【www.zhuodaoren.com--安全管理常识】
tn系统接地故障保护的分析与设计(一)
低压配电系统接地故障保护分析
低压配电系统接地故障保护分析
低压配电系统接地是一项复杂、事关安全的工程，接地形式与接地故障保护息息相关，有关技术人员一定要按有关国家标准、规范执行，做到概念清楚、具体分析、准确把握，才能有效地防止触电和火灾发生，提高安全用电水平。 低压配电接地系统是配电系统中很重要的组成部分，能否正确选用直接影响到整个系统的可靠性和安全性。20世纪90年代我国制定和修订了有关电气技术规范、标准，基本上等同IEC标准。但是，目前建筑电气设计和施工中仍存在接地形式混乱、接地做法欠合理、剩余电流保护器(RCD)接线错误等问题，电气事故时有发生。
1低压配电系统接地形式
1.1IT系统
电源端带电部分不接地或经高电阻、电抗或阻抗接地，而用电设备外露导电部分直接接地。IT系统供电的可靠性高、安全性好，适用对不间断供电要求高的某些场所，如重要的连续生产装置，尤其适合于矿井井下。近几年逐步应用于大医院手术室等重要场所的动力
和照明系统。
1.2TT系统
电源中性点直接接地，电气设备的外露导电部分接至与电源中性点接地无电气联系的接地极上。该系统中性线N和PE线没有电的联系，在正常运行时，N线带电情况下，PE线不会带电。TT系统可适用于用电设备容量小且很分散的农村居住区。个别城市由公用低压线路供电的用户按供电部门的规定采用TT系统。【tn系统接地故障保护的分析与设计】
1.3TN系统
电源有一点直接接地，受电设备的外露可导电部分通过保护线与电力系统接地点连接。按中性线与保护线组合情况，又可分为以下3种形式。
（1）TN－S系统整个系统的中性线(N)与保护线(PE)是分开的。系统正常运行时，专用保护线上没有电流，只是中性线上有不平衡电流。PE线对地没有电压，所以电气设备金属外壳接地保护是接在专用的保护线PE上，安全可靠。通常建筑物内设有独立变配电所时采用该系统。
（2）TN－C系统整个系统的中性线与保护线是合一的。如果三相负载不平衡，N线上有不平衡电流，在线路上产生一定的电位差，与保护线所连接的电气设备金属外壳对大地有一定的电压。TN－C系统只适用于三相负荷基本平衡、有专职电工负责维护的工业厂房。
（3）TN－C－S系统系统中有一部分保护线与中性线是合一的，当PE线与N线从某点(一般为进户处)分开后就不能再合并，且N线绝缘水平应与相线L相同。该系统一般用在建筑物电源由区域变电所引来的场所。
2接地故障保护
<
tn系统接地故障保护的分析与设计(二)
低压配电系统接地故障保护分析 _0
低压配电系统接地故障保护分析【tn系统接地故障保护的分析与设计】
低压配电系统接地是一项复杂、事关安全的工程，接地形式与接地故障保护息息相关，有关技术人员一定要按有关国家标准、规范执行，做到概念清楚、具体分析、准确把握，才能有效地防止触电和火灾发生，提高安全用电水平。
低压配电接地系统是配电系统中很重要的组成部分，能否正确选用直接影响到整个系统的可靠性和安全性。20世纪90年代我国制定和修订了有关电气技术规范、标准，基本上等同IEC标准。但是，目前建筑电气设计和施工中仍存在接地形式混乱、接地做法欠合理、剩余电流保护器(RCD)接线错误等问题，电气事故时有发生。
1 低压配电系统接地形式
1.1 IT系统
电源端带电部分不接地或经高电阻、电抗或阻抗接地，而用电设备外露导电部分直接接地。IT系统供电的可靠性高、安全性好，适用对不间断供电要求高的某些场所，如重要的连续生产装置，尤其适合于矿井井下。近几年逐步应用于大医院手术室等重要场所的动力 和照明系统。
1.2 TT系统
电源中性点直接接地，电气设备的外露导电部分接至与电源中性点接地无电气联系的接地极上。该系统中性线N和PE线没有电的联系，在正常运行时，N线带电情况下，PE线不会带电。TT系统可适用于用电设备容量小且很分散的农村居住区。个别城市由公用低压线路供电的用户按供电部门的规定采用TT系统。
1.3 TN系统
电源有一点直接接地，受电设备的外露可导电部分通过保护线与电力系统接地点连接。按中性线与保护线组合情况，又可分为以下3种形式。
（1）TN－S系统 整个系统的中性线(N)与保护线(PE)是分开的。系统正常运行时，专用保护线上没有电流，只是中性线上有不平衡电流。PE线对地没有电压，所以电气设备金属外壳接地保护是接在专用的保护线PE上，安全可靠。通常建筑物内设有独立变配电所时采用该系统。
（2）TN－C系统 整个系统的中性线与保护线是合一的。如果三相负载不平衡，N线上有不平衡电流，在线路上产生一定的电位差，与保护线所连接的电气设备金属外壳对大地有一定的电压。TN－C系统只适用于三相负荷基本平衡、有专职电工负责维护的工业厂房。
（3）TN－C－S系统 系统中有一部分保护线与中性线是合一的，当PE线与N线从某点(一般为进户处)分开后就不能再合并，且N线绝缘水平应与相线L 相同。该系统一般用在建筑物电源由区域变电所引来的场所。
2 接地故障保护
为了防止人身间接电击及电气火灾、线路损坏等事故，还应设置能自动切断故障电路的保护措施，即接地故障保护。接地故障保护电器的选择应根据配电系统的接地形式(TN、TT、IT系统)，移动式、手握式或固定式电气设备使用的使用情况，以及电气回路中保护线截面确定。在电气装置或建筑物内，不论采用何种接地系统，都要实施总等电位联结。总等电位联结的作用是使各外露导电部分与地面的电位趋于接近，不存在电位差，从而降低接触电压，另外还能消除或降低自外部导入的危险电压。
2.1 TN系统的接地故障保护
TN系统配电线路接地故障保护的动作特性应符合下式:SIa≤Uo
式中 ZS——接地故障回路阻抗(Ω)；
Ia——保证保护电器在表１规定的时间内自动切断故障回路的电流(A)；
Uo——相线对地标称电压(V)。
tn系统接地故障保护的分析与设计(三)
低压配电系统接地故障保护分析
低压配电系统接地故障保护分析
徐州大屯工程咨询有限公司 李 娅
低压配电系统接地是一项复杂、事关安全的工程，接地形式与接地故障保护息息相关，有关技术人员一定要按有关国家标准、规范执行，做到概念清楚、具体分析、准确把握，才能有效地防止触电和火灾发生，提高安全用电水平。
低压配电接地系统是配电系统中很重要的组成部分，能否正确选用直接影响到整个系统的可靠性和安全性。20世纪90年代我国制定和修订了有关电气技术规范、标准，基本上等同IEC标准。但是，目前建筑电气设计和施工中仍存在接地形式混乱、接地做法欠合理、剩余电流保护器(RCD)接线错误等问题，电气事故时有发生。
1 低压配电系统接地形式
1.1 IT系统
电源端带电部分不接地或经高电阻、电抗或阻抗接地，而用电设备外露导电部分直接接地。IT系统供电的可靠性高、安全性好，适用对不间断供电要求高的某些场所，如重要的连续生产装置，尤其适合于矿井井下。近几年逐步应用于大医院手术室等重要场所的动力 和照明系统。
1.2 TT系统
电源中性点直接接地，电气设备的外露导电部分接至与电源中性点接地无电气联系的接地极上。该系统中性线N和PE线没有电的联系，在正常运行时，N线带电情况下，PE线不会带电。TT系统可适用于用电设备容量小且很分散的农村居住区。个别城市由公用低压线路供电的用户按供电部门的规定采用TT系统。
1.3 TN系统
电源有一点直接接地，受电设备的外露可导电部分通过保护线与电力系统接地点连接。按中性线与保护线组合情况，又可分为以下3种形式。
（1）TN－S系统 整个系统的中性线(N)与保护线(PE)是分开的。系统正常运行时，专用保护线上没有电流，只是中性线上有不平衡电流。PE线对地没有电压，所以电气设备金属外壳接地保护是接在专用的保护线PE上，安全可靠。通常建筑物内设有独立变配电所时采用该系统。
（2）TN－C系统 整个系统的中性线与保护线是合一的。如果三相负载不平衡，N线上有不平衡电流，在线路上产生一定的电位差，与保护线所连接的电气设备金属外壳对大地有一定的电压。TN－C系统只适用于三相负荷基本平衡、有专职电工负责维护的工业厂房。
（3）TN－C－S系统 系统中有一部分保护线与中性线是合一的，当PE线与N线从某点(一般为进户处)分开后就不能再合并，且N线绝缘水平应与相线L 相同。该系统一般用在建筑物电源由区域变电所引来的场所。
2 接地故障保护
为了防止人身间接电击及电气火灾、线路损坏等事故，还应设置能自动切断故障电路的保护措施，即接地故障保护。接地故障保护电器的选择应根据配电系统的接地形式(TN、TT、IT系统)，移动式、手握式或固定式电气设备使用的使用情况，以及电气回路中保护线截面确定。在电气装置或建筑物内，不论采用何种接地系统，都要实施总等电位联结。总等电位联结的作用是使各外露导电部分与地面的电位趋于接近，不存在电位差，从而降低接触电压，另外还能消除或降低自外部导入的危险电压。
2.1 TN系统的接地故障保护
TN系统配电线路接地故障保护的动作特性应符合下式:SIa≤Uo
式中 ZS——接地故障回路阻抗(Ω)；
Ia——保证保护电器在表１规定的时间内自动切断故障回路的电流(A)；
Uo——相线对地标称电压(V)。【tn系统接地故障保护的分析与设计】
当采用瞬时或短延时动作的低压断路器作接地故障保护时，若接地故障电流Id与瞬时或短延时过电流脱扣器整定电流Ir的比值大于或等于1.3，可认为该低压断路器Ia值符合表 1要求。
表2 系统用熔断器作接地故障保护时允许最小值Id/Ir
当采用熔断器作接地故障保护时，若符合表2要求，
可认为符合表1要求。TN系统的接地故障多为金属性短路，故障电流较大，可利用作过负荷保护和短路保护的过电流保护电器(熔断器、低压断路器)，兼作接地故障保护。但在某些情况下，如线路长、导线截面小的情况，过电流保护电器常不能满足表1要求，则应采用漏电保护器作接地故障保护。
2.2 TT系统的接地故障保护
TT系统配电线路接地故障保护的动作特性应符合下式
sIa≤50 V
式中 RA——外露导电部分所接接地极和PE线电阻之和(Ω)；
Ia——保证保护电器切断故障回路的动作电流(A)。
由于TT系统的故障电流不易准确计算，长延时过电流保护Ia值实际上难以确定，而TT系统的故障电流较小，过电流保护难以满足灵敏度要求，因此TT系统中应采用漏电保护器作接地故障保护。
2.3 IT系统的接地故障保护
IT系统发生第一次一相接地故障时，故障电流为另两相对地电容电流的相量和，故障电流很小，外露导电部分的故障电压限制在50 V及以下，不需要中断供电，只需设置绝缘监视装置进行声光报警，以便尽快排除故障。
第一次接地故障时保护电器动作特性应符合下式
AId≤50 V
式中 RA——外露导电部分所接接地极的接地电阻(Ω)；
Id——发生第一次接地故障时的故障电流(A)。
当发生第二次异相接地故障时，当IT系统外露导电部分为单独接地，其防电击要求和TT系统相同；若外露导电部分为共同接地，其防电击要求和TN系统相同。
3 典型错误实例分析
3.1 TN 系统中TN－C－S、TN－S接地形式混淆
某厂区采用TN系统配电，低压电缆从变电所引出至各厂房，采用了TN－S接地形式，即引出五线，各单体建筑的进线处未设重复接地。这种做法违反了《民规》JGJ/T16－1992第14.5.3.1款的规定(注意只有距接地点在50 m之内，才能这样做)。也有的设计同样采取TN－S系统，在单体进线处设PE线重复接地，虽然没有违反规范，但是从设计合理性上讲，笔者认为不可取，多用了一根线，应该采用TN－C－S形式，即三相四线，单体进线处作PEN线重复接地。
3.2 剩余电流保护器(RCD)接线错误
TN系统中总电源进线处，应在装漏电保护装置前，PEN线严格分成PE 线和N 线，N 线要和相线一起穿过RCD 的电流互感器。若保护线PE接在漏电保护的负载侧，当发生接地故障时，因整个回路均穿过漏电保护装置，检测不出剩余电流，漏电保护装置不动作。同时漏电保护装置的负载侧不能设置重复接地，如有重复接地，部分正常负荷电流将流经大地，对剩余电流动作保护器形成剩余电流而使其在无故障情况下发生误动作。
对TT系统装设漏电保护装置时，要认真检查线路上重复接地设施。在漏电保护装置的负载侧不能设置重复接地，否则将造成漏电保护装置的误动和拒动。笔者设计的某办公楼，TN－C－S接地系统，交付使用后，用户反映总电源进线断路器经常无故跳闸，有人怀疑漏 电保护装置300 mA动作电流值是否太小，抑或延时0.5 s 太短。笔者认为以上原因可能性不大，经检查发现是RCD接线错误。还有的出现类似问题后不细查原因，干脆甩掉漏电保护装置，其防止电气火灾的功能就无法实现，留下用电安全隐患。
3.3 低压配电系统前、后接地形式不一致
某住宅小区，住宅楼内系统设计均采用TN －C－S形式，而小区变电所是由供电部门设计建造，按TT系统供电，则变电所TT系统的安全保护措施难以适应，系统不能正常工作。 在做住宅小区设计时，设计人员要先弄清楚整个小区供电方式，如果是由供电部门以低压供电，就应按供电部门的要求采用接地系统，与当地的接地系统协调一致，否则后果不堪设想。
tn系统接地故障保护的分析与设计(四)
TN低压配电系统单相接地故障的保护
摘 要：介绍TN系统单相接地短路故障的保护；推导出了采用过流保护兼作接地故障保护时最大电缆允许长度的计算公式；新公式易于用电算工具进行批量计算，且计算结果对工程设计更具指导意义；同时对电缆长度过长导致保护电器不能可靠动作的情况进行了应对策略分析。 关键词：低压配电系统 单相接地故障 短路电流
中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）06（c）-0060-03
Abstract：Introduce the protection of single-phase to earth fault in TN low voltage distribution system；Deducing the computing formula to maximum length of electric cable with overcurrent protection doubles as earth fault protection.The new formula can be batch computing easily，and the results have more guiding significance to engineering design；Meanwhile some strategies have be presented to respond the unreliable moving of protective devices with overlength cable.
Key words：low voltage distribution system single-phase to earth fault short-circuit current
在TN接线的低压配电系统中，单相接地为此系统短路电流最小的故障方式。当TN系统发生单相接地故障时，确保保护电器能可靠动作是低压配电系统电气设计中的重要内容。但由于TN系统单相接地故障电流计算复杂，计算结果通用性不强，导致实际电气设计中设计人员未对单相接地故障发生时保护电器动作的可靠性进行校核。针对此种情况，本文对保护计算的目标值进行了调整，并推导出配套的算式算法，使计算结果更具有通用性，同时针对采用短路保护兼作接地故障保护时保护电器不能可靠动作的情况进行了应对策略分析。
1 单相接地故障保护按（7）式计算的供电线路最大允许长度虽然涉及到的参数较多，但算式本身计算关系较为简洁明晰，借助于execle等工具能很容易对适用于特定工程的各个等级的断路器出线回路最大允许长度进行批量计算。
表1中给出了高压侧短路容量为100 MVA，变压器低压侧相电压为220 V，母线规格按图集03D201-4，P229页取值，母线长度取为20 m，各规格变压器（变压器参数按S11系列全密封电力变压器技术参数取值）采用Dyn11接线，配不同大小出线回路时各出线断路器所接电缆的最大允许长度。
对于多级配电供电电缆的最大允许长度计算，可以将已确定的前几级配电电缆阻抗值计入中，再按式（7）核算当前电缆出线中所允许的最大电缆长度。或按各级配电的电缆回路按比例进行折算。以500 kVA变压器下二级配电线路，一级配电为额定电流100 A出线，二级配电为额定电流为25 A出线，上级系统短路容量与变压器接法、母线规格、断路器瞬动值、配线电缆规格取值均与表1相同为例，若一级额定电流100 A的配电线路长40 m，查表1占其最大电缆允许长度的40%，则二级配电线路额定电流25 A的出线，其电缆允许长度为表1所列最大允许长度78 m的60%，即二级配电电缆允许长度为46.8 m，多级配电情况依次类推。
4 采用断路器过电流保护兼作接地故障保护不能满足要求时的应对策略
提高TN系统接地故障保护动作的灵敏性，配电手册中对此亦进行了分析，可以从以下2个方向考虑：
（1）提高接地故障电流值：①尽可能选用Dyn11接线组别变压器取代Yyn0接线组别的变压器（因Dyn11接线比Yyn0接线零序阻抗要小得多）；②加大相导体或保护导体的截面；③改变线路结构，如采用封闭型母线、架空线路改电缆以降低供电线路的电抗值。
（2）降低保护电器的动作电流值：①采用熔断器或带有短延时的断路器；②采用带零序电流保护的断路器（不适用与谐波电流较大的配电线路）；③采用带剩余电流保护的断路器（不适用于TN-C系统）；④对于马达回路可利用其单相接地保护功能或漏电保护功能通过断路器分励脱扣联跳断路器。
5 结语
TN低压配电系统中单相接地故障是短路电流最小的一种故障方式。在发生此种故障时，保护电器动作的可靠性，对安全用电与预防电气火灾具有重要意义。但在以往的工程设计中，由于校验保护电器单相接地故障动作灵敏度是采用特定线路末端单相接地短路电流值与保护电气可靠动作电流比较进行校验，而线路末端单相接地短路电流计算过程较复杂，计算结果只能针对特定线路，不具备通用性，导致在实际工程设计中，很多设计师没有对此进行校验，留下了安全隐患。通过本文所述的计算方法，借助execle等电算工具，可以很方便的一次性计算出针对特定项目、采用断路器过电流保护兼作接地故障保护的所有TN系统低压出线电缆最大允许长度，同时给出了电缆长度超过最大允许长度时的应对策略，对工程设计具有很强的指导意义。
参考文献
[1] GB50054-2011，低压配电设计规范[S].北京：中国计划出版社，2012.
[2] GB16895.21-2011，建筑物电气装置第4-41部分：安全防护电击防护[S].北京：中国标准出版社，2011.
[3] 中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册[M].3版.北京：中国电力出版社，2005：871.
[4] 胡国红.低压电网单相接地故障保护研究[J].能源与节能，2013（4）：113-115.
tn系统接地故障保护的分析与设计(五)
低压电气装置保护接地系统常见问题分析
[摘 要]随着经济的发展以及信息技术的不断进步，电力系统不断趋向自动化。本文叙述分析低压电气装置与线路的接地型式、要求以及适用范围并对常见低压接地出现的问题进行分析和提出解决和预防故障保护的具体措施。 [关键词]低压电气装置接地型式接地保护故障 措施
中图分类号：F407.42 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）13-0041-01
接地在电气技术上具有很高的重要性、普遍性和复杂性。各种系统均有多种复杂的接地要求，而且是与系统紧密联系的组成部分。
一、低压系统的接地型式、要求及其适用范围
在过去的低压配电的接地系统的设计规范和标准中、虽然己经为确保设备和人身的安全、提供有相当完善和行之有效的保护方案。然而，对于确保信息网络的数据安全的保护措施却显得“相对欠缺”。基于上述情况，当我们在处理信息网络的接地设计问题和不同方案的争论时，不宜完全拘泥于现有的设计规范。对信息网络时代的低压配电系统的接地系统而言，它不仅需要保护供电线路、用电设备和人身能安全、可靠地运行。而且，更需要保护好被信息网络设备所处理、存贮的和传送的数据的安全性。为此，当我们在设计接地系统时，不仅需要考虑各种“接地线”的接地电阻。还需高度重视接地阻抗；“地线”的实际布线方式；用户对网络设备的日常管理和维护“是否合理”等因素。实践证明：设计合理的接地系统及正确的布线施工是确保网络设备获得高效、宽带运行特性的前提条件之一。
1、低压配电系统中的常见接地配置方式
（1）接地系统的调控功能：当用电设备因故发生“短路”/漏电故障时，确保人身和设备的安全运行；增强电源设备、用电设备的电磁屏蔽效果，确保IT/电信/测试等关键设备获得尽可能高的电磁兼容性（EMC）；为IT/电信/测试等关键设备内的电子线路提供统一的、具有“低阻抗运行特性”的参考电平；为IT/电信/测试等关键设备提供静电“泄放通道”；确保供电系统能为信息网络设备提供尽可能低的“零线对地线”电压；为用电设备提供安全、可靠的防雷击、抗浪涌保护。
（2） 接地系统中各关键的部件的调控功能
判断接地系统的设计水平高低的重要指标之一是：能否为各种干扰源/“地电流”提供低阻抗型“泄放通道”，以确保在各IT设备之间实现“等电位连接”。
2.不同接地系统的兼容性
同一电源供电的不同建筑物，可分别采用TN和TT系统。同一建筑物内宜采用TN系统或TT系统中的一种。如果能够分设接地极，二者也可以兼容；由TN系统向局部TT系统供电没有任何问题，如室外照明。同一电源供电范围内，IT系统不能与TN系统或TT系统兼容。同一建筑物内IT系统可以与TN系统或TT系统兼容，只要IT系统与T字头的系统不并联运行。
3.低压电气装置的接地要求
（1）一般要求：
种类：防护接地；功能接地。系统接地型式和保护导体，是自动切断电源法的重要组成部分。外露可导电部分接PE线，PE线按不同系统的要求接地。可同时触及者应接到同一个接地系统上。
（2）各种系统的接地要求：
TN系统：外露可导电部分应通过保护导体与电源系统的接地点连接。一般情况下应满足的条件：ZsIa≤U0；为减小故障回路的总阻抗Zs，PE线应尽量靠近相线。相对地故障的异常情况下：RB/RE≤50（U0～50）。
TT系统：受同一保护电器保护的所有外露可导电部分应接至共同的接地极上。中性线不应重复接地应满足的条件：RAIa≤50V。
IT系统：装置的任何带电导体不应直接接地。外露可导电部分单独地、成组地或集中地接地。单独或成组接地时，第二次故障的保护应符合TT系统的要求；集中接地时，第二次故障的保护应符合TN系统的要求。应满足的条件：RAId≤50V。
二、建筑物电气装置接地装置常见问题与接地保护
多芯电缆中的导体；固定安装的裸露的或绝缘的导体；与带电导体共用的外护物；符合规定条件的电缆金属护套、屏蔽层、铠装、金属编织物、同心导体、金属导管；好多国家允许用电缆托盘和梯架。规定条件是：保证稳定的电气连续性；满足最小截面的要求。电气设备、母线槽的金属外护物或框架可用作保护导体，除符合上述规定条件外，还要求预留与其他保护导体连接的分接点。
1.低压电气装置的接地配置
（1）TN系统不存在应力电压升高问题。防电击的措施如下：故障电压能在规定的时间内被切断；或建筑物内实施总等电位联结，“接触电压实际为0V”；或低压系统接地单设接地极。
（2）TT系统不存在接触电压升高问题。防绝缘击穿的措施如下：应力电压及其切断时间适合低压设备的绝缘水平；或低压系统接地单设接地极；降低高压接地故障电流Ⅰm和接地电阻R，使其乘积不超过1200V。高、低压系统分设接地极时，所内低压设备的应力电压将升高ImR，应在与其绝缘水平相对应的时间内被切断。？TT系统配电线路接地故障保护的动作特性应符合下式
RAIa≤50 V
式中 RA――外露导电部分所接接地极和PE线电阻之和（Ω）；
Ia――保证保护电器切断故障回路的动作电流（A）。
由于TT系统的故障电流不易准确计算，长延时过电流保护Ia值实际上难以确定，而TT系统的故障电流较小，过电流保护难以满足灵敏度要求，因此TT系统中应采用漏电保护器作接地故障保护。
（3）IT系统发生第一次一相接地故障时，故障电流为另两相对地电容电流的相量和，故障电流很小，外露导电部分的故障电压限制在50 V及以下，不需要中断供电，只需设置绝缘监视装置进行声光报警，以便尽快排除故障。
第一次接地故障时保护电器动作特性应符合下式 RAId≤50 V
式中RA――外露导电部分所接接地极的接地电阻（Ω）；
Id――发生第一次接地故障时的故障电流（A）。
当发生第二次异相接地故障时，当IT系统外露导电部分为单独接地，其防电击要求和TT系统相同；若外露导电部分为共同接地，其防电击要求和TN系统相同。
IT系统中的漏电保护器主要用于切除两处异相同时接地故障。应根据具体情况按需要装设。 IT系统两处异相同时接地故障，IT系统内外露导电部分分别装设接地极，这时故障电流流经两个接地极电阻，故障回路的切断应符合TT系统接地故障保护的要求。IT系统两处异相同时接地故障，IT系统内外露导电部分公用一个接地极，这时故障电流将流经PE线形成的金属短路，故障回路的切断应符合TN系统接地故障保护的要求。为了用电安全，采用了接地故障保护后，仍需要可靠的接地采用等电位连接。等电位联结的作用是降低故障情况下，电气设备间、电气设备与其他设备间的接触电压，使人体在接触时，身体所承受的电压降至最低。
2.单相接地保护
当过电流保护电器不能满足要求时，可以采用带有单相接地保护的断路器或者进行设零序电流保护措施。断路器的单相接地保护功能的实现原理有剩余电流型和零序电流型两种。剩余电流型是利用四个电流互感器分别检测三相电流和中性线（N线）的电流。无论三相电流平衡与否，则此矢量和为零（严格讲为线路与设备的正常泄露电流）；当发生某一相接地故障时，故障电流会通过保护线PE及与地相关连的金属构件，此时电流为接地故障电流加正常泄露电流。接地电流达到脱扣器整定电流时，即可报警或驱动短路器动作，实现单相接地保护。零序电流型是在三相上各安装一个电流互感器，检测三相的电流矢量和，即零序电流Io。（Ia+Ib+Ic+In=Io。）当发生某一相接地故障时，此时电流为接地故障电流加正常泄露电流，与脱扣器整定值比较，即可区分出接地电流，实现单相接地保护。
三、结束语
只有经过这样全方面的接地保护后，整个电力系统在使用时才能达到节能的效果，使得社会和经济得到最大的双重效益。随着社会的进步与发展，科技也在不断的创新，从而推动着电力技术也在不断进步，低压电气装置保护接地系统也在不断的朝着更好的方向发展。
参考文献
[1]张旭东.配电变压器低压系统的接地[J].中国水能及电气化，2009，（4）：19-22.
[2]廖玉文.建筑电气低压配电设计中各种接地系统探讨[J].中国房地产业，2012，（1）：261.
[3]孙大伟.低压电气装置保护接地系统的若干探讨[J].科技创业家，2011，（11）：1.
tn系统接地故障保护的分析与设计(六)
有关TN―C―S供电系统中接地问题的思考
摘 要 本文分析了TN-C-S系统在运行中由于三相负荷的不平衡，所导致的中性点电位偏移引起三个相电压的畸变及PEN线断线所带来的一系列问题和缺陷，并就如何解决上述问题提出了自己的观点和看法。 【关键词】TN-C-S 接地 措施
目前住宅小区往往设有变电所向各建筑物呈放射式供电，由于TN-C-S系统在进入建筑物配电装置前只有一根PEN线，节省了专用的PE线，且建筑物内N线与PE线之间电位差较小等优点被广泛采用，而由此带来的接地问题，值得思考。
1 TN-C-S系统的构成
在现行的《系统接地的型式及安全技术要求》（GB14050-2008）中，TN系统是指电源端有一点直接接地，电气装置的外露可导电部分通过保护中性导体或保护导体连接到此接地点的系统。在该系统中，电源中性点接地称为工作接地，从该中性点引出的中性线称为N线。担负着电气装置外露可导电部分连接到该接地点的保护导体称为PE线，而同时起着N线和PE线作用的保护中性导体称为PEN线。
根据该系统中性导体和保护导体的组合情况，TN系统有三种型式。即TN-C系统、TN-S系统及TN-C-S系统。
TN-C-S系统指的是系统中一部分线路的中性导体和保护导体是合一的。其表征图如图1所示。很显然，在PE线与N线分开点之前，单相设备的工作零线与所有电气设备的外露可导电部分都要通过保护接零支线连接到PEN线上，而在分开点之后，单相设备的工作零线应连接到N线上，所有电气设备的外露可导电部分则通过接零支线连接到PE线。
2 TN-C-S系统的缺陷分析
由图1可知：由于该系统可以提供两种等级电压，既可满足三相负荷又能满足单相负荷的供电，所以三相负荷往往是不平衡的，此时PEN线上必然有电流流过，从而在PEN线上产生电压降，导致中性点电位发生偏移，三个相电压畸变。如图2所示。
而PEN线上电流的大小取决于三相负荷的不平衡度，三相负荷越不平衡这个电流就越大，且PEN线电流越大，其上的电压降落就越大。这时由PEN线分出来的PE线及与之相连的电气设备外露可导电部分与大地之间都会有一个电位差。当该电位差不为零时，致使与PE线相连的电气设备外露可导电部位带电，严重的可能会发生间接接触电击。
由图1还可知：PE线的接地是完全依赖它前面的PEN线在电源端的接地点。如果当PEN断线，那么从其上分出来的PE线也失去了接地点，其结果与TN-C系统一样，断线点后的系统将处于既不接零也不接地的无保护状态。用电设备外露可导电部位将带上中性点偏移电压，单相设备外露可导电部位呈现危险相电压；此时若在PEN断线点后再发生单相碰壳或绝缘损坏的漏电故障，将会使断线点后所有设备外壳所带电压达到相值，由其所引起的人身触电危险性将更大；另外由于三相不平衡，将使用电器的使用寿命受到不同程度的影响，甚至会发生击穿、烧毁用电设备等严重后果。
3 拟采取的措施
为了减轻上述危险性，应该在PE线与N线的分开点处作重复接地，当PEN线正常时，系统处于保护接零状态。这样使得电气设备的外露可导电部分，通过该重复接地点与电源接地点形成一条与PEN线并联的通路，当电气设备出现碰壳故障时可以缩短故障的持续时间；而当PEN线发生断线故障时，系统则处于保护接地状态，从而有效降低断线点之后PEN线的对地电压。这对于单相供电系统而言，其安全性能有了很大提高。
在《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）规定，当建筑物内未做总等地位联结，且建筑物距低压系统电源接地点的距离超过50米时，低压电缆和架空线路在引入建筑物处，保护线（PE）或保护中性线（PEN）应重复接地，接地电阻不宜超过10欧姆。该规定对于减轻PEN断线所带来的危险性是有益的。
进入信息时代后，一些敏感的信息技术设备，如数据的接收、处理、传输等设备。由于现时这些设备的逻辑电压很低，如果其电源回路内中性线N和PE线间的电位差过大，这些设备的正常工作将受到干扰，显然在建筑物电源进线处做重复接地后，可以有效地降低这种干忧，改善其电磁兼容性。
近年来等电位联结在电气安全上的作用已经越来越引起人们的重视，若能将PE线做总等电位联结，即将电气设备的外露可导电部分与系统外可导电部分（如混凝土中的钢筋、各种金属管道等）通过PE线作良好的电气连接。由于实施了等电位联结，在电气设备发生碰壳接地时各点的电位都同时升高，因而不会发生电击危险，所以其安全性会更高。
在TN-C-S系统中，如供电末端TN系统不能满足故障时自动切除供电的要求时，可以将这部分电气设备改为局部的TT系统，此时将由漏电保护开关自动切除供电。
4 结束语
综上所述，TN-C-S系统由于节省了一段PE线，但存在的问题不容忽视。所以当建筑物内设有变电所时，应该采用TN-S系统来供电，从而减轻或消除采用TN-C-S系统，由于其PEN线上产生的对地电压可能引发的种种不良影响；而当建筑物内未设变电所从外面引进低压供电时则以采用TN- C- S系统较为合理。
参考文献
[1]GB14050-2008系统接地的型式及安全技术要求[S].2008.
[2]王厚余.接地系统的选用[J].建筑电气，2007（01）：4-7.
[3]JGJ16-2008民用建筑电气设计规范[S].2008.
作者单位
甘肃钢铁职业技术学院 甘肃省嘉峪关市 735100
本文来源：http://www.zhuodaoren.com/shenghuo352688/
推荐访问:tn系统采用保护接地 tn-s接地保护系统