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              技術知識

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              顯示屏配電柜系統的接地方式及特點

              發布時間:2014-03-31 23:23:14     被瀏覽:

              低壓配電系統的接地方式及特點

              電力系統的接地直接關系到用戶的人身和財產安全,以及電氣設備和電子設備的正常運行。如何針對實際情況選擇合適的接地系統,確保配電系統及電氣設備的安全使用,是設計人員面臨的首要問題,本文簡要分析了不同接地系統的特點及應用場所,僅供參考。 
              1.接地制式按照配電系統和電氣設備的不同接地組合分類。按照IEC60364規定,接地系統一般由兩個字母組成,必要時可加后續字母。 
                第一個字母:表示電源 
                T:直接接地 中性點對地的關系
                I:不接地,或通過阻抗與大地相連
                第二個字母:表示電氣設備外殼與大地的關系 
                T:獨立于電源接地點的直接接地 
                  N:表示直接與電源系統接地點或與該點引出的導體相連
                后續字母:表示中性線與保護線之間的關系
                C:表示中性線N與保護線PE合二為一(PEN線) 
                S:表示中性線N與保護線PE分開
                C-S:表示在電源側為PEN線,從某一點分開為中性線N和保護線PE低壓配電系統有三種形式:
                ■TN系統
                ■TT系統 
                ■IT系統
                2.不同接地系統的組成及特點:
                ■TN系統的組成及特點
                在TN系統中,所有電氣設備的外殼接到保護線(PE)上,與配電系統的中性點相連(若無中性點,即變壓器二次側三角形連接或未引出中性點,可將變壓器二次側繞組的一相接地,但該接點不能用作PEN線)。保護線應在每個變電所附近接地,配電系統引入建筑物時,保護線在其入口處接地。為了保證故障時保護線的電位盡量接近地電位,盡可能將保護線與附近的有效接地體相連,如必要,可增加接地點,并使其均勻分布。其特點是故障電流較大,僅與電纜的阻抗大小有關。出現絕緣故障時,需要短路電流保護裝置瞬時斷開電路。
                國際標準IEC60364規定,根據中性線與保護線是否合并的情況,TN系統分為如下三種: 
                □TN-C
                □TN-S 
                □TN-C-S
                注:對電網來說,當銅導線截面積≤10mm2,鋁導線截面積≤16mm2時,必須采用TN-S系統,而不允許采用TN-C系統。
                下面介紹其組成及特點:
                2.1TN-C系統:
                本系統中,保護線與中性線合二為一,稱為PEN線。 
                優點:
                □TN-C方案易于實現,節省了一根導線,且保護電器可節省一極,降低設備的初期投資費用。
                □發生接地短路故障時,故障電流大,可采用一過流保護電器瞬時切斷電源,保證人員生命和財產安全
                缺點:
                □線路中有單相負荷,或三相負荷不平衡,及電網中有諧波電流時,由于PEN中有電流,電氣設備的外殼和線路金屬套管間有壓降,對敏感性電子設備不利
                □PEN線中的電流在有爆炸危險的環境中會引起爆炸
                □PEN線斷線或相線對地短路時,會呈現相當高的對地故障電壓,可能擴大事故范圍
                □不能使用剩余電流保護裝置RCD(由于檢測不出漏電流,RCD會拒動),因此絕緣故障時,不能有效地對人身和設備進行保護
                2.2TN-S系統
                本系統保護線(PE)和中性線(N)分開
                優點:
                □正常時PE線不通過負荷電流,適用于數據處理和精密電子儀器設備,也可用于爆炸危險場合 信息來自:輸配電設備網
                □民用建筑中,家用電器大都有單獨接地觸點的插頭,采用TN-S系統,既方便,又安全 
                □如果回路阻抗太高或者電源短路容量較小,需采用剩余電流保護裝置RCD對人身安全和設備進行保護,防止火災危險 
                缺點:
                □由于增加了中性線,初期投資較高
                □TN-S系統相對地短路時,對地故障電壓較高
                2.3TN-C-S系統
                在系統某一點起,PEN分為保護線和中性線,分開后,中性線(N)對地絕緣(注:PEN線分開后,不能再合并)
                優點: 
                □適用于工礦企業供電,前面TN-C系統可滿足固定設備的需要,后端TN-S系統可滿足對電位敏感的電子設備的需要
                □民用建筑中,電源線路采用TN-C,進入建筑物后,采用TN-S系統,可確保TN-S系統的優點
                2.4TT系統的組成及其特點: 
                TT系統的變壓器或發電機的中性點直接接地,電氣設備的所有外殼用保護線連在一起,接在與電源中性點獨立的接地點。如下圖所示: 
                優點:
                □電氣設備的外殼與電源的接地無電氣聯系,適用于對電位敏感的數據處理設備和精密電子設備
                □故障時對地故障電壓不會蔓延
                □接地短路時,由于受電流接地電阻和電氣設備接地電阻的限制,短路電流較小,可減小危險
                缺點:
                □短路電流小,發生短路時,短路電流保護裝置不會動作,易造成電擊事故
                □短路保護裝置的過電流保護不能提供絕緣故障保護,需采用剩余電流保護器RCD進行人身和設備安全保護 
                2.5IT系統的組成及特點:
                IT系統的電源不接地或通過阻抗接地,電氣設備的外殼可直接接地或通過保護線接至單獨接地體。
                優點: 
                □單相接地第一次故障時,故障電流小,可不切斷電源,警報設備報警,通過檢查線路消除故障,供電連續性較高,適用于大型電廠的廠用電和重要生產線用電 
                □可采用剩余電流保護器(RCD)進行人身和設備安全保護 
                缺點:如果消除第一次故障前,又發生第二次故障,如不同相的接地短路,故障電流很大,非常危險,因此對一次故障探測報警設備的要求較高,以便及時消除和減少出現雙重故障的可能性,保證IT系統的可靠性。
                2.6接地系統中性線保護 
                以下情況選用4極開關斷開中性線:
                ■TT和TN系統的中性線截面積小于相線 
                ■終端配電中避免中性線、相線接反 
                中性線必須有保護和能分斷:
                ■IT系統中進行第二次故障保護的裝置,防止中性線第一次故障后引發二次故障
                ■在TT和TN-S系統中,中性線的截面積小于相線的截面積
                ■所有接地系統中,會產生3次或多次諧波電流的場合(尤其是中性線截面積減少時)
                在TN-C系統中,中性線也是保護線不能斷開,由于負載電流不平衡和絕緣故障電流,會產生危險的中性點電壓偏移。為此,用戶必須做好等電位連接和每個區域的接地。 
                2.7接地系統的選擇: 
                選擇接地系統應根據電氣裝置的特性、運行條件和要求以及維護能力的大小,綜合用戶和設計安裝人員的意見因地制宜地選用。只要符合安裝和運行規范要求,三種接地系統是等效的,沒有什麼優先級。 
                選擇接地系統的步驟:
                ■首先,為保證最大的安全性和靈活性,三種接地系統可以應用在同一供電電網中。 
                如下圖所示,不同接地系統的串聯連接和并聯連接:
                ■必須遵守當地標準和法規的規定 
                ■弄清楚用戶的要求和現有的維護資源: 
                □運行連續性要求
                □是否有維護服務
                □是否有火災危險 
                3.系統選擇及應用
                3.1通常按照如下方式選擇:
                □運行連續性要求較高有維護服務的場合:選擇IT系統 
                □運行連續性要求較高無維護服務的場合:無完全滿意的選擇,可選擇TT系統(其跳閘選擇性易于實現)或選擇TN系統(減少危險) 
                □運行連續性要求不重要并且有維護能力:選擇TN-S系統易于快速維修和擴展 
                □運行連續性要求較低無維護服務的場合:選擇TT系統
                □有火災危險的場合:可選擇IT系統(有人員維護)或選擇TT系統(使用0.5A的剩余電流保護裝置) 
                3.2特殊電網和負載的選擇:
                □對于線路長,泄漏電流大的電網:選擇TN-S系統 
                □有備用電源的電網:選擇TT系統
                □對大的故障電流比較敏感的負載(電機):選擇TT或IT系統 
                □絕緣等級較差(電爐)或有大型高頻濾波的設備(大型計算機):選擇TN-S系統
                □控制和監測系統:選擇TT(通訊設備間可進行等電位連接)或IT系統(運行連續性高) 
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