IT低压配电系统的探析及应用设计

IT低压配电系统的探析及应用设计
摘要：电能作为一种优质、清洁、方便、高效的能源，是科学技术发展、国民
经济飞跃的主要动力；随着社会经济的快速发展，人民整体生活水平的提高，城
市化进程的日渐加快，各种器械设备的应用也越来越普及，电能作为全社会工业、农业等各个领域的基本能源形式，人们的生产生活，城乡的发展建设都需要依赖
电力才能正常运转。

关键词：IT低压配电系统；探析及应用设计
前言：低压配电系统是电气设计环节中的重要组成部分，低压配电系统的设
计合理与否会对用电安全产生直接的影响，所以在电气设计的环节当中要通过合
理的电气设计来避免可能存在的安全隐患；IT系统配电方式通常应用在一些重要
场所，如：矿井、医院，玻璃制造企业，集会场所的安全照明等；在这些场所，
因意外导致的断电将会造成惨重的人员伤亡和财产损失。

因此需采用安全性强、
可靠性高、供电连续性好的IT系统供电，下文简要阐述医院电气设计中IT低压
配电系统的设计探析及具体的应用措施。

1.IT低压配电系统的特点
IT系统是国际标准IEC60364所区分的三类不同的接地系统之一，其第一个字
母表示电源端与地的关系，第二个字母表示电气装置的外露可导电部分与地的关系：I 表示电源端所有带电部分不接地或有一点通过阻抗接地；T 表示电气装置的
外露可导电部分直接接地，此接地点在电气上独立于电源端的接地点；IT低压配
电系统与大地间不直接连接，适用于供电范围小，易发生单相接地故障的场所；
如易燃、易爆以及需连续供电的器械设备使用的场所，具有非常安全、稳定，漏
电流极小（仅为毫安级）的特点，且单相触电事故少，即使是一相线落地系统仍
然能照常运行；IT系统的电气装置带电导体与地绝缘，电源的中性点经高阻抗接地，设备外露可导电部分经各自的保护线直接接地，保护接地系统是安全系统，
漏电设备外壳电压低在安全电压范围内；IT系统出现第一次故障时，单相对地漏
电流极小，仅为非故障相对地的电容电流，电气设备金属外壳不会产生危险性的
接触电压，不会破坏电源电压的平衡，可以不立即切断故障电源，使电气设备继
续运行，并可通过报警装置及检查消除故障，从而了保证供电的连续性。

2.IT低压配电系统中隔离电源的应用
根据GB 16895.24-2005标准和IEC60364-7-710中的相关规定，在各类手术室、唤醒室、重症监护室、心脏监护室等属于2类场所中必须使用IT隔离电源系统进
行供电。

使用IT隔离电源是医疗场所供电安全可靠的关键；一般供电电网是以大
地作为参考电位，相线中的电流可以通过任何未绝缘的通道，对地构成回路，这
是电击的根本原因。

隔离供电是采用隔离变压器供电，电源经隔离变压器隔离后，原电网中的地已不再是参考电位。

隔离变压器任何一根输出线都不与地直接构成
回路，这就提供了供电的安全性；通常医用隔离电源系统由隔离变压器、绝缘监
视仪、外接报警显示等设备组成；IT隔离电源系统涵盖了手术室隔离电源、医用
隔离电源、医用IT隔离电源、医疗隔离电源、医用绝缘检测仪、手术室绝缘检测
仪等；医疗器械包括：高频外科设备、输液泵、麻醉设备、病人监护设备、透析
设备、脉压机、心力记录仪、注射泵、心肺机、呼吸机、恒温培养箱、心率电子
脉冲调节器等都需使用隔离电源系统供电；用隔离变压器以分隔非保护区域与保
护区域；在隔离变压器的次级引出IT系统的电源，以防止产生接地故障电流，保
障用电器械设备的用电连续性。

3.IT配电系统绝缘故障定位信号发生器的应用
IT系统一旦出现单点接地故障就会变为TN-S系统，虽然可以带故障继续运行，但却失去了IT系统的优点，埋下了安全隐患，因此需要实时监测系统的对地绝缘
状况，并能通过仪表自动定位故障点支路；否则，一旦出现故障，只能依靠人工
来实现绝缘故障点的定位查找，不仅费时费力，而且破坏了供电连续性。

绝缘故
障定位用信号发生器装设于IT系统中，配合绝缘故障定位装置实现绝缘故障定位
功能。

当IT系统发生绝缘故障时，信号发生器启动并产生定位信号，注入到IT
系统与地之间。

绝缘故障定位装置通过传感器逐路巡检，当检测到定位信号流经
某支路时，便可确定该支路为绝缘故障所在回路。

此时，操作人员可有目地的针
对该故障支路进行断电或其它保护操作，不必逐条支路断电进行排查，从而提高
了工作效率，保障了系统供电的连续性。

IT系统发生单点接地故障时，轮流在系
统某根线与大地之间注入定位信号，便于绝缘故障定位仪能在故障支路上监测到
定位信号。

在IT系统中，注入的测试信号有效值必须足够小，以免对IT系统形
成太大干扰，甚至对系统负载造成危害，同时又要有足够大的峰值，以便在故障
支路上形成足够大的电流，使故障定位仪的电流互感器能正常监测。

结合以上两
种情况综合考虑，通常采用脉冲信号作为测试信号。

脉冲信号幅度足够大、宽度
足够窄，可实现足够小的有效值、足够大的峰值两个期望目标。

4.IT系统中高精度绝缘监测仪的应用
各个国家都很重视对电力系统监测与故障诊断技术的研究，发达国家始于20
世纪60年代，直到20世纪七八十年代，随着传感器技术、信号采集技术、数字
分析技术和计算机技术的发展与应用，在线诊断技术得到了迅速发展，传统的测
量方法有平衡电桥法、差流检测法以及555定时器测量电阻法等。

这些测量方法
虽然都有各自的优势，但由于应用场所的不同以及受现场环境的影响，上述测量
方式还存在着可靠性不足、测量范围较窄和测量精度不高等缺点。

高精度绝缘监
测仪针对这些不足，基于交流IT系统的基础，硬件上采用STM32内置的12位A-
D采样、四阶低通滤波电路和128x32液晶显示，软件上采用软件滤波和最小二乘法求斜率与偏移量，能最大限度的提高测量精度及测量范围，并且在不同环境都
能满足精准监测的需求。

绝缘监测仪向系统注入直流信号，经过Rf进入绝缘监测仪，构成一个闭合回路，通过简单的欧姆定律即可算出Rf的大小。

测量原理简单可靠，适用于不含直流分量的IT系统，由于采用直流信号可以有效的避免系统电
容造成的影响，使测量的阻抗具有较高的准确度，能很好地反映系统的绝缘性能。

结语
电气设计是医院建筑中的一个关键构成部分，而低压配电系统是建筑电气设
计中的核心内容，其对电气系统的整体质量会产生直接影响；采用IT系统能很好
地保证供电的不间断，但在IT低压配电系统中，随着时间的推移，系统对地的绝
缘程度会逐渐下降，致使系统出现断电事故。

因此在具体设计过程中，应当加强
对低压配电系统安全问题的分析，确保最终设计的合理性，从而保证用电安全，
给人们提供安全的用电环境。

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