低压电气装置保护接地系统常见问题分析

低压电气装置保护接地系统常见问题分析

发表时间：2018-01-08T10:19:29.613Z 来源：《基层建设》2017年第30期作者：郝闯[导读] 摘要：接地在电气技术上具有很高的重要性、普遍性和复杂性。

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摘要：接地在电气技术上具有很高的重要性、普遍性和复杂性。各种系统均有多种复杂的接地要求，而且是与系统紧密联系的组成部分。

关键词：低压电气；装置；保护接地

一、低压电气装置保护接地系统简介

1、TT接地系统

低压电气装置保护接地系统分为TT接地系统和TN-C接地系统两种，前者是指采用直接接地的方式，对低压电气装置金属外壳采取的保护接地系统。这种接地系统的金属外壳与大地直接连接，中性点直接接地。TT低压电气装置保护接地系统的优点是大地与电气设备的金属外壳直接连接，减少触电事故的发生，比较安全。但是，TT接地系统也有不足之处，它的缺点是低压电路器发生事故时不一定能跳闸，导致漏电设备的外壳对地电压高于安全电压。TT接地系统还要消耗较多的时间和材料，所以在具体操作中要看情况采取。

2、TN-C接地系统

TN-C接地系统是把工作零线兼做接零保护线，被称为保护中性线。由于三相负载不平衡导致TN-C接地系统的工作零线上产生不平衡电流，导致电气设备带有一定的电压，而且电压产生在与保护线相连接的设备金属外壳。与此同时，这种接地系统的工作零线断线时，会导致保护接零的漏电设备外壳带一定的电流。

3、TN-S接地系统

我们都知道TN-S接地系统、TN-C系统和TN-C-S系统一起组成电力接地系统中的TN系统，TN-S接地系统是TN系统的主要接地方式。

4、IT接地系统

IT接地系统作为低压配电系统的一种形式，单相接地电弧能够瞬间自行熄灭，属于小电流接地方式。

二、应该进行保护的装置分析

1、可导电的外壳和底座。一旦可携带的电器用具、移动电器、电机、变压器等电器设备的外壳和底座及其发电机中性点的外壳等需要实施保护接地。

2、电气设备中的金属组成部分或者金属材质。电气设备中的各种金属支架和各种各样的金属构架等都包含在这一范围当中，例如配电箱和电气箱体操作平台等的电线电缆金属、金属框架、封闭式的组合电气箱体、封闭性发电机母线的金属保护层、具有金属箱体的箱式变电站等金属构架。

3、其它应该进行保护接地的设备和装置。例如电气设备传动装置、互感器的二次绕组等电气设备，此外，安装在配电线路塔杆上拥有控制功能的开关电气设备设备、有避雷线安装的电力线路塔杆等。

三、不需要进行保护的范围

1、绝缘性的装置设备。非导电区域的墙体和底板是地绝缘电阻，在这类区域中对电气装置进行安全时，可以使用接地的保护。同时，电气绝缘设备的外壳与底座，例如继电器的外壳、电气测量仪器的外壳和别的电气外壳等，在这类外壳的绝缘功能和绝缘底座受到了破坏之后，若所在的支物不会影响到人身财产的安全，也不需要对接地保护进行安装。

2、不需要保护接地的其他设备装置。将套管安装在已经接地的金属构架和金属支架的设备上，由于已经接地的情况存在了其主体上，因此，不需要对接地保护再次安装。同时，如果用电设备对电气隔离的供电方式进行了使用，当每个绕组在每个隔离变压器设备中与一个单独的设备进行对应时，可以省去接地保护。在非导电场所中对电气装置进行安装，墙体和地板对地绝缘电阻：500V为额定电压，绝缘电阻要高于50kΩ，在额定电压>500V时，绝缘电阻就会高于100kΩ，这样就可以对0级设备进行使用。

四、建筑物电气装置接地装置常见问题与接地保护

多芯电缆中的导体；固定安装的裸露的或绝缘的导体；与带电导体共用的外护物；符合规定条件的电缆金属护套、屏蔽层、铠装、金属编织物、同心导体、金属导管；好多国家允许用电缆托盘和梯架。规定条件是：保证稳定的电气连续性；满足最小截面的要求。电气设备、母线槽的金属外护物或框架可用作保护导体，除符合上述规定条件外，还要求预留与其他保护导体连接的分接点。

1、低压电气装置的接地配置

（1）TN系统不存在应力电压升高问题。防电击的措施如下：故障电压能在规定的时间内被切断；或建筑物内实施总等电位联结，“接触电压实际为0V”；或低压系统接地单设接地极。

（2）TT系统不存在接触电压升高问题。防绝缘击穿的措施如下：应力电压及其切断时间适合低压设备的绝缘水平；或低压系统接地单设接地极；降低高压接地故障电流Ⅰm和接地电阻R，使其乘积不超过1200V。高、低压系统分设接地极时，所内低压设备的应力电压将升高ImR，应在与其绝缘水平相对应的时间内被切断。？TT系统配电线路接地故障保护的动作特性应符合下式 RAIa≤50V

式中RA——外露导电部分所接接地极和PE线电阻之和（Ω）； Ia——保证保护电器切断故障回路的动作电流（A）。

由于TT系统的故障电流不易准确计算，长延时过电流保护Ia值实际上难以确定，而TT系统的故障电流较小，过电流保护难以满足灵敏度要求，因此TT系统中应采用漏电保护器作接地故障保护。

（3）IT系统发生第一次一相接地故障时，故障电流为另两相对地电容电流的相量和，故障电流很小，外露导电部分的故障电压限制在50V及以下，不需要中断供电，只需设置绝缘监视装置进行声光报警，以便尽快排除故障。

第一次接地故障时保护电器动作特性应符合下式RAId≤50V 式中RA——外露导电部分所接接地极的接地电阻（Ω）；

Id——发生第一次接地故障时的故障电流（A）。

当发生第二次异相接地故障时，当IT系统外露导电部分为单独接地，其防电击要求和TT系统相同；若外露导电部分为共同接地，其防电击要求和TN系统相同。

IT系统中的漏电保护器主要用于切除两处异相同时接地故障。应根据具体情况按需要装设。IT系统两处异相同时接地故障，IT系统内外露导电部分分别装设接地极，这时故障电流流经两个接地极电阻，故障回路的切断应符合TT系统接地故障保护的要求。IT系统两处异相同时接地故障，IT系统内外露导电部分公用一个接地极，这时故障电流将流经PE线形成的金属短路，故障回路的切断应符合TN系统接地故障保护的要求。为了用电安全，采用了接地故障保护后，仍需要可靠的接地采用等电位连接。等电位联结的作用是降低故障情况下，电气设备间、电气设备与其他设备间的接触电压，使人体在接触时，身体所承受的电压降至最低。

2、单相接地保护

当过电流保护电器不能满足要求时，可以采用带有单相接地保护的断路器或者进行设零序电流保护措施。断路器的单相接地保护功能的实现原理有剩余电流型和零序电流型两种。剩余电流型是利用四个电流互感器分别检测三相电流和中性线（N线）的电流。无论三相电流平衡与否，则此矢量和为零（严格讲为线路与设备的正常泄露电流）；当发生某一相接地故障时，故障电流会通过保护线PE及与地相关连的金属构件，此时电流为接地故障电流加正常泄露电流。接地电流达到脱扣器整定电流时，即可报警或驱动短路器动作，实现单相接地保护。零序电流型是在三相上各安装一个电流互感器，检测三相的电流矢量和，即零序电流Io。（Ia+Ib+Ic+In=Io。）当发生某一相接地故障时，此时电流为接地故障电流加正常泄露电流，与脱扣器整定值比较，即可区分出接地电流，实现单相接地保护。

结束语

保护低压装置是接地系统的重要作用，就是电气设备不管在发生事故的状态下、外部环境突变的情况下或者处于正常的情况下，都会把大地当做元件，把电气装置同大地构成一个接地的电流回路，进而对电气设备装置及人们的用电安全上给予保护。

参考文献：

[1]张国平.小议低压电气装置保护接地系统存在的问题[J].黑龙江科技信息，2011（10）.

[2]刘玉奎.关于低压电气装置保护接地系统若干问题的思考[J].民营科技，2009（2）