低壓電網(wǎng)中的接地類型與供電系統(tǒng)
發(fā)布日期：2014年7月16日 瀏覽次數(shù)：
摘要：本文較詳細(xì)的闡述了低壓配電系統(tǒng)中常用的幾種接地方式和供電系統(tǒng)，并分別闡述了各個(gè)供電系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用方向。
關(guān)鍵詞：低壓 電網(wǎng) 接地
1低壓配電系統(tǒng)中的接地類型
(1)工作接地：為保證電力設(shè)備達(dá)到正常工作要求的接地，稱為工作接地。中性點(diǎn)直接接地的電力系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)接地，或發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地。
(2)保護(hù)接地：為保障人身安全、防止間接觸電，將設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分進(jìn)行接地，稱為保護(hù)接地。保護(hù)接地的形式有兩種：一種是設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分經(jīng)各自的接地保護(hù)線分別直接接地；另一種是設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分經(jīng)公共的保護(hù)線接地。
(3)重復(fù)接地：在中性線直接接地系統(tǒng)中，為確保保護(hù)安全可靠，除在變壓器或發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)處進(jìn)行工作接地外，還在保護(hù)線其他地方進(jìn)行必要的接地，稱為重復(fù)接地�！ �(4)保護(hù)接中性線：在380/220V低壓系統(tǒng)中，由于中性點(diǎn)是直接接地的，通常又將電氣設(shè)備的外殼與中性線相連，稱為低壓保護(hù)接中性線。
2低壓配電系統(tǒng)的供電方式
低壓配電系統(tǒng)按保護(hù)接地的形式不同可分為：IT系統(tǒng)、TT系統(tǒng)和TN系統(tǒng)。其中IT系統(tǒng)和TT系統(tǒng)的設(shè)備外露可導(dǎo)電部分經(jīng)各自的保護(hù)線直接接地(過去稱為保護(hù)接地)；TN系統(tǒng)的設(shè)備外露可導(dǎo)電部分經(jīng)公共的保護(hù)線與電源中性點(diǎn)直接電氣連接(過去稱為接零保護(hù))。
國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)對(duì)系統(tǒng)接地的文字符號(hào)的意義規(guī)定如下：
第一個(gè)字母表示電力系統(tǒng)的對(duì)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)字母表示裝置的外露可導(dǎo)電部分的對(duì)地關(guān)系：T--外露可導(dǎo)電部分對(duì)地直接電氣連接，與電力系統(tǒng)的任何接地點(diǎn)無關(guān)；
N--外露可導(dǎo)電部分與電力系統(tǒng)的接地點(diǎn)直接電氣連接(在交流系統(tǒng)中，接地點(diǎn)通常就是中性點(diǎn))。
后面還有字母時(shí)，這些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；
O--中性線和保護(hù)線是合一的。
(1)IT系統(tǒng)：IT系統(tǒng)的電源中性點(diǎn)是對(duì)地絕緣的或經(jīng)高阻抗接地，而用電設(shè)備的金屬外殼直接接地。
即：過去稱三相三線制供電系統(tǒng)的保護(hù)接地。其工作原理是：若設(shè)備外殼沒有接地，在發(fā)生單相碰殼故障時(shí)，設(shè)備外殼帶上了相電壓，若此時(shí)人觸摸外殼，就會(huì)有相當(dāng)危險(xiǎn)的電流流經(jīng)人身與電網(wǎng)和大地之間的分布電容所構(gòu)成的回路。而設(shè)備的金屬外殼有了保護(hù)接地后，由于人體電阻遠(yuǎn)比接地裝置的接地電阻大，在發(fā)生單相碰殼時(shí)，大部分的接地電流被接地裝置分流，流經(jīng)人體的電流很小，從而對(duì)人身安全起了保護(hù)作用。IT系統(tǒng)適用于環(huán)境條件不良，易發(fā)生單相接地故障的場(chǎng)所，以及易燃、易爆的場(chǎng)所。
(2)TT系統(tǒng)：TT系統(tǒng)的電源中性點(diǎn)直接接地；用電設(shè)備的金屬外殼亦直接接地，且與電源中性點(diǎn)的接地?zé)o關(guān)。即：過去稱三相四線制供電系統(tǒng)中的保護(hù)接地。其工作原理是：當(dāng)發(fā)生單相碰殼故障時(shí)，接地電流經(jīng)保護(hù)接地裝置和電源的工作接地裝置所構(gòu)成的回路流過。此時(shí)如有人觸帶電的外殼，則由于保護(hù)接地裝置的電阻小于人體的電阻，大部分的接地電流被接地裝置分流，從而對(duì)人身起保護(hù)作用。
TT系統(tǒng)在確保安全用電方面還存在有不足之處，主要表現(xiàn)在：①當(dāng)設(shè)備發(fā)生單相碰殼故障時(shí)，接地電流并不很大，往往不能使保護(hù)裝置動(dòng)作，這將導(dǎo)致線路長(zhǎng)期帶故障運(yùn)行。②當(dāng)TT系統(tǒng)中的用電設(shè)備只是由于絕緣不良引起漏電時(shí)，因漏電電流往往不大(僅為毫安級(jí))，不可能使線路的保護(hù)裝置動(dòng)作，這也導(dǎo)致漏電設(shè)備的外殼長(zhǎng)期帶電，增加了人身觸電的危險(xiǎn)。因此，TT系統(tǒng)必須加裝剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，方能成為較完善的保護(hù)系統(tǒng)。目前，TT系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于城鎮(zhèn)、農(nóng)村居民區(qū)、工業(yè)企業(yè)和由公用變壓器供電的民用建筑中。
(3)TN系統(tǒng)：在變壓器或發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)直接接地的380/220V三相四線低壓電網(wǎng)中，將正常運(yùn)行時(shí)不帶電的用電設(shè)備的金屬外殼經(jīng)公共的保護(hù)線與電源的中性點(diǎn)直接電氣連接。即：過去稱三相四線制供電系統(tǒng)中的保護(hù)接零。當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生單相碰殼時(shí)，故障電流經(jīng)設(shè)備的金屬外殼形成相線對(duì)保護(hù)線的單相短路。這將產(chǎn)生較大的短路電流，令線路上的保護(hù)裝置立即動(dòng)作，將故障部分迅速切除，從而保證人身安全和其他設(shè)備或線路的正常運(yùn)行。TN系統(tǒng)的電源中性點(diǎn)直接接地，并有中性線引出。
按其保護(hù)線形式，TN系統(tǒng)又分為：TN-C系統(tǒng)、TN-S系統(tǒng)和TN-C-S系統(tǒng)等三種。
①TN-C系統(tǒng)(三相四線制)，該系統(tǒng)的中性線(N)和保護(hù)線(PE)是合一的，該線又稱為保護(hù)中性線(PEN)線。它的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省了一條導(dǎo)線，但在三相負(fù)載不平衡或保護(hù)中性線斷開時(shí)會(huì)使所有用電設(shè)備的金屬外殼都帶上危險(xiǎn)電壓。在一般情況下，如保護(hù)裝置和導(dǎo)線截面選擇適當(dāng)，TN-C系統(tǒng)是能夠滿足要求的。
②TN-S系統(tǒng)(三相五線制)，該系統(tǒng)的N線和PE線是分開的。它的優(yōu)點(diǎn)是PE線在正常情況下沒有電流通過，因此不會(huì)對(duì)接在PE線上的其他設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾。此外，由于N線與PE線分開，N線斷開也不會(huì)影響PE線的保護(hù)作用。但TN-S系統(tǒng)耗用的導(dǎo)電材料較多，投資較大。這種系統(tǒng)多用于對(duì)安全可靠性要求較高、設(shè)備對(duì)電磁抗干擾要求較嚴(yán)、或環(huán)境條件較差的場(chǎng)所使用。對(duì)新建的大型民用建筑、住宅小區(qū)，特別推薦使用TN-S系統(tǒng)。
③TN-C-S系統(tǒng)(三相四線與三相五線混合系統(tǒng))，系統(tǒng)中有一部分中性線和保護(hù)是合一的；而且一部分是分開的。它兼有TN-C系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)的特點(diǎn)，常用于配電系統(tǒng)末端環(huán)境較差或有對(duì)電磁抗干擾要求較嚴(yán)的場(chǎng)所。
在TN-C、TN-S和TN-S-C系統(tǒng)中，為確保PE線或PEN線安全可靠，除在電源中性點(diǎn)進(jìn)行工作接地外，對(duì)PE線和PEN線還必須進(jìn)行必要的重復(fù)接地。PE線PEN線上不允許裝設(shè)熔斷器和開關(guān)。在同一供電系統(tǒng)中，不能同時(shí)采用TT系統(tǒng)和TN系統(tǒng)保護(hù)。
3接地裝置和接地電阻(1)接地裝置：接地裝置可使用自然接地體和人工接地體。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)首先充分利用自然接地體。自然接地：可充分利用建(構(gòu))筑物的鋼結(jié)構(gòu)和構(gòu)造鋼筋、行車的鋼軌等以及敷設(shè)于地下且數(shù)量不少于2根的電纜的金屬外皮等。在新建的大、中型建筑物中，都利用建筑物的構(gòu)造鋼筋作為自然接地。它們不但耐用、節(jié)省投資，而用電氣性能良好。②人工接地體：人工接地體有兩種基本型式：垂直接地體和水平接地體。垂直接地體多采用截面為50mm×50mm×4mm，長(zhǎng)度為2500mm的角鋼；水平接地體多采用截面為40mm×4mm的扁鋼。(2)接地電阻：請(qǐng)參閱《電力設(shè)備接地設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》有關(guān)章節(jié)的規(guī)定，低壓中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，100kVA以上變壓器接地電阻值≤4Ω。
關(guān)鍵詞：低壓 電網(wǎng) 接地
1低壓配電系統(tǒng)中的接地類型
(1)工作接地：為保證電力設(shè)備達(dá)到正常工作要求的接地，稱為工作接地。中性點(diǎn)直接接地的電力系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)接地，或發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地。
(2)保護(hù)接地：為保障人身安全、防止間接觸電，將設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分進(jìn)行接地，稱為保護(hù)接地。保護(hù)接地的形式有兩種：一種是設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分經(jīng)各自的接地保護(hù)線分別直接接地；另一種是設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分經(jīng)公共的保護(hù)線接地。
(3)重復(fù)接地：在中性線直接接地系統(tǒng)中，為確保保護(hù)安全可靠，除在變壓器或發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)處進(jìn)行工作接地外，還在保護(hù)線其他地方進(jìn)行必要的接地，稱為重復(fù)接地�！ �(4)保護(hù)接中性線：在380/220V低壓系統(tǒng)中，由于中性點(diǎn)是直接接地的，通常又將電氣設(shè)備的外殼與中性線相連，稱為低壓保護(hù)接中性線。
2低壓配電系統(tǒng)的供電方式
低壓配電系統(tǒng)按保護(hù)接地的形式不同可分為：IT系統(tǒng)、TT系統(tǒng)和TN系統(tǒng)。其中IT系統(tǒng)和TT系統(tǒng)的設(shè)備外露可導(dǎo)電部分經(jīng)各自的保護(hù)線直接接地(過去稱為保護(hù)接地)；TN系統(tǒng)的設(shè)備外露可導(dǎo)電部分經(jīng)公共的保護(hù)線與電源中性點(diǎn)直接電氣連接(過去稱為接零保護(hù))。
國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)對(duì)系統(tǒng)接地的文字符號(hào)的意義規(guī)定如下：
第一個(gè)字母表示電力系統(tǒng)的對(duì)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)字母表示裝置的外露可導(dǎo)電部分的對(duì)地關(guān)系：T--外露可導(dǎo)電部分對(duì)地直接電氣連接，與電力系統(tǒng)的任何接地點(diǎn)無關(guān)；
N--外露可導(dǎo)電部分與電力系統(tǒng)的接地點(diǎn)直接電氣連接(在交流系統(tǒng)中，接地點(diǎn)通常就是中性點(diǎn))。
后面還有字母時(shí)，這些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；
O--中性線和保護(hù)線是合一的。
(1)IT系統(tǒng)：IT系統(tǒng)的電源中性點(diǎn)是對(duì)地絕緣的或經(jīng)高阻抗接地，而用電設(shè)備的金屬外殼直接接地。
即：過去稱三相三線制供電系統(tǒng)的保護(hù)接地。其工作原理是：若設(shè)備外殼沒有接地，在發(fā)生單相碰殼故障時(shí)，設(shè)備外殼帶上了相電壓，若此時(shí)人觸摸外殼，就會(huì)有相當(dāng)危險(xiǎn)的電流流經(jīng)人身與電網(wǎng)和大地之間的分布電容所構(gòu)成的回路。而設(shè)備的金屬外殼有了保護(hù)接地后，由于人體電阻遠(yuǎn)比接地裝置的接地電阻大，在發(fā)生單相碰殼時(shí)，大部分的接地電流被接地裝置分流，流經(jīng)人體的電流很小，從而對(duì)人身安全起了保護(hù)作用。IT系統(tǒng)適用于環(huán)境條件不良，易發(fā)生單相接地故障的場(chǎng)所，以及易燃、易爆的場(chǎng)所。
(2)TT系統(tǒng)：TT系統(tǒng)的電源中性點(diǎn)直接接地；用電設(shè)備的金屬外殼亦直接接地，且與電源中性點(diǎn)的接地?zé)o關(guān)。即：過去稱三相四線制供電系統(tǒng)中的保護(hù)接地。其工作原理是：當(dāng)發(fā)生單相碰殼故障時(shí)，接地電流經(jīng)保護(hù)接地裝置和電源的工作接地裝置所構(gòu)成的回路流過。此時(shí)如有人觸帶電的外殼，則由于保護(hù)接地裝置的電阻小于人體的電阻，大部分的接地電流被接地裝置分流，從而對(duì)人身起保護(hù)作用。
TT系統(tǒng)在確保安全用電方面還存在有不足之處，主要表現(xiàn)在：①當(dāng)設(shè)備發(fā)生單相碰殼故障時(shí)，接地電流并不很大，往往不能使保護(hù)裝置動(dòng)作，這將導(dǎo)致線路長(zhǎng)期帶故障運(yùn)行。②當(dāng)TT系統(tǒng)中的用電設(shè)備只是由于絕緣不良引起漏電時(shí)，因漏電電流往往不大(僅為毫安級(jí))，不可能使線路的保護(hù)裝置動(dòng)作，這也導(dǎo)致漏電設(shè)備的外殼長(zhǎng)期帶電，增加了人身觸電的危險(xiǎn)。因此，TT系統(tǒng)必須加裝剩余電流動(dòng)作保護(hù)器，方能成為較完善的保護(hù)系統(tǒng)。目前，TT系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于城鎮(zhèn)、農(nóng)村居民區(qū)、工業(yè)企業(yè)和由公用變壓器供電的民用建筑中。
(3)TN系統(tǒng)：在變壓器或發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)直接接地的380/220V三相四線低壓電網(wǎng)中，將正常運(yùn)行時(shí)不帶電的用電設(shè)備的金屬外殼經(jīng)公共的保護(hù)線與電源的中性點(diǎn)直接電氣連接。即：過去稱三相四線制供電系統(tǒng)中的保護(hù)接零。當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生單相碰殼時(shí)，故障電流經(jīng)設(shè)備的金屬外殼形成相線對(duì)保護(hù)線的單相短路。這將產(chǎn)生較大的短路電流，令線路上的保護(hù)裝置立即動(dòng)作，將故障部分迅速切除，從而保證人身安全和其他設(shè)備或線路的正常運(yùn)行。TN系統(tǒng)的電源中性點(diǎn)直接接地，并有中性線引出。
按其保護(hù)線形式，TN系統(tǒng)又分為：TN-C系統(tǒng)、TN-S系統(tǒng)和TN-C-S系統(tǒng)等三種。
①TN-C系統(tǒng)(三相四線制)，該系統(tǒng)的中性線(N)和保護(hù)線(PE)是合一的，該線又稱為保護(hù)中性線(PEN)線。它的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省了一條導(dǎo)線，但在三相負(fù)載不平衡或保護(hù)中性線斷開時(shí)會(huì)使所有用電設(shè)備的金屬外殼都帶上危險(xiǎn)電壓。在一般情況下，如保護(hù)裝置和導(dǎo)線截面選擇適當(dāng)，TN-C系統(tǒng)是能夠滿足要求的。
②TN-S系統(tǒng)(三相五線制)，該系統(tǒng)的N線和PE線是分開的。它的優(yōu)點(diǎn)是PE線在正常情況下沒有電流通過，因此不會(huì)對(duì)接在PE線上的其他設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾。此外，由于N線與PE線分開，N線斷開也不會(huì)影響PE線的保護(hù)作用。但TN-S系統(tǒng)耗用的導(dǎo)電材料較多，投資較大。這種系統(tǒng)多用于對(duì)安全可靠性要求較高、設(shè)備對(duì)電磁抗干擾要求較嚴(yán)、或環(huán)境條件較差的場(chǎng)所使用。對(duì)新建的大型民用建筑、住宅小區(qū)，特別推薦使用TN-S系統(tǒng)。
③TN-C-S系統(tǒng)(三相四線與三相五線混合系統(tǒng))，系統(tǒng)中有一部分中性線和保護(hù)是合一的；而且一部分是分開的。它兼有TN-C系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)的特點(diǎn)，常用于配電系統(tǒng)末端環(huán)境較差或有對(duì)電磁抗干擾要求較嚴(yán)的場(chǎng)所。
在TN-C、TN-S和TN-S-C系統(tǒng)中，為確保PE線或PEN線安全可靠，除在電源中性點(diǎn)進(jìn)行工作接地外，對(duì)PE線和PEN線還必須進(jìn)行必要的重復(fù)接地。PE線PEN線上不允許裝設(shè)熔斷器和開關(guān)。在同一供電系統(tǒng)中，不能同時(shí)采用TT系統(tǒng)和TN系統(tǒng)保護(hù)。
3接地裝置和接地電阻(1)接地裝置：接地裝置可使用自然接地體和人工接地體。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)首先充分利用自然接地體。自然接地：可充分利用建(構(gòu))筑物的鋼結(jié)構(gòu)和構(gòu)造鋼筋、行車的鋼軌等以及敷設(shè)于地下且數(shù)量不少于2根的電纜的金屬外皮等。在新建的大、中型建筑物中，都利用建筑物的構(gòu)造鋼筋作為自然接地。它們不但耐用、節(jié)省投資，而用電氣性能良好。②人工接地體：人工接地體有兩種基本型式：垂直接地體和水平接地體。垂直接地體多采用截面為50mm×50mm×4mm，長(zhǎng)度為2500mm的角鋼；水平接地體多采用截面為40mm×4mm的扁鋼。(2)接地電阻：請(qǐng)參閱《電力設(shè)備接地設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》有關(guān)章節(jié)的規(guī)定，低壓中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，100kVA以上變壓器接地電阻值≤4Ω。
