第一節(jié)
低壓接地方式的概念
一、接地方式的提出
為了確保低壓配電系統(tǒng)及電氣設(shè)備、用電器具的安全使用，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，提高了間接觸電的安全性。
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）。從電氣安全角度來(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，用以保證安全。 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。 二、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。 三、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：第一個(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。第二個(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(kāi)。
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。
第二節(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(kāi)，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供電既方便又安全。 3．TN--C一S系統(tǒng)
該系統(tǒng)PEN線自A點(diǎn)起分開(kāi)為保護(hù)線（PE）和中性線（N）。分開(kāi)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)色色標(biāo)。此外，自分開(kāi)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，又能保證一定安全水平。 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)第一次故障時(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(kāi)關(guān)金屬接線盒等。
第三節(jié)接地體的接地電阻
一、概念
接地體：埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體，稱為接地體。當(dāng)作接地體用的直接與大地接觸的金屬構(gòu)件、金屬管、鋼筋混凝土建筑物的基礎(chǔ)、金屬管道等設(shè)備稱為自然接地體。
接地電阻：接地體或自然接地體的對(duì)地電阻和接地引線電阻的總和稱為接地體的接地電阻。 二、接地體
一般情況下，當(dāng)能確保接地的連續(xù)可靠前提下，且接地電阻符合要求時(shí)，應(yīng)充分利用自然接地體。
變配電所的接地裝置，除了利用自然接地體外，還應(yīng)敷設(shè)人工接地體。 在利用自然接地體時(shí)，應(yīng)注意接地體的可靠性，并注意某些自然接地體的變化（如自來(lái)水系統(tǒng)）使接地體可靠性受到影響。但是，可燃液體或氣體、供暖系統(tǒng)等管道禁止作接地體。
人工接地體可采用水平敷設(shè)的圓鋼、扁鋼，垂直敷設(shè)的角鋼、鋼管、圓鋼，也可采用金屬接地板。接地體應(yīng)作鍍鋅等防腐處理。
三、接地電阻
配電系統(tǒng)電源中性點(diǎn)接地電阻一般應(yīng)小于4W，但當(dāng)配電變壓器容量不大于 10OkV· A時(shí)，接地電阻可不大于 10 W 。
對(duì)于TN-C系統(tǒng)，保護(hù)中性線的重復(fù)接地電阻不大于10 W 。當(dāng)變壓器容量不大于 100kV· A時(shí)，重復(fù)接地不少于 3處時(shí)，允許接地電阻不大于30 W。 對(duì)于TT系統(tǒng)，當(dāng)設(shè)備絕緣損壞發(fā)生單相接地時(shí)，其金屬外殼帶有一定電壓，為此系統(tǒng)一般實(shí)施漏電保護(hù)以保證安全。而金屬設(shè)備外殼的接地電阻值，應(yīng)根據(jù)允許的接觸電壓和漏電保護(hù)整定電流來(lái)計(jì)算。
對(duì)于IT系統(tǒng)，發(fā)生單相故障接地時(shí)，故障電流小，不必因此而停電，但必須裝設(shè)能發(fā)出接地故障音響的報(bào)警裝置。而其受電裝置的金屬外殼的接地電阻，應(yīng)根據(jù)允許的接觸電壓和相線與外露可導(dǎo)電部分之間發(fā)生故障的故障電流來(lái)計(jì)算。 |
