劉用堅(jiān)

（國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司福州供電公司，福建 福州 350000）

低壓配電系統(tǒng)重復(fù)接地的方式和作用探討

劉用堅(jiān)

（國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司福州供電公司，福建 福州 350000）

在低壓配電系統(tǒng)中，接地形式的不同對(duì)重復(fù)接地的方式和要求都有很大的影響。這種情況下，對(duì)于設(shè)計(jì)、維修的相關(guān)電力工作人員也有了更高的要求。只有熟練掌握低壓配電系統(tǒng)重復(fù)接地的問(wèn)題，才能更好地減少電力事故的出現(xiàn)，進(jìn)而保證電力設(shè)備的正常工作。文章對(duì)低壓配電系統(tǒng)重復(fù)接地進(jìn)行了探討，為電力設(shè)備更安全可靠的發(fā)展提供一定基礎(chǔ)。

低壓配電系統(tǒng)；重復(fù)接地；TN系統(tǒng)

隨著我國(guó)現(xiàn)今社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)電網(wǎng)的要求越來(lái)越高，質(zhì)量和安全是最重要的兩大因素。在這種社會(huì)背景下，本文對(duì)低壓配電系統(tǒng)重復(fù)接地進(jìn)行探討，通過(guò)運(yùn)用TN系統(tǒng)，在故障發(fā)生時(shí)采取措施減少對(duì)設(shè)備的損害。

1 電源的接地類(lèi)型

1.1 接地類(lèi)型

在配電系統(tǒng)中，當(dāng)?shù)蛪禾幱?80/220 V時(shí)，變壓器會(huì)有接地和不接地兩種中性點(diǎn)接法，在中性點(diǎn)接地時(shí)，與之相連接的中性線(xiàn)是N線(xiàn)，在低壓配電系統(tǒng)中，電源有一點(diǎn)和所處地進(jìn)行直接連接，負(fù)荷側(cè)電氣裝置的外漏可導(dǎo)電部分通過(guò)PE線(xiàn)和電源的一點(diǎn)連接，這就是TN系統(tǒng)。在講低壓配電系統(tǒng)重復(fù)接地時(shí)，就是通過(guò)對(duì)TN系統(tǒng)的探討，得出相應(yīng)的電力故障。在TN系統(tǒng)中，中性點(diǎn)接地時(shí)，稱(chēng)之為工作接地。除此之外，進(jìn)行實(shí)際操作中，會(huì)在N線(xiàn)上的電位設(shè)成零，并將N線(xiàn)上的電或者多個(gè)點(diǎn)與地連接。這個(gè)連接結(jié)果就是我們要探討的重復(fù)接地。

我國(guó)目前所使用的低壓供電系統(tǒng)有TN系統(tǒng)、TT系統(tǒng)、IT系統(tǒng)，本文以TN系統(tǒng)為例進(jìn)行分析探索。TN系統(tǒng)在人意外單相觸電時(shí)，會(huì)減少危害程度；另外，當(dāng)供電路線(xiàn)單相短路時(shí)，仍然不妨礙電力設(shè)備的正常運(yùn)行?；谶@些特點(diǎn)，對(duì)于重復(fù)接地的應(yīng)用主要在一些需要持續(xù)性用電、少停電的方面。如易燃易爆類(lèi)的工廠(chǎng)、地下車(chē)庫(kù)等容易發(fā)生危險(xiǎn)的場(chǎng)所，需要進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。TN系統(tǒng)目前在逐步推廣階段，還有更多廣闊的空間值得去探索和發(fā)現(xiàn)，我國(guó)目前使用的低壓配電系統(tǒng)是通過(guò)中性點(diǎn)接地的方式，根據(jù)不同的接地形式組成的系統(tǒng)。

1.2 接地材質(zhì)

銅材以及鍍銅鋼材料被相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（如：IEEE和IEC）推薦為主要的接地材料。目前我國(guó)傳統(tǒng)接地體大多采用鋼材質(zhì)，其主要原因是我國(guó)的早期電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)多借鑒前蘇聯(lián)相關(guān)技術(shù)，另外我國(guó)自身銅儲(chǔ)探明量不足，加上西方國(guó)家過(guò)去對(duì)我國(guó)的封鎖，使我國(guó)不容易取得銅。正確、優(yōu)化的接地系統(tǒng)對(duì)輸電線(xiàn)路來(lái)說(shuō)非常重要，接地裝置的設(shè)計(jì)選材不僅要依據(jù)電氣性能，更要考慮材料的耐蝕性和土壤特性，這樣才能實(shí)現(xiàn)“兩型三新”線(xiàn)路的全壽命周期設(shè)計(jì)和管理。傳統(tǒng)接地系統(tǒng)和鍍銅材料的對(duì)比如表1所示。

表1 傳統(tǒng)接地系統(tǒng)和鍍銅材料對(duì)比

福州地區(qū)范圍內(nèi)的新建住宅小區(qū)站房接地系統(tǒng)以TN-S為主。由于自然及社會(huì)發(fā)展原因，再加上福州部分城區(qū)地形地質(zhì)存在接地施工困難等特點(diǎn)，施工時(shí)接地電阻大量采用灌鹽水等臨時(shí)措施，往往暴露出接地電阻值無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際需求的癥狀。廈門(mén)為沿海城市，氣候溫暖潮濕，鹽霧污染較大，據(jù)統(tǒng)計(jì)，廈門(mén)輸電線(xiàn)路桿塔接地引下線(xiàn)運(yùn)行8年左右，地表位置處的鋼筋就會(huì)銹斷，入地部分的鋼筋運(yùn)行10年左右銹蝕程度達(dá)到70%，需要整體性更換大修。這些數(shù)據(jù)直觀地表明了我國(guó)一些地區(qū)傳統(tǒng)的熱鍍鋅鋼腐蝕性差、壽命低的現(xiàn)象，一般運(yùn)行3～5年就需要開(kāi)挖檢修，在腐蝕性地區(qū)甚至3～5年就因腐蝕嚴(yán)重而全面更換。這在一定程度上來(lái)說(shuō)會(huì)影響電力系統(tǒng)使用的安全性，同時(shí)也增加了使用成本和維修成本，急需要通過(guò)相關(guān)的手段進(jìn)行改進(jìn)。在綜合國(guó)內(nèi)外主、配網(wǎng)的先進(jìn)接地經(jīng)驗(yàn)上，采用新型接地技術(shù)方案—鍍銅（錫）接地材料。接地形式主要采用以鍍鋅鋼為主的水平接地體與垂直接地體相結(jié)合。

2 重復(fù)接地作用

低壓供電系統(tǒng)如何減少事故的發(fā)生，增加供電的安全性和可靠性，是電力企業(yè)一直關(guān)心的問(wèn)題。在進(jìn)行重復(fù)接地的操作中，發(fā)現(xiàn)通過(guò)使用TN系統(tǒng)、TT系統(tǒng)、IT系統(tǒng)，都會(huì)有安全性的保障。對(duì)于TN系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，可以減少故障發(fā)生時(shí)對(duì)人體的接觸電壓，這對(duì)于電力的安全使用有重要的作用。眾所周知，電力系統(tǒng)在運(yùn)行中，稍有不慎，很容易出現(xiàn)故障，如果沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理相關(guān)的故障，一旦引發(fā)事故，對(duì)人身的健康傷害程度非常之大。在電力的使用過(guò)程中，已經(jīng)發(fā)生過(guò)很多起電力事故，造成了人員的傷亡現(xiàn)象，有時(shí)危害一旦發(fā)生，就沒(méi)有補(bǔ)救的機(jī)會(huì)。因此，在電力使用過(guò)程中要充分考慮安全性。故障發(fā)生時(shí)，如果采用的是TN系統(tǒng)，那么人體接觸到的電壓就是PE電壓和重復(fù)接地電阻上的電壓和。這個(gè)重復(fù)接地電阻上的電壓是PEN線(xiàn)電壓降的分壓，這就說(shuō)明，采用重復(fù)接地電壓之后，在沒(méi)有其他的措施情況下，重復(fù)接地就能減少對(duì)人體的接觸電壓，在可靠性方面有重要的作用，這也說(shuō)明了重復(fù)接地的重要性。

從以上論述我們可以得知，重復(fù)接地有很多作用，首先就是對(duì)N線(xiàn)斷開(kāi)或者出現(xiàn)電力接觸不良時(shí)的不安全因素。因?yàn)樵谙到y(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，重復(fù)接地的使用可以降低N線(xiàn)的接地電壓，這樣就可以在很大程度上減少由于N線(xiàn)斷開(kāi)和電力出現(xiàn)接觸不良時(shí)帶來(lái)的傷害。此外，使用重復(fù)性接地，還會(huì)減少故障持續(xù)時(shí)間，主要表現(xiàn)為在電力系統(tǒng)發(fā)生漏電情況時(shí)，重復(fù)接地可以減小接地N線(xiàn)的阻礙，使得整個(gè)階段的電流變大，可能會(huì)大到額定電流的很多倍。這種情況，人的單相短路就可以急速而精準(zhǔn)地開(kāi)始運(yùn)行，這樣就可以減少事故的持續(xù)時(shí)間。這個(gè)時(shí)候可以及時(shí)地對(duì)電源進(jìn)行切除，保護(hù)人的安全。在這一過(guò)程中充分應(yīng)用到重復(fù)接地原理，對(duì)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行有重要的作用。

不過(guò)需要注意的是，在同一個(gè)低壓配置中，只能采取一種接地方式。PE保護(hù)線(xiàn)和PEN保護(hù)線(xiàn)兩種保護(hù)線(xiàn)因?yàn)樵陔娐分邪l(fā)揮的作用不同，可以同時(shí)使用。但是當(dāng)采用兩種接地方式時(shí)，零線(xiàn)的電位升高，就容易造成設(shè)備PEN保護(hù)線(xiàn)所保護(hù)的外殼有帶電風(fēng)險(xiǎn)。外殼的帶電不容易察覺(jué)，在沒(méi)有進(jìn)行任何預(yù)防措施的情況下，很容易造成風(fēng)險(xiǎn)，不利于維持電力系統(tǒng)的可靠性。關(guān)于低壓配置過(guò)程中接地線(xiàn)的設(shè)計(jì)，一定要通過(guò)專(zhuān)門(mén)的技術(shù)人員進(jìn)行查看、評(píng)估，并根據(jù)具體的情況進(jìn)行設(shè)計(jì)、安裝，以及后續(xù)的檢查工作。只有在所有的相關(guān)工作都做到萬(wàn)無(wú)一失的情況下，才有可能使重復(fù)接地線(xiàn)在應(yīng)用中不會(huì)出現(xiàn)各種故障。

3 NT系統(tǒng)的應(yīng)用

早些年，由于我國(guó)電力發(fā)展相對(duì)較晚，電力設(shè)備比較單一化，人們的電器設(shè)備較少，對(duì)電的需求有限。那個(gè)時(shí)候通常會(huì)選用經(jīng)濟(jì)型的TN-C系統(tǒng)，既滿(mǎn)足了自身的需求，又可以節(jié)省資金。電力企業(yè)剛剛發(fā)展時(shí)，人們對(duì)于電力的知識(shí)還處于無(wú)知狀態(tài)，對(duì)于電的認(rèn)識(shí)僅僅局限于照明。在此后的社會(huì)發(fā)展中，電力設(shè)備也在進(jìn)一步發(fā)展，這個(gè)時(shí)候，人們逐漸認(rèn)識(shí)到電力設(shè)備可以為生活帶來(lái)很多便利。同時(shí)在進(jìn)行技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展中，電力在滿(mǎn)足人們需要的同時(shí)還可以逐漸改進(jìn)，保證人身安全。TN-C系統(tǒng)就是中性線(xiàn)和保護(hù)線(xiàn)合二為一的一個(gè)系統(tǒng)，中性線(xiàn)就是零線(xiàn)，保護(hù)線(xiàn)是PE。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)電器的使用越來(lái)越多，電力設(shè)備的要求也更高，傳統(tǒng)的TN-C系統(tǒng)已經(jīng)不能滿(mǎn)足現(xiàn)如今的需求，再加上電力設(shè)備線(xiàn)路的時(shí)間比較久遠(yuǎn)，容易形成老化的狀況，如果不及時(shí)采用新技術(shù)提供更多的電能資源，超負(fù)荷問(wèn)題就會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重，從而影響人們的生產(chǎn)和生活。還有在維修中出現(xiàn)的各種遺留問(wèn)題等，都存在著很大的隱患，使得人們?cè)谡５碾娏π枨笊嫌泻芏嗟牟槐悖@種情況下，對(duì)于電力的要求也逐漸提高。NT系統(tǒng)、TT系統(tǒng)、IT系統(tǒng)在逐步發(fā)展之后，開(kāi)始應(yīng)用到電力設(shè)備中，它的使用為電力發(fā)展提供了安全的保障，大大提高了人身安全以及用電的科學(xué)性。

4 結(jié)語(yǔ)

在電力高質(zhì)量、可靠性的需求下，低壓供電系統(tǒng)受到電力企業(yè)的重視，它的使用對(duì)安全性有很大的保障，在現(xiàn)如今的電力技術(shù)條件下，實(shí)際的低壓系統(tǒng)接地方式主要有TN系統(tǒng)、TT系統(tǒng)、IT系統(tǒng)，具體的使用情況要根據(jù)現(xiàn)實(shí)的需要及時(shí)地進(jìn)行調(diào)整，接地材質(zhì)也根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。低壓配電系統(tǒng)重復(fù)接地技術(shù)有很重要的現(xiàn)實(shí)意義，其研究和推廣有利于電力設(shè)備往更安全更可靠的方向發(fā)展。

[1]姜中民，孫樹(shù)壯，林佳琪，等.低壓配電系統(tǒng)重復(fù)接地的探討[J].現(xiàn)代建筑電氣，2017（1）：44-47.

[2]肖斌.低壓配電系統(tǒng)中重復(fù)接地的作用[J].武漢職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2002（1）：58-61.

Discussion on the mode and function of repeated earthing in low voltage distribution system

Liu Yongjian
（State Grid Fujian Electric Power Co., Ltd., Fuzhou Power Supply Company, Fuzhou 350000, China）

In low voltage distribution system, the different forms of earthing have a great impact on the way and requirements of repeated earthing. In this case, for the design, maintenance of the related power workers also have higher requirements. Only by mastering the problem of repeated earthing of low voltage distribution system in order to better reduce the occurrence of power accidents, and thus ensure the normal operation of power equipment. This paper discusses the repeated earthing of low voltage distribution system, which provides a basis for the more stable and reliable development of power equipment.

low voltage distribution system; repeated earthing; TN system

劉用堅(jiān)（1977— ），男，福建福州，本科，助理工程師；研究方向：配電。