低压配电系统安全性分析及漏电保护器的安装

低压配电系统安全性分析及漏电保护器的安装

[摘要] 目前普遍采用的接地、接零保护系统存在着种种缺陷，安装漏电保护器后可以从根本上解决问题。国家也推荐使用。从多年运行结果来看，漏电保护器在电网的安全保护中发挥了巨大的作用。因此安装漏电保护器与原有的接地、接零保护系统同时作用，可确保低压电气系统的安全。文章主要对低压配电系统两种保护方式的安全性进行分析。讨论在不同接地系统中漏电保护器的安装。

[关键词]低压配电系统；保护接零；保护接地：漏电保护器

[作者简介]覃文俊，广州市时代发展企业集团有限公司，研究方向：建筑电气，广东广州，510030

[中图分类号]TM52

[文献标识码]A

[文章编号]1007-7723(2007)08-0167-0003

在正常情况下，电气设备外壳是不带电、安全的，但在发生漏电、碰壳等故障时可能会出现危险电压而导致人触电。据统计数字表明，低压供电系统中的事故约占全部电气事故的87.5％，因此对低压电气设备要进行保护。在我国低压配电系统中，存在着保护接地和保护接零两种保护形式，

两种保护方式各有优缺点。本文将对两种保护方式的安全性进行分析，并结合漏电保护器在两种保护方式中的安装方式提出自己的看法，以供参考。

一、低压配电系统保护接零、保护接地存在的缺陷

(一)保护接零系统

所谓保护接零，是指在电力系统中性点直接接地的低压配电系统中，电气设备外壳通过保护PE线或PEN线与系统中性点相连，这种供电系统称TN系统。保护接零一般与熔断器、断路器等保护装置相配合，当电气设备发生碰壳、短路时，短路电流就经设备外壳、保护线流回到电力系统中性接地点。TN系统接地故障动作特性应符合Zs*la≤uo(Zs――接地回路的阻抗，la――保证保护电器在规定的时间内自动切断故障回路的电流，Uo――相线对地称电压)，系统按保护线连接的形式不同可分为TN-C系统、TN-S系统和TN-C-S 系统。

1、TN-C系统

在TN-C配电系统中，中性线N线和保护线PE线合为一根PEN线(见图1)，俗称三相四线制系统，电气设备外壳直接与PEN线相连接。当电气设备发生漏电、短路时，电流将通过设备外壳、PEN线、系统中性点形成闭合回路，在一

般情况下因短路回路阻抗小、短路电流大，能使设备的保护装置熔断器或低压断路器可靠动作，将故障设备与电源切断，避免了电气事故(见图2)。但是也存在若供电范围广、线路长、PEN线阻抗大、故障点远等情况造成短路电流较小；且选择的熔断体额定值过大或开关失灵使电气设备不能脱

开电源，或三相负荷的不平衡，使PEN线接地电位偏移及保护PEN线断线；这些都可能发生漏电时，使设备外壳长期带电，存在危险。

2、TN-S系统

TN-S是三相五线制配电方式，从电力系统接地中性点专门引出一条保护零线PE线(如图3)。在整个系统中中性线N线和保护零线PE线除了在系统中性点共同接地外，再没有连接点。在正常情况下不管三相是否平衡、中性线是否带电，保护零线PE线均不带电。因此与保护零线PE线连接的电气外壳同样不带电，保障了用电的使用安全。

3.TN-C-S系统

在TN-C-S配电系统中，可根据负载特点分别采用TN-C 系统与TN-S系统连接方式，电气设备外壳分别接至中性线(N)与保护零线PE线合用的PEN线或分开后的保护零线PE 线(见图4)，这种保护系统兼有节约投资和较为安全的优点。

但在实际施工过程中，必须注意PEN分成N线和PE线后，不允许再次合并，否则会造成设备外壳带电。

(二)保护接地系统

所谓保护接地，是指将电气设备外壳接至与电力系统无直接关联的接地极上。根据电力系统中性点接地和不接地，将保护接地分为IT系统和TT系统。

1、IT系统

IT系统是指中性点不接地的电力系统中，把电气设备外壳直接接至与电力系统无直接关联的接地极上。在这种系统中，当用电设备发生单相接地漏电时，漏电流通过接地电阻和相线的对地绝缘阻抗形成回路(见图5)。当电网对地绝缘正常时，漏电设备对地电压很低，不会破坏电源电压的平衡，所以比较安全。

2、TT系统

在电力系统中性点接地的系统中采用接地保护，设备外壳与接地极连接。当用电设备发生单相接地时，短路回路通过接地电阻以及中性接地点的接零电阻形成回路，但故障电流较小，一般不会使熔断器和断路器立即动作，会造成设备外壳长期带电。

综上所述，TN-C、TN-S、TN-C-S系统存在安全问题；即使达到了上述保护的动作要求，也要有0.3～3s的动作时间，在此期间内仍有触电危险。为从根本上解决这些问题，国家已推广在这些保护的基础上同时配合使用漏电保护器。下面介绍漏电保护器在不同系统中的安装。

二、漏电保护器在不同系统中的应用及对接地方式的影响

由于供电的可靠性在实际中大多数使用电流型漏电保

护器，国家《低压配电设计规范》对漏电保护器安装作了较明确的要求，下面主要简述零序电流型的漏电保护器的安装方式。

(一)TN-C系统

在TN-C系统中装设漏电保护器，将保护范围内的所有用电设备的工作零线、相线必须穿过零序电流互感器。而保护零线必须接在零序电流互感器之前，不得穿过它(如图6)。当出现电气设备碰壳时，漏电流经漏电保护器FQ―设备外壳―PE线流回电源零点，致使FQ动作，切断电源；当正常情况下即使三相负荷不平衡，因为工作零线通过零序电流互感器，使得电流矢量和为0，漏电保护器不致误动作。

(二)TN-S系统

在TN-S系统中装设漏电保护器，敷设时应注意将相线和中性线穿过漏电保护器的零序电流互感器，保护PE线应接在零序电流互感器之前。当发生绝缘损坏时，漏电电流经设备外壳、保护线回到系统中性点，从而使漏电保护器检测到漏电流而动作。在正常情况下，即使三相负荷不平衡，因为工作零线通过零序电流互感器，使得不平衡电流矢量和为0，漏电保护器不致误动作(见图7)。在TN-S系统中装设漏电保护器，专用保护线PE不许断线，否则形不成回路，在PE线装重复接地时，也不要经过漏电保护器。

(三)TN-C-S

在TN-C-S系统中安装漏电保护器，严格按TN-C和TN-S 系统接法进行接线。

(四)IT系统

在IT系统中安装漏电保护器，必须将保护范围内的所有用电设备的相线穿过零序电流互感器(见图8)。当发生电气设备碰壳时，漏电电流经接地电阻、相线的对地绝缘阻抗形成