為了確保低壓配電系統(tǒng)及電氣設(shè)備、用電器具的**使用,必須采取適當(dāng)措施,防止使用人員發(fā)生電擊危險(xiǎn)及電氣設(shè)備、用電器具燒毀。接地是常用的一種方法,因?yàn)榇蟮厥强蓪?dǎo)電的地層,其任何一點(diǎn)的電位通常取零,即零電位(當(dāng)單相接地時(shí),離接地點(diǎn)20m及以外視為零電位)。
對(duì)電氣設(shè)備、用電器具而言,如果將其金屬外殼與大地連接,這時(shí)金屬外殼就接近零電位。即使在故障情況下,如發(fā)生電氣設(shè)備因絕緣破壞造成碰殼短路,由于金屬外殼已與大地作良好的電氣連接,則金屬外殼與大地的電位差變低,若人與之接觸,通過(guò)人體的電流就也小,提高了間接觸電的**性。
對(duì)低壓配電系統(tǒng)而言,較多將配變中性點(diǎn)接地(稱為工作接地)。從電氣**角度來(lái)看,在一定的條件下,可與電氣設(shè)備的接地共同作用。當(dāng)接地故障時(shí),產(chǎn)生的電流可使配電系統(tǒng)中的保護(hù)設(shè)備在適當(dāng)時(shí)間內(nèi)動(dòng)作,切斷電源,用以保證**。
由于電氣設(shè)備及用電器具的金屬外殼可以直接接地,也可以通過(guò)導(dǎo)體接到配電系統(tǒng)已接地的中性點(diǎn)上,配電系統(tǒng)可以直接接地或不接地或通過(guò)阻抗接地,這幾種接地組合即稱為低壓配電系統(tǒng)接地方式。
接地方式的基本組成
接地方式的組成部分可分為電氣設(shè)備和配電系統(tǒng)兩部分。
1.電氣設(shè)備的接地部分
(1)接地體:與大地緊密接觸并與大地形成電氣連接的一個(gè)或一組導(dǎo)體。
(2)外露可導(dǎo)電部分:電氣設(shè)備能觸及的可導(dǎo)電部分。正常時(shí)不帶電,故障時(shí)可能帶電,通常為電氣設(shè)備的金屬外殼。
(3)主接地端子板:一個(gè)建筑物或部分建筑物內(nèi)各種接地(如工作接地、保護(hù)接地)的端子和等電位連接線的端子的組合。如成排排列,則稱為主接地端子排。
(4)保護(hù)線(PE):將上述外露可導(dǎo)電部分,主接地端子板、接地體以及電源接地點(diǎn)(或人工接地點(diǎn))任何部分作電氣連接的導(dǎo)體。對(duì)于連接多個(gè)外露可導(dǎo)電部分的導(dǎo)體稱為保護(hù)干線。
(5)接地線:將主接地端子板或?qū)⑼饴犊蓪?dǎo)電部分直接接到接地體的保護(hù)線。對(duì)于連接多個(gè)接地端子板的接地線稱為接地干線。
(6)等電位連接:指各外露可導(dǎo)電部分和裝置外導(dǎo)電部分的電位實(shí)質(zhì)上相等的電氣連接。
2.配電系統(tǒng)的接地部分
(1)相線(L)。輸送電能的導(dǎo)體,正常情況下不接地。
(2)中性線(N)。與系統(tǒng)中性點(diǎn)相連,并能起輸送電能作用的導(dǎo)體。
(3)保護(hù)中性線(PEN)。兼有保護(hù)線和中性線作用的導(dǎo)體。
(4)電源接地點(diǎn)。將電源可以接地的一點(diǎn)(通常是中性點(diǎn))進(jìn)行接地。
接地方式的分類
我國(guó)配電系統(tǒng)的接地方式已使用IEC規(guī)定,其分類仍然是以配電系統(tǒng)和電氣設(shè)備的接地組合來(lái)分,一般分為TN、TT、IT系統(tǒng)等。上述字母表示的含義:**個(gè)字母表示電源接地點(diǎn)對(duì)地的關(guān)系。其中T表示直接接地;I表示不接地或通過(guò)阻抗接地。**個(gè)字母表示電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分與地關(guān)系。其中T表示與電源接地點(diǎn)無(wú)連接的單獨(dú)直接接地;N表示直接與電源系統(tǒng)接地點(diǎn)或與該點(diǎn)引出的導(dǎo)體連接。
根據(jù)中性線與保護(hù)線是否合并的情況,TN系統(tǒng)又分為TN-C、TN-S及TN-C-S系統(tǒng)。
TN-C系統(tǒng):保護(hù)線與中性線合并為PEN線。
TN-S系統(tǒng):保護(hù)線與中性線分開。
TN-C-S系統(tǒng):在靠近電源側(cè)一段的保護(hù)線和中性線合并為PEN線,從某點(diǎn)以后分為保護(hù)線和中性線。
**節(jié) 各種接地方式的應(yīng)用范圍
在低壓配電系統(tǒng)中,常將電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分接地,進(jìn)行間接觸電的防護(hù)。
一、 TN系統(tǒng)
在TN系統(tǒng)中,所有電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均接到保護(hù)線上,并與電源的接地點(diǎn)相連,這個(gè)接地點(diǎn)通常是配電系統(tǒng)的中性點(diǎn)。
TN系統(tǒng),稱作保護(hù)接零。當(dāng)故障使電氣設(shè)備金屬外殼帶時(shí),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(dòng)作切斷電源。
1.TN一C系統(tǒng)
該系統(tǒng)中保護(hù)線與中性線合并為PEN線,具有簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)發(fā)生接地短路故障時(shí),故障電流大,可使電流保護(hù)裝置動(dòng)作,切斷電源。
該系統(tǒng)對(duì)于單相負(fù)荷及三相不平衡負(fù)荷的線路,PEN線總有電流流過(guò),其產(chǎn)生的壓降,將會(huì)呈現(xiàn)在電氣設(shè)備的金屬外殼上,對(duì)敏感性電子設(shè)備不利。此外,PEN線上微弱的電流在危險(xiǎn)的環(huán)境中可能引起爆炸。所以有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境不能使用TN-C系統(tǒng),。
2.TN-S系統(tǒng)
該系統(tǒng)中保護(hù)線和中性線分開,系統(tǒng)造價(jià)略貴。除具有TN-C系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)外,由于正常時(shí)PE線不通過(guò)負(fù)荷電流,故與PE線相連的電氣設(shè)備金屬外殼在正常運(yùn)行時(shí)不帶電,所以適用于數(shù)據(jù)處理和精密電子儀器設(shè)備的供電,也可用于爆炸危險(xiǎn)環(huán)境中。在民用建筑內(nèi)部、家用電器等都有單獨(dú)接地觸點(diǎn)的插頭。采用TN-S供電既方便又**。
3.TN--C一S系統(tǒng)
該系統(tǒng)PEN線自A點(diǎn)起分開為保護(hù)線(PE)和中性線(N)。分開以后N線應(yīng)對(duì)地絕緣。為防止PE線與N線混淆,應(yīng)分別給PE線和PEN線涂上黃綠相間的色標(biāo),N線涂以淺藍(lán)**標(biāo)。此外,自分開后,PE線不能再與N線再合并。
TN-C-S系統(tǒng)是一個(gè)廣泛采用的配電系統(tǒng),無(wú)論在工礦企業(yè)還是在民用建筑中,其線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,又能保證一定**水平。
二、T一T系統(tǒng)
在T-T系統(tǒng)中,其配電系統(tǒng)部分有一個(gè)直接接地點(diǎn),一般是變壓器中性點(diǎn)。其電氣設(shè)備的金屬外殼用單獨(dú)的接地捧接地,與電源在接地上無(wú)電氣聯(lián)系,稱為保護(hù)接地,適用于對(duì)電位敏感的數(shù)據(jù)處理設(shè)備和精密電子設(shè)備的供電。
三、IT系統(tǒng)
IT系統(tǒng)的電源不接地或通過(guò)阻抗接地,電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分可直接接地或通過(guò)保護(hù)線接到電源的接地體上,這也是保護(hù)接地。
由于該系統(tǒng)出現(xiàn)**次故障時(shí)故障電流小,電氣設(shè)備金屬外殼不會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)性的接觸電壓,因此可以不切斷電源,使電氣設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行,并可通過(guò)報(bào)警裝置及檢查消除故障。
四、保護(hù)接地范圍
無(wú)論何種配電系統(tǒng)接地方式,下列電氣設(shè)備和用電器具的外露可導(dǎo)電部分均應(yīng)通過(guò)保護(hù)線(PE)接地(如TT、IT系統(tǒng))或接到中性線上(TN系統(tǒng))。
(l)變壓器、電動(dòng)機(jī)、電器、手握式及移動(dòng)式電器。
(2)電力設(shè)備的傳動(dòng)裝置。
(3)配電裝置的金屬構(gòu)架、配電柜及保護(hù)控制屏的框架。
(4)配電線的金屬保護(hù)管、開關(guān)金屬接線盒等。
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