接地故障保护

多电源TN 多电源TN系统 TN系统
多电源TN系统 多电源TN系统 TN
TN系统 系统: 系统
式中： 式中：
Ia ≤ U0 / ZS
ZS — 故障回路的阻抗（包括电源本身、 故障回路的阻抗（包括电源本身、
从电源至故障点的线导体以及电源与 故障点之间的保护导体的阻抗），Ω； 故障点之间的保护导体的阻抗），Ω ）， Ia — 自动切断电源的保护电器在规定 的时间内的动作电流，A； 的时间内的动作电流， U0 — 标称线对地电压，V。 标称线对地电压，
移动式设备规定最长的切断电源时间， 设备规定最长的切断电源时间 ● 移动式设备规定最长的切断电源时间，s
接地系统
50 V < U0 < 120 V a.c. TN TT 0.8 0.3 d,c.
不是防电击 所需的时间 同上
120 V < U0 < 230 V a.c. 0.4 0.2 d.c. 5地系统
● 防火漏电报警
● 保护接地
● 保护等电位联结 ● 剩余电流保护器
规范和标准
● GB 16895.21 – 2004 《电击防护》 电击防护》 IEC 60364 – 4 – 41：2005 ： “Protection against electric shock” ● GB 16895.3 – 2004 接地配置、接地导体、保护导体和联结导体》 《接地配置、接地导体、保护导体和联结导体》 ● IEC 60364 – 1: 2005 “Fundamental principles, assessment of general characteristics, definitions” ● GB 17045 - 2006《电击防护 装置和设备的通用部分》 装置和设备的通用部分》 《 ● GB 16895.17 – 2002 信息技术装置的接地配置和等电位联结》 《信息技术装置的接地配置和等电位联结》 IEC 60364 – 4 – 44: 2007 “Protection against voltage disturbances and electromagnetic disturbances”
TN系统接地故障自动切断电源时间 系统接地故障自动切断电源时间
国家标准（ 原标准） ● 国家标准（IEC原标准） 原标准 固定式设备： 固定式设备：≤ 5 s 移动式设备： V） 移动式设备：≤ 0.4 s （U0 = 230 V） ● IEC新标准 新标准 A终端回路 终端回路： s（ V） ≤ 32 A终端回路：≤ 0.4 s（U0 = 230 V） A终端回路 终端回路: > 32 A终端回路: ≤ 5 s
式中： 线导体对中性导体或中间导体的标称电压， ； 式中：U0 — 线导体对中性导体或中间导体的标称电压，V； U — 线电压，V； 线电压， ； ZS — 故障回路线导体和 导体的阻抗，Ω； 故障回路线导体和 导体的阻抗， 回路线导体和PE导体的阻抗 故障回路中性导体和PE导体的阻抗 导体的阻抗， Z‘S — 故障回路中性导体和 导体的阻抗，Ω； Ia — 按TN系统规定的时间内使切断电源的保护电器自动动作 系统规定 系统规定的时间内使切断电源的保护电器自动动作 电流， 。 电流，A。
● IT系统 系统
IT供电系统中所有带电部分对地绝缘或中性点通过足够大的 供电系统中所有带电部分对地绝缘或中性点通过足够大的 阻抗接地。 阻抗接地。电气装置的外露可导电部分单独地或成组地或集合地 接地。 接地。
中性线（ 中性线（N）可配出或不配出 在电气装置中的PE PE可附加接地 在电气装置中的PE可附加接地
在电气装置中的 PEN或PE可附加接地 PEN或PE可附加接地
TN–C–S系统是否只适用于市网供电？ 系统是否只适用于市网供电？ 系统是否只适用于市网供电
多电源TN系统 多电源 系统
多电源TN系统有电磁干扰问题 多电源 系统有电磁干扰问题 系统由于设计不当， 在TN系统由于设计不当，可能在不期望的路径中流过 系统由于设计不当 工作电流，这些电流可能产生如下后果： 工作电流，这些电流可能产生如下后果： — 火灾； 火灾； 腐蚀； — 腐蚀； 电磁干扰。 — 电磁干扰。
IT系统 ● IT系统
IT系统 系统
外露可导电部分的PE导体集合地连接至同一的接地系统。 外露可导电部分的PE导体集合地连接至同一的接地系统。 PE导体集合地连接至同一的接地系统 次异相接地故障， 若发生第2次异相接地故障，则变为相间短路后保护动作切断 发生第 次异相接地故障 电源。 电源。
● 外露可导电部分可单独地、分组或集合地接地。还应满足以 外露可导电部分可单独地、分组或集合地接地。 下条件： 下条件： 交流系统 直流系统 RA × Id ≤ 50 V RA × Id ≤ 120 V
单电源TN系统 单电源 系统
供电系统在电源中性点直接接地， 供电系统在电源中性点直接接地，电气装置的外露可导电部分 用保护（PE）导体连至该电源的中性点。 用保护（PE）导体连至该电源的中性点。 T N-C系统：在整个系统中采用将中性导体和PE导体的功能 系统： PE导体的功能 系统 在整个系统中采用将中性导体和PE 合并成单个导体。 合并成单个导体。
现在TN-C用的少了 ? 用的少了 现在 ● 用于多电源中性电之间的连接回路
TN – C系统
● PEN不允许插入隔离电器 不允许插入隔离电器 不能安装剩余电流保护器（ — 不能安装剩余电流保护器（RCD） ） 为了维修安全，不能安装隔离电器。 — 为了维修安全，不能安装隔离电器。 常用于： ● 常用于：公用电网 远距离供电线路 ● PEN与相线应敷设在一起 与相线应敷设在一起 必须在TN ● TN – C必须在TN–S之上 必须在TN– 导体截面： ● 导体截面：≥ 10 mm2（铜）或 ≥ 16 mm2（铝） ● PEN沿线有电压降 沿线有电压降 可采用： ● 可采用：3相4线；3极开关
在电气装置中的PE 在电气装置中的PE可附加接地 PE可附加接地
系统通常应采用剩余电流保护器 ● TT系统通常应采用剩余电流保护器。在故障回路的接地阻抗 系统通常应采用剩余电流保护器。 值稳定且足够低的条件下， 值稳定且足够低的条件下，可采用过电流 保护器。 保护器。 ● 采用剩余电流保护器 RA×I∆n ≤ 50 V
S ≥ It√ t ● 校验线路的热稳定截面 PE线: 校验接地故障电流 k 线 相线和中性线: 相线和中性线: 校验三相短路电流
断路器限流特性曲线 注: 限流后的特性曲线是根据断路器的不同额定电流绘制的
● TT系统 系统
TT系统的电源中性点直接接地，电气装置外露可导电部分 系统的电源中性点直接接地， 系统的电源中性点直接接地 所连接的接地极，不与供电系统的接地极相连接。 所连接的接地极，不与供电系统的接地极相连接。
式中： 接地极和外露可导电部分的 导体的电阻之和， 外露可导电部分的PE导体的电阻之和 式中：RA — 接地极和外露可导电部分的 导体的电阻之和，Ω ； Id — 线导体对外露可导电部分忽计阻抗第一次接地故障 电流，计入泄漏电流和电气装置的接地阻抗的总和， 电流，计入泄漏电流和电气装置的接地阻抗的总和，A。
TN系统是否不能用于室外电气装置？ TN系统是否不能用于室外电气装置？ 系统是否不能用于室外电气装置
TN-C-S系统：在系统中一部分采用将中性导体和PE体的功能合 系统：在系统中一部分采用将中性导体和 体的功能合 系统 并成单个导体，另有一部分采用单独的保护导体。 并成单个导体，另有一部分采用单独的保护导体。
IT系统 系统
外露可导电部分的PE导体集合地连接至同一的接地系统 外露可导电部分的PE导体集合地连接至同一的接地系统 PE
IT系统 系统
外露可导电部分的PE导体集合地连接至同一的接地系统， 外露可导电部分的PE导体集合地连接至同一的接地系统， PE导体集合地连接至同一的接地系统 若第2 线发生接地故障， 系统变为TN系统 若第2次N线发生接地故障，则IT系统变为 系统。 线发生接地故障 系统变为 系统。
230 V < U0 < 400 V a.c. 0.2 0.07 d.c. 0.4 0.2
配电回路允许的切断电源时间 允许的切断电源时间， ● 配电回路允许的切断电源时间，s TN系统：≤ 5 s 系统： 系统
TT系统：≤ 1 s 系统： 系统
校验步骤 确定故障回路的阻抗（含变压器、线导体和PE导体 导体）； — 确定故障回路的阻抗（含变压器、线导体和 导体）； 计算接地故障电流； — 计算接地故障电流； 根据负荷的性质和保护电器的特性曲线， — 根据负荷的性质和保护电器的特性曲线，确定保护电器 的动作电流； 的动作电流； — 查出保护动作时间； 查出保护动作时间； 校验导线电缆的短路热稳定。 — 校验导线电缆的短路热稳定。
TN – C系统
断中性线导致危险的接触电压 ? 断中性线导致危险的接触电压
TN - C
假设：R 假设：RA = RB = 1 Ω PEN； PEN；10 mm 2 20 m 35 mΩ Ut =216 V
TN - S
假设：R 假设：RA = RB = 1 Ω PE；10 mm 2 PE； 20 m 35 mΩ mΩ Ut = 110 V
● IT系统单一接地故障电流很小，不动作于切断电源。当人体 IT系统单一接地故障电流很小 不动作于切断电源。 系统单一接地故障电流很小， 同时触及同时发生接地的外露可导电部分就会遭受危害， 同时触及同时发生接地的外露可导电部分就会遭受危害，此时应自 动切断电源。 动切断电源。
次发生接地故障时自动切断电源的条件如下： ● 第2次发生接地故障时自动切断电源的条件如下： 次发生接地故障时自动切断电源的条件如下 外露可导电部分的PE导体集合地连接至同一的接地 1. 外露可导电部分的 导体集合地连接至同一的接地 不配出中性导体或直流系统 系统，而且交流系统不配出中性导体或直流系统不配出中间 系统，而且交流系统不配出中性导体或直流系统不配出中间 导体： 2 Ia ZS ≤ U 导体： 当配出中性线或中间线：2 Ia Z‘S ≤ U0 配出中性线或中间线：