论文部分内容阅读
【摘要】:所谓保护接地指为保障用电过程人生安全而将电气设备的金属外壳与大地间进行良好的电气连接,这是一种重要的保护人生安全的技术措施,本文介绍了接地保护工作原理和几种典型的接地保护系统IT系统;TN系统;TT系统,分析了其工作原理和实用场合。
【关键词】:保护接地;IT系统;TN系统;TT系统
一、保护接地及其重要性
我国供电电源 有中性点直接接地、中性点不接地和中性点经消弧线圈接地三种类型。在中性点不接地的三相供电电源系统中,该系统中的用电设备可能应绝缘破损等原因而使设备外壳带电,此时如果有人触及外壳,人体和电源间由于分布电容的存在,人体将有电容电流流过经分布电容回到电源,使人触电,如图(1)所示。保护接地就是把原本不带电但在绝缘破坏后可能带电的电气设备的金属外壳与大地做可靠的电气连接。采用保护接地措施后的电气设备,其外壳已通过导线与大地有良好的接触,则当设备外壳带电而人体触及带电的外壳时,人体与接地电阻间相当于形成一个并联支路,如图(2)所示。由于接地电阻远远小于人体电阻,所以通过人体的电流很小,避免了触电事故。
图(1)没有保护接地的一相碰壳情况
图(2)装有保护接地的一相碰殼情况
二、保护接地的类型
保护接地有两种类型:一是电气设备的金属外壳经各自的PE线分别直接接地,称IT系统;改系统多适用于中性点不接地的低压三相三线制系统或企业高压系统;另一种是电气设备的金属外壳经公共的PE线或PEN线接地,该系统多用于中性点接地的低压三相四线制系统,又可细分为TT系统和TN系统两种。
1、IT系统 在中性点不接地的三相三线制供电系统中,将电气设备的金属外壳与接地体经各自的PE线分别直接相连,称为IT系统。如前所述,在中性点不接地的三相三线制系统中,当用电设备某相的绝缘损坏时外壳将带电,此时人体有电流流过如图(1),从而造成人生安全事故。当采用IT系统后,大电流经过接地电阻回电源,所以流经人体的电流很小,保护了人生安全。而且由于IT系统金属外壳是经各自PE线分别接地,各电气设备的PE 线间无电磁联系,因中性点不接地(或经大阻抗接地),所以发生接地故障时,其接地故障电流仅为非故障相的对地电容电流,故障电压很低,不致引起事故,并且可在排除故障的同时继续供电,可靠性较高,这是其优点。但它不宜引出中性线,需要380/220V降压变压器供220V设备用电,装置的绝缘水平也需提高,除不间断供电和电气安全要求高的场所外,应用受到限制。因此矿山、冶金等行业应用较多,也适用于精密检测、数据处理装置等供电,在建筑供电中应用较少 。
2、TN系统 在电源中性点接地的低压三相四线制系统中,将用电设备正常金属外壳与中性线(N线)相连接,称为TN系统。当设备发生单相绝缘破损而外壳带电时,短路电流流经设备外壳和PE(PEN)线而形成回路,由于回路中PE(PEN)线、相线及设备外壳的合成电阻很小,所以电流较大,一般都能使设备的过流保护装置(如熔断器)动作,迅速从电源断开故障设备,从而保护人身和设备的安全。TN系统按又可分为三种:1)TN—C系统。这种系统的保护线PE和中性线N合为一根PEN线,俗称三相四线系统。节省了一根导线。但PEN线上通过三相不平衡电流,其上有电压降,使电气装置外露导电部分对地带电压,在某些场所这一对地电压可能引起电气事故。2)TN—S系统。这种系统的PE线和N线是分开的,俗称三相五线系统。PE线平时不通过电流,只在发生接地故障时才通过故障电流,故用电设备的外露可导电部分平时对地不带电压,安全性最好,但它需要多用一根导线,造价较高。3)TN—C—S系统。这种系统前半部分为TN—C系统,后半部分为TN—S系统。俗称四线半系统,TN—C—S系统皆有TN—C和TN—S系统特点。电气装置外露导电部分对地电压为电源线路上一段PEN线上的电压降,数值较小。如果采用等电位连接,则正常工作或发生接地故障时也不会出现引起事故的电位差。
3、TT系统 在中性点直接接地的三相四线制系统中,将电气设备的金属外壳经各自的PE线分别直接接地,称为TT系统。各电气设备有其专用PE向和接地极,而且不联通,故障电压不互窜,电气装置正常工作时外露导电部分为地电压,比较安全,但其接地故障中包含两个接地电阻,阻抗较大,故障电流较小,常不能用过电流保护兼做接地故障保护,而需装设漏电保护,特别是电源总进线处应装设漏电保护,以防止间接接触电击和接地故障火灾。TT系统由于设备外壳经各自PE线分别接地,故各PE线间无电磁干扰,适用于对安全可靠性要求较高及设备对电磁干扰要求较严的场合,如对数据处理和精密检测装置等供电。
三、结论
保护接地是一种重要的安全技术措施,合理采用接地形式可以保护人身和设备安全,在具体应用过程中应该结合供电电源类型、工作场合等条件选择合适的接地类型。同时注意保护接零和重复接地的合理应用。
参考文献:
[1] 马红雷 浅析电力系统中的保护接地问题[J]. 科技经济市场. 2016(03)
[2] 杨卫东 保护接地的作用及其局限性[J]. 南通职业大学学报. 2002(03)
[3] 李边疆 关于“两种保护接地方式”的思考[J]. 黑龙江科技信息. 2008(25)
【关键词】:保护接地;IT系统;TN系统;TT系统
一、保护接地及其重要性
我国供电电源 有中性点直接接地、中性点不接地和中性点经消弧线圈接地三种类型。在中性点不接地的三相供电电源系统中,该系统中的用电设备可能应绝缘破损等原因而使设备外壳带电,此时如果有人触及外壳,人体和电源间由于分布电容的存在,人体将有电容电流流过经分布电容回到电源,使人触电,如图(1)所示。保护接地就是把原本不带电但在绝缘破坏后可能带电的电气设备的金属外壳与大地做可靠的电气连接。采用保护接地措施后的电气设备,其外壳已通过导线与大地有良好的接触,则当设备外壳带电而人体触及带电的外壳时,人体与接地电阻间相当于形成一个并联支路,如图(2)所示。由于接地电阻远远小于人体电阻,所以通过人体的电流很小,避免了触电事故。
图(1)没有保护接地的一相碰壳情况
图(2)装有保护接地的一相碰殼情况
二、保护接地的类型
保护接地有两种类型:一是电气设备的金属外壳经各自的PE线分别直接接地,称IT系统;改系统多适用于中性点不接地的低压三相三线制系统或企业高压系统;另一种是电气设备的金属外壳经公共的PE线或PEN线接地,该系统多用于中性点接地的低压三相四线制系统,又可细分为TT系统和TN系统两种。
1、IT系统 在中性点不接地的三相三线制供电系统中,将电气设备的金属外壳与接地体经各自的PE线分别直接相连,称为IT系统。如前所述,在中性点不接地的三相三线制系统中,当用电设备某相的绝缘损坏时外壳将带电,此时人体有电流流过如图(1),从而造成人生安全事故。当采用IT系统后,大电流经过接地电阻回电源,所以流经人体的电流很小,保护了人生安全。而且由于IT系统金属外壳是经各自PE线分别接地,各电气设备的PE 线间无电磁联系,因中性点不接地(或经大阻抗接地),所以发生接地故障时,其接地故障电流仅为非故障相的对地电容电流,故障电压很低,不致引起事故,并且可在排除故障的同时继续供电,可靠性较高,这是其优点。但它不宜引出中性线,需要380/220V降压变压器供220V设备用电,装置的绝缘水平也需提高,除不间断供电和电气安全要求高的场所外,应用受到限制。因此矿山、冶金等行业应用较多,也适用于精密检测、数据处理装置等供电,在建筑供电中应用较少 。
2、TN系统 在电源中性点接地的低压三相四线制系统中,将用电设备正常金属外壳与中性线(N线)相连接,称为TN系统。当设备发生单相绝缘破损而外壳带电时,短路电流流经设备外壳和PE(PEN)线而形成回路,由于回路中PE(PEN)线、相线及设备外壳的合成电阻很小,所以电流较大,一般都能使设备的过流保护装置(如熔断器)动作,迅速从电源断开故障设备,从而保护人身和设备的安全。TN系统按又可分为三种:1)TN—C系统。这种系统的保护线PE和中性线N合为一根PEN线,俗称三相四线系统。节省了一根导线。但PEN线上通过三相不平衡电流,其上有电压降,使电气装置外露导电部分对地带电压,在某些场所这一对地电压可能引起电气事故。2)TN—S系统。这种系统的PE线和N线是分开的,俗称三相五线系统。PE线平时不通过电流,只在发生接地故障时才通过故障电流,故用电设备的外露可导电部分平时对地不带电压,安全性最好,但它需要多用一根导线,造价较高。3)TN—C—S系统。这种系统前半部分为TN—C系统,后半部分为TN—S系统。俗称四线半系统,TN—C—S系统皆有TN—C和TN—S系统特点。电气装置外露导电部分对地电压为电源线路上一段PEN线上的电压降,数值较小。如果采用等电位连接,则正常工作或发生接地故障时也不会出现引起事故的电位差。
3、TT系统 在中性点直接接地的三相四线制系统中,将电气设备的金属外壳经各自的PE线分别直接接地,称为TT系统。各电气设备有其专用PE向和接地极,而且不联通,故障电压不互窜,电气装置正常工作时外露导电部分为地电压,比较安全,但其接地故障中包含两个接地电阻,阻抗较大,故障电流较小,常不能用过电流保护兼做接地故障保护,而需装设漏电保护,特别是电源总进线处应装设漏电保护,以防止间接接触电击和接地故障火灾。TT系统由于设备外壳经各自PE线分别接地,故各PE线间无电磁干扰,适用于对安全可靠性要求较高及设备对电磁干扰要求较严的场合,如对数据处理和精密检测装置等供电。
三、结论
保护接地是一种重要的安全技术措施,合理采用接地形式可以保护人身和设备安全,在具体应用过程中应该结合供电电源类型、工作场合等条件选择合适的接地类型。同时注意保护接零和重复接地的合理应用。
参考文献:
[1] 马红雷 浅析电力系统中的保护接地问题[J]. 科技经济市场. 2016(03)
[2] 杨卫东 保护接地的作用及其局限性[J]. 南通职业大学学报. 2002(03)
[3] 李边疆 关于“两种保护接地方式”的思考[J]. 黑龙江科技信息. 2008(25)