對接地故障幾種不同方式的探討

1、對接地故障幾種不同方式的探討為防止因配電線路接地故障所發(fā)生的人身間接電擊、電氣火災及 線路的熱穩(wěn)定性，現(xiàn)行的設計和施工中均提出在低壓配電線路中需設 置接地故障保護。在低壓配電設計規(guī)范(GB50054-95)第4410至 4422條中分別詳細的對幾種不同接地型式的系統(tǒng)，明確指出所應采用的不同接地故障保護方式及條件。本文依據(jù)規(guī)范所認定的三種不同接 地故障保護方式對其工作原理及條件進行分析，以便在實際工作中更 好的應用。1、利用配電線路所設置的過電流保護兼作接地故障保護；這種保 護方式因利用所控制的線路斷路器，在不增設其他裝置就可以實現(xiàn)接 地故障保護功能，所以方便易行。但應能滿足規(guī)范所要求的在發(fā)生故

2、 障時，斷路器切斷故障電流的允許時間。2、利用零序電流來實現(xiàn)接地故障保護；依據(jù)基爾霍夫定律流入電 路中任意節(jié)點的復電流的代數(shù)和為零，所以三相電流的矢量和即零序 電流I 0 =丨IA | + | IB | + | IC丨在三相負荷完全平衡時(假定無接地 故障，不考慮線路及電器設備的正常泄漏電流)I 0 =0。當三相負荷不 平衡時I 0 =IN，此時零序電流為不平衡電流IN。當某一相發(fā)生接地故 障時必然要產(chǎn)生一個單相接地故障電流Id ,此時的零序電流I 0 =IN+Id 是三相不平衡電流與單相接地故障電流的矢量和。所以利用零序電流來實現(xiàn)接地故障保護時其動作電流應大于三相不平衡電流3、利用剩余電流實

3、現(xiàn)接地故障保護；配電線路在沒有發(fā)生接地故 障時，三相負荷電流與中性線電流的矢量和無論三相負荷電流平衡與 否它們的電流均為零，即I IA | + | IB | + | IC I + I IN I =0。當某一相 發(fā)生單相接地故障時，故障電流通過保護線PE與大地構成通路，所以 此時I IA | + | IB | + | IC I + I IN I工0此時的電流應為接地故障電流 加上配電線路及電器設備的正常泄漏電流，我們稱此電流為剩余電流。由此分析可知利用剩余電流來實現(xiàn)接地故障保護時其動作電流應為剩 余電流。零序電流保護一般適用與TN接地系統(tǒng)。在發(fā)生某一相單相接地故 障時，對于TN-S系統(tǒng)其回路阻抗

4、包括相線阻抗 Z1, PE線阻抗ZPE和 接觸阻抗Zf,即ZS=Z1+ZPE+Zf;對于TN-C系統(tǒng)其回路阻抗包括相 線阻抗Z1, PEN線阻抗ZPEN禾口接觸電阻Zf, 即卩ZS=Z1+ZPEN+Zf ; 對于TN-C-S系統(tǒng)其回路阻抗包括相線阻抗 Z1, PEN線阻抗ZPEN, PE線阻抗ZPE禾口接觸電阻Zf, 即卩ZS=Z1+ZPEN+ZPE+Zf。所發(fā)生的 單相接地故障電流Id=220/ZS，明顯地大于無故障時的三相不平衡電 流。如果其動作電流整定值合適，在發(fā)生接地故障時能躲過不平衡電 流，檢測出發(fā)生接地故障時的零序電流就能實現(xiàn)其對接地故障地保護。對于TT系統(tǒng)；因三相不平衡電流較大，

5、在發(fā)生某相接地故障時其回路阻抗應包括相線阻抗Z1 , PE線阻抗ZPE,負載側接地電阻RA和電源 側接地電阻RB及接觸阻抗Zf ,即ZS二Z1+ZPE+RA+RB+Zf ,接地故障 電流 ld=220/ZS。由于 RA+RB > Z1+ZPE+Zf，并且 RA+RB 數(shù)值一般 較大，故TT系統(tǒng)在故障回路阻抗大，所發(fā)生的單相接地故障電流Id遠小于不平衡電流，很難檢測出故障電流，所以零序電流保護不適用 于TT接地系統(tǒng)。從利用剩余電流來完成接地故障保護的原理分析可知它保護動作 整定電流可以從 mA級到A級，有相當高的動作靈敏度。對于 TN、 TT、IT接地系統(tǒng)均可以運用。但不適用于TN系統(tǒng)中T

6、N C接地系統(tǒng)。 在TN£接地系統(tǒng)中保護線PE和中性線N是合為一根PEN線，在正 常工作時PEN線要流過三相不平衡電流，當發(fā)生單相接地故障時所發(fā) 生的故障電流也要從PEN線流過，所以剩余電流保護裝置無法檢測出 剩余電流。也就是說對于TN-C系統(tǒng)，剩余電流保護已無檢測剩余電流 的功能。從保護動作靈敏度與使用安全性來說，剩余電流保護高于零序電 流保護，并且零序電流保護不能應用于單相配電線路上。我國以前采 取蘇聯(lián)用零序電流保護作為接地故障故障保護。對于TN -C系統(tǒng)由于零序電流保護裝置是安裝在 PEN線上，保護整定值應躲過PEN線上最 大不平衡電流，在單相接地故障電流小于該整定值時，保護裝置就會 拒動，就有可能引起人身電擊或火災危險的發(fā)生。所以在低壓配電線 路接地保護的IEC標準中已取消