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市場部n 沒有一個接地系統(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對于一個企業(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:施耐德公司的觀點施耐德公司的觀點Earthing systems3BTT市場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作為共同保護功能（PEN）Earthing systems5BTT市場部n 在接地的電源點，電氣裝置的機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裝置安裝在同一個建筑物內(nèi)，則接地電極也許無意的連接在一起。n PE保護導(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機架Earthing systems6BTT市場部n PE線在整個系統(tǒng)中是獨立的。n 變壓器的中性點或中性線在初次 安裝時，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、 次安裝時即與中性線連接。 n 保護導(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分開機架L1L2L3NPERpabTNSEarthing systems7BTT市場部n 在整個系統(tǒng)中，N及PE是共同的。n 變壓器的中性點是固定地接地，而中性線在整個長度中是間隔地接地。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)機架L1L2L3PENRpabTNCEarthing systems8BTT市場部n 變電所機架，LV中性線及應(yīng)用機架均與同一個地線相連接。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線與負載的“機架”端子連接。n 嚴禁把TN-C設(shè)在TN-S的下游。n TN-CPEN線既是保護導(dǎo)線又是中性線n TN-S保護導(dǎo)線PE與中性線分開。規(guī)定對于銅導(dǎo)線，其截面 S 102，鋁導(dǎo)線也是S 102 。n PEN線永遠不應(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市場部n 在整個系統(tǒng)中，N及PE是共同的。TN 系統(tǒng)系統(tǒng)TNCS機架L1L2L3PENNRpabEarthing systems10BTT市場部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市場部IT 系統(tǒng)系統(tǒng)電源接地支架RbL1L2L3NPERan 變壓器的LV中性點與地隔絕。實際上，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。在許多國家，要求有一個限壓器來限制此值。n 外露的設(shè)備導(dǎo)電部件和附加的導(dǎo)電部件均用保護導(dǎo)線和LV裝置的接地電極相連接。n PE保護導(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（例如同時發(fā)生在不同相的兩個接地故障）。Earthing systems12BTT市場部優(yōu)點和缺點優(yōu)點和缺點Es優(yōu)

7、點優(yōu)點缺點缺點TTn 故障電流小n 設(shè)計簡單：無需知道電源阻抗值。 無需計算即可進行修改及增 設(shè)。n 無需連續(xù)的運行監(jiān)控。n 使用常規(guī)的保護裝置。n 當(dāng)回路阻抗為未知數(shù)時，建議使用漏電保護裝置。n 需要專門的設(shè)計并需知故障回路的阻抗值。n 當(dāng)試運行時或因測量目的而進行修改時需作脫扣試驗。n 當(dāng)?shù)谝粋€絕緣故障出現(xiàn)時，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)第一個絕緣故障時需切斷總電流或局部電流。n 更多地要求安裝過電壓保護裝置。TN-SEarthing systems13BTT市場部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 對阻抗型的絕緣故障沒有保護作用。n 當(dāng)發(fā)生零阻抗接地故障時，電流極大。優(yōu)點和缺點優(yōu)點和缺點Es優(yōu)點優(yōu)點缺點缺點Earthing systems14BTT市場部ITn 提供較好的連續(xù)電源：當(dāng)?shù)谝粋€絕緣故障發(fā)生時沒有危險，并不會引起自動轉(zhuǎn)換。需要：需要：n 設(shè)計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PIM，目的是：o顯示第一個故障o跟蹤及清除故障n 設(shè)計中必須包括第二個故障脫扣試驗。n 需要保持網(wǎng)絡(luò)的良好絕緣水平。n 必須在所有時間內(nèi)有維護人員值班以監(jiān)控裝置。n 必須提供電壓限制器。優(yōu)點和缺點優(yōu)點和缺點Es優(yōu)點優(yōu)點缺點缺

9、點Earthing systems15BTT市場部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+防火保護+對設(shè)備的損壞+PE的等電位聯(lián)結(jié)+投運簡單+(經(jīng)設(shè)計辦公室的計算，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 要小心運行運行Earthing systems16BTT市場部防電擊保護防電擊保護: TN-C, TN-S, TT, IT如果上述電路均嚴格遵守標準實施，則所有LV中性線連接電路在防電擊保護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

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€故障發(fā)生時，斷路器脫扣或熔斷器斷開。運行運行電磁干擾電磁干擾 TT, TN-S 及IT 系統(tǒng)均能滿足EMC準則。但必須注意到，當(dāng)短路接地故障發(fā)生時，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強調(diào)很重要時，我們不推薦TN-C及TN-C-S這兩個系統(tǒng)，因為這兩個系統(tǒng)在正常運行時，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載電流的一部分。這種

11、永久性電流會使接在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市場部過電壓保護過電壓保護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，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將根據(jù)對所有線路的共同措施而實現(xiàn)。在所有的接地系統(tǒng)中，一般而言，有些過壓保護措施是需要的。為選擇恰當(dāng)?shù)谋?/p>

12、護電路，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持續(xù)性等因素。TN-C, TN-S: 在正常運行時，變壓器的LV中性點、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。運行運行電氣火災(zāi)的防護電氣火災(zāi)的防護IT: 需要使用一臺報警繼電器以持續(xù)地監(jiān)視電氣裝置對地的絕緣電阻值。有可能再使用一臺靈敏度為500mA漏電保護裝置，與此繼電器一起能在發(fā)生電氣故障引起的火災(zāi)時起到保護作用。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)危險程度是相當(dāng)?shù)偷?。TN:n 在在TN系統(tǒng)中，產(chǎn)生一個對地的低阻抗短路時，系統(tǒng)中，產(chǎn)生一個對地的低阻抗短路時， 該故障電流很高，故產(chǎn)生火災(zāi)并造成損壞的危險性隨之增加。n 在對地產(chǎn)生部分短路的情況在對地產(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)沒有漏電保護裝置，未對火災(zāi)提供充分的防護措施。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裝置或者至少應(yīng)有接地故障的保護。n 在正常運行時在正常運行時, TN-C系統(tǒng)比其它系統(tǒng)有較大的火災(zāi)危險。事實上，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，消耗在這些外部的電流通路上的熱能大量增加，由于這個原因，TN-C系統(tǒng)不能應(yīng)用在具有火災(zāi)及爆炸危險的場所。Comments previous slide 27-2Earthing systems18BTT市場部在設(shè)計裝置時必須考慮到：在設(shè)計裝置時必須考慮到：IT:n 必須有一支全天值班的熟練隊伍，當(dāng)發(fā)生第一個故障時必須盡快修好。n 對電氣裝置的設(shè)計必須作出嚴謹?shù)目紤]。n 如果設(shè)計中有中性線時，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。TT: 使用漏電保護裝置后將對設(shè)計和運行方面的制約減至最少。不需了解電源的阻抗值?；芈返拈L度

15、是不受限制的（除非需考慮到電壓降）。 無需進行計算或現(xiàn)場測量即可實現(xiàn)裝置的修改或增設(shè)。運行運行TN: 使用斷路器和熔斷絲作為間接接觸危險的保護措施，意味著在設(shè)計階段就必須了解電源的阻抗值、從CB或熔斷器開始的上級回路以及被保護電路等條件，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)使用了漏電保護裝置，因而在裝置的設(shè)計和運行時可排除許多約束條件。無需了解電源阻抗的精確值?；芈返拈L度不受限制（除非考慮到電壓降）。無需進一步的計算或現(xiàn)場測量即可進行修改或增設(shè)。Comme

16、nts previous slide 27-3Earthing systems19BTT市場部根據(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)對系統(tǒng)沒有特別要求時，接地系統(tǒng)的選擇取決于所期望的運行性能（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)用場合。(2) 使用限壓器的危險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)。這些危險主要對有強暴風(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)計者務(wù)必十分精確地計算出第二次故障脫扣的條件。(3) 存在漏

17、電保護裝置脫扣的危險。(4) 對于系統(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)電機出現(xiàn)內(nèi)部故障時，中性線連接將損壞發(fā)電機，因此這種連接是不可取的。當(dāng)發(fā)電機提供電源給要求高度安全的設(shè)備時，將不允許因發(fā)生第一個故障而斷電。Comments previous slide 33Earthing systems20BTT市場部可取的電網(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市場部根據(jù)不同類型負載的應(yīng)用根據(jù)不同類型負載的應(yīng)用(8)相線至外露導(dǎo)電部件的故障電流可能高達額定電流值的數(shù)倍，這可能導(dǎo)致?lián)p壞或縮短電

19、動機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)，把這些負載從其它裝置的負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變壓器）。(10)當(dāng)在設(shè)計階段并不了解負載的數(shù)量時，絕緣性能容易很快的降低，在此情況下選用帶漏電保護裝置的TT型保護是最好的防護方式。(11)有些運動性負載發(fā)生故障（例如滑動的外露導(dǎo)電部件的觸點）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行，以及防止當(dāng)發(fā)生最初的故障（TT）或雙故障（IT）時的斷路。(12b) 具有

20、控制回路雙中斷功能。Comments previous slide 35Earthing systems22BTT市場部根據(jù)不同類型負載的應(yīng)用根據(jù)不同類型負載的應(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 對高故障電流敏感的負載（如電動機等） TT TN (9)低絕緣性的負載(如電爐、焊接機、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，相中性負載（如移動式的、 TT (10) IT (10)半固定式的、手提式的 ） TN-S TN-C (10）高風(fēng)險的負載（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（如機床等） TN-S TN-CTT (12) IT (12 b)Earthing systems23BTT市場部根據(jù)其他方面特點的應(yīng)用根據(jù)其他方面特點的應(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)均需使用一臺靈敏度為500mA的漏電保護裝置。(16) 當(dāng)TT系統(tǒng)用于低壓供電