有以下3種型式：1.2 tt系統(tǒng)tt系統(tǒng)有一個(gè)直接接地點(diǎn)，電氣裝置的外露導(dǎo)電部分接至電氣上與低壓系統(tǒng)的接地點(diǎn)無關(guān)的接地裝置（圖4）。1.3 it系統(tǒng)it系統(tǒng)的帶電部分與大地間不直接連接（經(jīng)阻抗接地與不接地），而電氣裝置

3、的外露導(dǎo)電部分則是接地的（圖5）。2.文字代號的意義：第一個(gè)字母表示低壓系統(tǒng)的對地關(guān)系；t一點(diǎn)直接接地；i所有帶電部分與地絕緣或一點(diǎn)經(jīng)阻抗接地.第二個(gè)字母表示電氣裝置的外露導(dǎo)電部分的對地關(guān)系；t外露導(dǎo)電部分對地直接電氣連接，與低壓系統(tǒng)的任何接地點(diǎn)無關(guān)；n外露導(dǎo)電部分與低壓系統(tǒng)的接地點(diǎn)直接電氣連接（在交流系統(tǒng)中，接地點(diǎn)通常就是接地點(diǎn)）.如果后面還有字母時(shí)字母表示中性線與保護(hù)線的組合；s中性線和保護(hù)線是分開的；一中性線和保護(hù)線是合一的（pen）線.2 it低壓配電系統(tǒng)it低壓配電系統(tǒng)，即是在低壓電網(wǎng)中，電源與地絕緣或一點(diǎn)經(jīng)阻抗接地，電氣裝置外露可導(dǎo)電部分則接地的系統(tǒng)。汕頭濠江區(qū)以前建設(shè)的公用臺架變

4、壓器供電的區(qū)域，絕大多數(shù)采用it低壓系統(tǒng)，且選用電源與地絕緣的方式。it系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，就是發(fā)生第一次一相接地故障時(shí)，故障電流為另兩相對地電容電流的相量和，其數(shù)值很小，外露可導(dǎo)電部分的故障電壓限制在50v及以下，對人體危害小。但it系統(tǒng)必須注意電氣裝置外露可導(dǎo)電部分都應(yīng)單獨(dú)接地、成組接地或集中接地，且應(yīng)裝設(shè)能迅速反應(yīng)接地故障的信號裝置。濠江區(qū)現(xiàn)運(yùn)行的it低壓系統(tǒng)，多數(shù)配有中性線。但配出中性線后，如果他因絕緣損壞對地短路，因中性線接近地電位，絕緣監(jiān)察器不能檢測出故障而發(fā)出信號，中性線故障將持續(xù)存在，此it系統(tǒng)按tt系統(tǒng)運(yùn)行，如圖6所示。如再發(fā)生相線接地故障，其情況和tt系統(tǒng)的接地故障相同，而絕緣監(jiān)察

5、器和過電流保護(hù)器都不能切斷故障電路，裝置外露可導(dǎo)電部分將長時(shí)間呈現(xiàn)大于50v的危險(xiǎn)對地故障電壓。所以規(guī)程規(guī)定，it系統(tǒng)不宜配出中性線，但是濠江區(qū)配出中性線的it系統(tǒng)很多，且很少裝有絕緣監(jiān)察器，這就存在很大安全隱患。隨著家用電器增加和電腦為代表的信息產(chǎn)品的普及，居民生活對電壓要求較高。it系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)為當(dāng)三相不平衡時(shí)，中性線出現(xiàn)電流，中性點(diǎn)有一定的電壓，中性點(diǎn)發(fā)生位移（如圖7、8為三相平衡時(shí)的電壓圖），uo=io*ro，三相不平衡越嚴(yán)重，io越大，故相電壓在0v380v之間，當(dāng)發(fā)生一相接地故障時(shí)，一相相電壓為零，其余兩相相380v（如圖9），相電壓變成線電壓，幅度大大超過供用電規(guī)則規(guī)定-10%

6、和+7%即198v235v的幅度，容易燒毀電器。近幾年it低壓配電系統(tǒng)因電壓異常燒毀電器時(shí)有發(fā)生，投訴理賠不斷。3 tn-c低壓配電系統(tǒng)所謂tn-c低壓配電系統(tǒng)，就是在低壓電網(wǎng)中，電源有一點(diǎn)（通常是中性點(diǎn)）直接接地，負(fù)荷側(cè)的建筑物電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分通過保護(hù)線于接地電連接，且整個(gè)系統(tǒng)中保護(hù)線于中性線是合一的系統(tǒng)（如圖10）。該系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地，消除了中性點(diǎn)電壓位移的問題，系統(tǒng)中保護(hù)線和中性線是合一的，表箱外殼通過接零（即中性線）節(jié)約了一條保護(hù)線。tn-c低壓配電系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)有，電壓穩(wěn)定，對提高電壓合格率明顯。近年來，汕頭市濠江區(qū)（像朱浦村、棉花村）通過農(nóng)改的村居供電區(qū)域，多采作tn-c低壓

7、系統(tǒng)。但是在實(shí)際運(yùn)行中，tn-c低壓配電系統(tǒng)存在易偷電、零火線對調(diào)引起表箱外殼帶電等問題。供電企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)管理，我們對此系統(tǒng)應(yīng)著重注意如下問題。3.1 保護(hù)線的接法應(yīng)正確見圖11，接線時(shí)應(yīng)從電源點(diǎn)的保護(hù)中性線上分別引出中性點(diǎn)和保護(hù)線，其保護(hù)線于裝置外露可導(dǎo)電部分相連接，所有電氣設(shè)備的保護(hù)線均應(yīng)如圖（a）那樣以并聯(lián)方式接在保護(hù)線干線上，不能如圖（b）那樣串接。插座應(yīng)如圖（c）那樣接線，不能按圖（d）將保護(hù)線借用在中性線上。因?yàn)橐坏┤蹟嗥魅蹟嗷蛑行跃€斷線，相線的電壓將通過用電設(shè)備的線圈直接加于設(shè)備外殼，這對外殼將直接帶上相電壓，這時(shí)使用者很危險(xiǎn)。3.2 保護(hù)中性線應(yīng)分配均勻地重復(fù)接地tn-c

8、系統(tǒng)中，保護(hù)中性線pne應(yīng)重復(fù)接地。建設(shè)低壓臺區(qū)時(shí)，一般都要求電源接地極接地電阻不應(yīng)大于4歐姆，且重復(fù)接地點(diǎn)不得少于三處，一般在主干線與分支的t接處，主干線或線路分支的末端，重復(fù)接地接地極接地電阻不應(yīng)大于10歐姆。汕頭濠江區(qū)采用tn-c接地系統(tǒng)的公用低壓供電區(qū)域，我們要求開發(fā)商在住宅樓的底層樓梯間設(shè)備接地極供重復(fù)接地用。3.3 注意裝設(shè)漏電保護(hù)器tnc系統(tǒng)的接地故障多為金屬性短路，故障電流大，可利用原來作過負(fù)荷保護(hù)和短路保護(hù)的過電流保護(hù)電器兼作接地故障保護(hù)。但在某些情況下，如線路長、導(dǎo)線截面小的情況，過電流保護(hù)常不能滿足； 1）對配電線路或給固定式電氣設(shè)備供電的末端回路在5秒內(nèi)切斷故障回路；2

9、）對插座回路或給手握式或移動(dòng)式電氣設(shè)備供電的末端回路在0.4秒內(nèi)切斷故障回路。這時(shí)必須采用漏電保護(hù)器作專門的接地故障保護(hù)。供電部門多數(shù)要求采用tnc系統(tǒng)供電的住戶安裝漏電保護(hù)器，有的住戶安裝后保護(hù)器頻頻動(dòng)作，就干脆把保護(hù)器退出。造成保護(hù)器誤動(dòng)的原因可能是保護(hù)器的選擇不適當(dāng)或接線不正確。漏電保護(hù)器原則上應(yīng)當(dāng)選用電流動(dòng)作型的漏電保護(hù)器，其額定漏電動(dòng)作電流in的選擇，從安全保護(hù)的角度出發(fā)，選得越小越好，但從供電的可靠性出發(fā)，不能過小，而應(yīng)受到線路和設(shè)備的正常漏電電流的制約。如家用電器可選用in30毫安的快速型漏電保護(hù)器，手握式電動(dòng)工具可選用in=15-30毫安的快速型漏電保護(hù)器。漏電保護(hù)器的接線應(yīng)正

10、確，可采用將被保護(hù)的外露可導(dǎo)電部分與pe線或與漏電保護(hù)器電源側(cè)的pen線相連，也可將漏電保護(hù)器所保護(hù)的外露可導(dǎo)電部分接至專用的接地極上，并注意嚴(yán)禁保護(hù)線穿過漏電保護(hù)器中電流互感器的磁回路，嚴(yán)禁保護(hù)器負(fù)荷側(cè)的中線與地連接。3.4 零火線對調(diào)引起表箱外殼帶電問題現(xiàn)在供電局采用的六、八、十、十二多位表箱標(biāo)準(zhǔn)配置都采用三相總開關(guān)和三相電纜進(jìn)線，當(dāng)電源只有單線電源時(shí)一般采用電纜三相合并接于火線，進(jìn)入三相總開關(guān)，零線接于表箱的零線母排，表箱外殼接零（出廠時(shí)就接好），如圖15。當(dāng)表箱進(jìn)線零火線對調(diào)就引起表箱外殼帶電，如圖16。當(dāng)發(fā)現(xiàn)單相供電分支線路所有的表箱外殼帶電，應(yīng)該為分支線路改造時(shí)零火線對調(diào)引起，如圖

11、17。當(dāng)發(fā)現(xiàn)單個(gè)表箱外殼帶電為表箱進(jìn)線零火線對調(diào)（大部分為偷電人員所為）如圖16、圖18。4 tn-c-s低壓配電系統(tǒng)tn-c-s系統(tǒng)，通常是在供電公用線路中用 tn-c系統(tǒng)，進(jìn)入建筑物后將pen線分為pe線和n線。由于供電線路中的pen線上有一定的電壓降，該電位仍將呈現(xiàn)在設(shè)備金屬外殼上，而在建筑物內(nèi)設(shè)有專門的pe線，因而消除了tn-c系統(tǒng)的一些不安全因素。要注意，pen線分為pe線和n線后，n線應(yīng)對地絕緣，且pe不能再與n線合并或互換。tn-c-s低壓配電系統(tǒng)吸取tn-c和tn-s優(yōu)點(diǎn)，是目前安全和電壓要求較高的系統(tǒng)，tn-c-s系統(tǒng)較適用于小區(qū)民用建筑，將作為濠江區(qū)低壓接地方式建設(shè)和改造的

12、方向。5 低壓配電系統(tǒng)多種接地同用存在安全問題5.1 多種接地型式并存可能引起人身觸電1000 v以下50 hz交流電流通過人體時(shí).人體能感覺的最小電流值（感覺閥值）為0.5ma，此值與通過電流的時(shí)間無關(guān)；而人體能擺脫手握的帶電導(dǎo)體的最大電流值（擺脫閥值），一般取平均值10 ma。超過此值，達(dá)到能引起心室纖維性顫動(dòng)的最小電流值，稱為心室纖維性顫動(dòng)閥值。由于用通過人體的電流來檢驗(yàn)對人身是否安全甚是不便，實(shí)際上常用人體的接觸電壓來檢驗(yàn)。當(dāng)包括鞋襪和地板阻抗上壓降在內(nèi)的安全接觸電壓，一般為50v，而在潮濕環(huán)境中人體阻抗下降，這時(shí)安全接觸電壓限值為25v。5.2 保護(hù)接零和保護(hù)接地混用引起的危險(xiǎn)汕頭市

13、濠江區(qū)多種低壓接地型式并存，有tn-c系統(tǒng)，it系統(tǒng)，以及在同一個(gè)低壓配電系統(tǒng)中的用電設(shè)備保護(hù)接零（tn系統(tǒng)）和保護(hù)接地（tt系統(tǒng)）混用。保護(hù)接地的作用主要是限制漏電設(shè)備對地電壓不超過某一安全范圍；保護(hù)接零的主要作用是利用相線與零線間的漏電短路電流，使線路保護(hù)裝置迅速動(dòng)作，切斷電源。但同一變壓器供電區(qū)域保護(hù)接零和保護(hù)接地混用則引起觸電的危險(xiǎn)性增加。如圖19所示，如保護(hù)接零和保護(hù)接地混用，即一部分設(shè)備接零，一部分設(shè)備接地。當(dāng)采用保護(hù)接地的電動(dòng)機(jī)（m2）發(fā)生碰殼漏電故障時(shí)，故障電流受阻抗r0 + rj的限制，其數(shù)值不一定能使保護(hù)裝置的開關(guān)或熔絲動(dòng)作時(shí)，這時(shí)整個(gè)零線上出現(xiàn)對地電壓，從而使所有采用接零

14、保護(hù)的電氣設(shè)備的外殼都出現(xiàn)此項(xiàng)對地電壓，可能危及人身安全。臺接地和接零的設(shè)備相鄰，當(dāng)有人同時(shí)接觸時(shí)，危險(xiǎn)性特別大。因此，有關(guān)規(guī)范規(guī)定同一變壓器，發(fā)電機(jī)或線路供電的低壓系統(tǒng)中，不應(yīng)將保護(hù)接零和保護(hù)接地混用。由于歷史原因，未農(nóng)改的低壓區(qū)域采用it系統(tǒng)，而現(xiàn)在農(nóng)改的區(qū)域則采用tn-c系統(tǒng)。如果一個(gè)臺區(qū)部分改造采用tn-c系統(tǒng)，就會造成同一低壓臺區(qū)同時(shí)存在it系統(tǒng)和tn-c系統(tǒng)，形成安全隱患。所以，要求在整個(gè)臺區(qū)都具備tn-c系統(tǒng)運(yùn)行條件后，再一并將該臺區(qū)的it系統(tǒng)改為tn-c系統(tǒng)，在整改完成的變臺處和分支（桿）箱處噴上“tn-c”，以明確接地方式，確保低壓配電系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行。6 結(jié)論針對汕頭市濠江區(qū)低壓配電系統(tǒng)的現(xiàn)狀，筆者建議近期應(yīng)著重做好如下工作：1）在一定時(shí)期內(nèi)，把汕頭濠江區(qū)低壓配電系統(tǒng)中性點(diǎn)沒有接地的低壓配電網(wǎng)逐步改為直接接地低壓配電網(wǎng)；2）在辦理基建用電時(shí)，應(yīng)落實(shí)開發(fā)商在城市新建建筑物預(yù)埋接地裝置，并引至電能表安裝地點(diǎn)適當(dāng)位置，便于保護(hù)中性線重復(fù)接地；3）加強(qiáng)宣傳，提高漏電保護(hù)器裝設(shè)率，提高用電設(shè)備保護(hù)線接線正確率；4）接地裝置電阻值是否合格，關(guān)系到低壓配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，對電源接地電阻、重復(fù)接地電阻應(yīng)建立定期檢測制度。如規(guī)定電源接地裝置每年檢測一次，其它兩至一年檢測次等制度?？傊穷^濠江區(qū)低壓配電系統(tǒng)接地應(yīng)逐步規(guī)范，農(nóng)村公用供電區(qū)域宜采用一種