電力系統(tǒng)的接地直接關(guān)系到用戶的人身和財(cái)產(chǎn)安全,以及電氣設(shè)備和電子設(shè)備的正常運(yùn)行。如何針對實(shí)際情況選擇合適的接地系統(tǒng),確保配電系統(tǒng)及電氣設(shè)備的安全使用。
根據(jù)國際電工委員會(IEC)規(guī)定的各種保護(hù)接地方式的術(shù)語概念,低壓配電系統(tǒng)按接地方式的不同稱為TT系統(tǒng)、TN系統(tǒng)、IT系統(tǒng)。其中TN系統(tǒng)又分為TN-C、TN-S、TN-C-S系統(tǒng)。
一、低壓系統(tǒng)的接地形式
低壓系統(tǒng)接地形式有IT、TT、TN三大類,而TN類又分為TN-C、TN-C-S、TN-S三種形式;
其中字母表示的含義:
(1)字母一個部分表示配電系統(tǒng)中性點(diǎn)對地的關(guān)系
T:電源端中性點(diǎn)一點(diǎn)直接接地;I:電源端中性點(diǎn)與地絕緣或通過高阻抗一點(diǎn)接地。
(2)字母第二部分表示電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分與地的關(guān)系
T:外露可導(dǎo)電部分直接接地,與配電系統(tǒng)的接地點(diǎn)無關(guān);
N:外露可導(dǎo)電部分與配電系統(tǒng)的中性點(diǎn)直接做電氣連接(也叫接零系統(tǒng));
(3)“-”號后面的字母是擴(kuò)充說明
C:保護(hù)零線與工作零線用同一根線;
S:保護(hù)零線與工作零線徹底分開,各自獨(dú)立用兩根線;
C-S:保護(hù)零線與工作零線前邊一部分用同一根線,后邊一部分保護(hù)零線與工作零線徹底分開,用兩根線。
二、TN系統(tǒng)
TN系統(tǒng),稱作保護(hù)接零。當(dāng)故障使電氣設(shè)備金屬外殼帶電時,形成相線和零線短路,回路電阻小,電流大,能使熔絲迅速熔斷或保護(hù)裝置動作切斷電源。在TN系統(tǒng)中又分為TN-C、TN-S和TN-C-S三種系統(tǒng)。
(1) TN-C系統(tǒng)
在全系統(tǒng)內(nèi)N線和PE線是合一的。
(2)TN-S系統(tǒng)
在全系統(tǒng)內(nèi)N線和PE線是分開的。
(3)TN-C-S系統(tǒng)
在全系統(tǒng)內(nèi),通常僅在低壓電氣裝置電源進(jìn)線點(diǎn)前N線和PE線是合一的,電源進(jìn)線點(diǎn)后即分為兩根線。
三、TT系統(tǒng)
TT系統(tǒng)就是電源中性點(diǎn)直接接地,用電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分也直接接地的系統(tǒng)。通常將電源中性點(diǎn)的接地叫做工作接地,而設(shè)備外露可導(dǎo)電部分的接地叫做保護(hù)接地。TT系統(tǒng)中,這兩個接地必須是相互獨(dú)立的。設(shè)備接地可以是每一設(shè)備都有各自獨(dú)立的接地裝置,也可以若干設(shè)備共用一個接地裝置。
四、IT系統(tǒng)
IT系統(tǒng)就是電源中性點(diǎn)不接地,用電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分直接接地的系統(tǒng)。IT系統(tǒng)可以有中性線,但I(xiàn)EC強(qiáng)烈建議不設(shè)置中性線。因?yàn)槿绻O(shè)置中性線,在IT系統(tǒng)中N線任何一點(diǎn)發(fā)生接地故障,該系統(tǒng)將不再是IT系統(tǒng)。
五、TN、TT、IT系統(tǒng)各適用的環(huán)境和場所
選擇系統(tǒng)接地形式應(yīng)根據(jù)電氣裝置的特性、運(yùn)行條件和使用要求及維護(hù)能力的大小等綜合考慮低壓配電系統(tǒng)的接地形式。只要符合安裝和運(yùn)行規(guī)范要求,三種接地形式是等效的,沒有什么優(yōu)先級之分, 同一配電系統(tǒng)可以選用一種接地形式,也可以根據(jù)需要選用兩種或三種接地形式。
原理如下:
當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相短路故障時,TN系統(tǒng)相當(dāng)于直接接地,不經(jīng)過電源側(cè)的接地電阻,回路阻抗小;TT系統(tǒng)回路相當(dāng)于經(jīng)過電源側(cè)接地電阻,回路阻抗較大;IT系統(tǒng)因電源側(cè)不接地或者經(jīng)高阻抗接地,因此回路阻抗MAX。
(1)TN-C系統(tǒng)正常工作時,PEN線上有不對稱負(fù)荷電流通過,可能有三次諧波電流通過,在PEN線上產(chǎn)生的壓降將呈現(xiàn)在與PEN線相連的用電設(shè)備外殼以及線路的金屬導(dǎo)管上。當(dāng)發(fā)生PEN線斷線、或PEN線連接端子連接不牢、或相地短路故障時,會呈現(xiàn)較高的對地故障電壓,且某一處的故障電壓可沿PEN線竄至其它部位。
當(dāng)電氣設(shè)備外殼和金屬套管上帶上此危險(xiǎn)電壓,就可能出現(xiàn)一處或多處對地打火,產(chǎn)生電弧,引燃附近易燃物,造成火災(zāi)。此系統(tǒng)不很安全,一般用于三相負(fù)荷基本平衡的一般企業(yè),住宅用戶絕大部分是單相用戶,難以實(shí)現(xiàn)三相負(fù)荷的平衡,不應(yīng)使用TN-C系統(tǒng)。
TN-S系統(tǒng)正常工作,PE線上沒有不平衡電流通過,與PE線相連的設(shè)備外殼不帶電位,只是在接地故障時才帶電位,因而上述故障危險(xiǎn)可大為減少。此系統(tǒng)應(yīng)用較廣(包括通信系統(tǒng)),但應(yīng)確保接地保護(hù)裝置動作的可靠性,E連接端子應(yīng)連接牢固。
(2)TT系統(tǒng)設(shè)備金屬外殼用單獨(dú)接地極接地,與電源的接地?zé)o直接聯(lián)系,設(shè)備外殼是地電位,不會產(chǎn)生火花或電弧,因此較為安全。
(3)IT系統(tǒng)中電源中性點(diǎn)對地絕緣或經(jīng)消弧線圈接地。當(dāng)發(fā)生接地故障時,故障電流為非故障相的對地電容電流,故障電壓不超過50V,不會產(chǎn)生電火花或電弧,一般場所不要求立即切除故障回路,只需發(fā)出報(bào)警信號,并在規(guī)定時間內(nèi)消除故障,就能保證了供電的可靠性。
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