趙鳳英

摘要：

本文簡述低壓電網(wǎng)的各種接地方式，說明各種方式的工作原理，適用環(huán)境，各自的優(yōu)缺點，結(jié)合南鋼燒結(jié)環(huán)冷機余熱發(fā)電項目的特點，分析出適合于此項目

的接地方式。

關(guān)鍵字： 接地方式； 南鋼燒結(jié)環(huán)冷機余熱發(fā)電； 配電網(wǎng)；

中圖分類號：TM421 文獻標(biāo)識碼：A

1低壓配電系統(tǒng)的接地方式分類

低壓配電系統(tǒng)按保護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)各自的保護線直接接地(過去稱為保護接地)；TN系統(tǒng)的設(shè)備外露可導(dǎo)電部分經(jīng)公共的保護線與電源中性點直接電氣連接(過去稱為接零保護)。

2.1 IT系統(tǒng)

2.1.1 IT系統(tǒng)的接地方式

IT系統(tǒng)的電源中性點是對地絕緣的或經(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)的保護接地。

2.1.2 IT系統(tǒng)的工作原理

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，設(shè)備外殼帶上了相電壓，若此時人觸摸外殼，就會有相當(dāng)危險的電流流經(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接地后，由于人體電阻遠比接地裝置的接地電阻大，在發(fā)生單相碰殼時，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，從而對人身安全起了保護作用。這種接地如圖1所示：

圖1IT系統(tǒng)

2.1.3 IT系統(tǒng)的適用場所

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所，以及易燃、易爆的場所。

2.2 TT系統(tǒng)：

2.2.1 TT系統(tǒng)的接地方式

TT系統(tǒng)的電源中性點直接接地；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)中的保護接地。

2.2.2 TT系統(tǒng)的工作原理

其工作原理是：當(dāng)發(fā)生單相碰殼故障時，接地電流經(jīng)保護接地裝置和電源的工作接地裝置所構(gòu)成的回路流過。此時如有人觸帶電的外殼，則由于保護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，從而對人身起保護作用。這種接地方式的接線如圖2所示：

圖2IT系統(tǒng)

2.2.3 TT系統(tǒng)的適用場所

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。

2.2.4 TT系統(tǒng)的不足之處

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，接地電流并不很大，往往不能使保護裝置動作，這將導(dǎo)致線路長期帶故障運行。

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，因漏電電流往往不大(僅為毫安級)，不可能使線路的保護裝置動作，這也導(dǎo)致漏電設(shè)備的外殼長期帶電，增加了人身觸電的危險。

因此，TT系統(tǒng)必須加裝剩余電流動作保護器，方能成為較完善的保護系統(tǒng)。

2.3 TN系統(tǒng)

2.3.1 TN系統(tǒng)的接地方式及分類

在變壓器或發(fā)電機中性點直接接地的380/220V三相四線低壓電網(wǎng)中，將正常運行時不帶電的用電設(shè)備的金屬外殼經(jīng)公共的保護線與電源的中性點直接電氣連接。即：過去稱三相四線制供電系統(tǒng)中的保護接零。

當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生單相碰殼時，故障電流經(jīng)設(shè)備的金屬外殼形成相線對保護線的單相短路。這將產(chǎn)生較大的短路電流，令線路上的保護裝置立即動作，將故障部分迅速切除，從而保證人身安全和其他設(shè)備或線路的正常運行。

TN系統(tǒng)的電源中性點直接接地，并有中性線引出。按其保護線形式，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。

2.3.2TN-C系統(tǒng)的接地方式

該系統(tǒng)的中性線(N)和保護線(PE)是合一的，該線又稱為保護中性線(PEN)線。它的優(yōu)點是節(jié)省了一條導(dǎo)線，但在三相負(fù)載不平衡或保護中性線斷開時會使所有用電設(shè)備的金屬外殼都帶上危險電壓。在一般情況下，如保護裝置和導(dǎo)線截面選擇適當(dāng)，TN-C系統(tǒng)是能夠滿足要求的(見圖3)。

圖3TN-C系統(tǒng)

適用范圍：在我國低壓配電系統(tǒng)中使用較為普遍，但不適于對安全要求較高和抗電磁干擾要求較高的場所和建筑。

一般用戶是不應(yīng)采用TN-C系統(tǒng)的，因為：

(1)它不能裝用剩余電流動作保護裝置，以有效防止電氣設(shè)備接地故障的間接接觸電擊、接地電弧火災(zāi)和直接接觸電擊；

(2)它不能斷開PEN線，因此難以防止在電氣檢修時，故障電壓招致檢修人員的電擊事故和電氣火災(zāi)；

(3)TN-C系統(tǒng)的單相回路內(nèi)，如果PEN線中斷，電氣設(shè)備外殼可帶高達220V的對地電壓，威脅人身安全；

(4)TN-C系統(tǒng)的三相回路內(nèi)，如果PEN線中斷，不僅使設(shè)備失去等電壓連接和接地，在三相不平衡時還因"斷零"而引起燒壞單相設(shè)備事故；

(5)TN-C系統(tǒng)PEN線不平衡電流產(chǎn)生的電壓，將在電氣裝置內(nèi)產(chǎn)生電位差和雜散電流，容易打火和干擾電子設(shè)備。

2.3.3 TN-S系統(tǒng)的接地方式

該系統(tǒng)的N線和PE線是分開的。它的優(yōu)點是PE線在正常情況下沒有電流通過，因此不會對接在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線斷開也不會影響PE線的保護作用。但TN-S系統(tǒng)耗用的導(dǎo)電材料較多，投資較大(見圖4)。

圖4TN-S系統(tǒng)

這種系統(tǒng)多用于對安全可靠性要求較高、設(shè)備對電磁抗干擾要求較嚴(yán)、或環(huán)境條件較差的場所使用。對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)。

2.3.4 TN-C-S系統(tǒng)的接地方式

該系統(tǒng)中有一部分中性線和保護是合一的；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，常用于配電系統(tǒng)末端環(huán)境較差或有對電磁抗干擾要求較嚴(yán)的場所(見圖5)。

圖5TN-C-S系統(tǒng)

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，除在電源中性點進行工作接地外，對PE線和PEN線還必須進行必要的重復(fù)接地。PE線PEN線上不允許裝設(shè)熔斷器和開關(guān)。

3工程實際

對于南鋼聯(lián)煉鐵新廠燒結(jié)環(huán)冷機余熱發(fā)電工程的具體實際，現(xiàn)場的環(huán)境比較潮濕，灰塵較大，可以說是環(huán)境比較差；并且考慮到控制方面，因為現(xiàn)場使用了軟起柜等易產(chǎn)生電磁干擾的裝置，而DCS系統(tǒng)對電磁特性要求非常高，因此，本現(xiàn)場采用了TN-C-S的接地方式。對于變壓器，低壓柜等重要裝置采用了必要的重復(fù)接地。

對于低壓系統(tǒng)，如配電系統(tǒng)的設(shè)計中采用了TN-S系統(tǒng)， N線和PE線是分開的。PE線在正常情況下沒有電流通過，因此不會對接在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線斷開也不會影響PE線的保護作用。

4結(jié)論

本文首先分析了低壓配電系統(tǒng)按保護接地的形式不同劃分的分三種系統(tǒng)IT系統(tǒng)、TT系統(tǒng)和TN系統(tǒng)的特點，結(jié)合工程實際工作環(huán)境差，抗干擾要求高的特點分析出了適合于南鋼聯(lián)煉鐵新廠燒結(jié)環(huán)冷機余熱發(fā)電項目的接地形式為TN-C-S系統(tǒng)，滿足本工程實際需要。

參考文獻

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