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低压配电系统接地形式和保养措施探讨

发布: 2019-03-07     文章来源: 深圳市城建物业管理有限公司 左壮     查看: 6379次

0 前言

年来,随着社会经济的发展,城市高层建筑的大量增加,建筑物机电设备的投入逐年扩大电气设备的维修保养工作在物业管理工作中的重要性越来越突出,作为物业服务人员,如何正确地认识低压配电接地系统,采取科学有效的方法,保证设施设备及人身安全,就成为十分重要的课题。

1 低压配电系统的接地形式

1.1低压配电系统的接地形式及其含义

低压配电系统系指1kV以下交流电源系统,我国低压变配电系统接地制式,采用国际电工委员会(IEC)标准,即TNTTIT三种接地制式,其中各字母的含义如下:

第一字母表示电力(电源)系统对地关系:

T—电源端中性点直接接地;

I—电源端所有带电部分不接地或有一点通过高阻抗(例如1000Ω)接地。

第二字母表示电气装置的外露可导电部分对地的关系:

T—电气装置的外露可导电部分直接接地,与系统中的其他任何接地点无直接关系;

N—电气装置的外露可导电部分与电源端接地点有直接电气连接。

第三个字母表示工作零线与保护线的组合关系:

C —工作零线与保护线是合一的;

S —工作零线与保护线是严格分开的。

1.2 TN系统

低压电源端有一点(通常是配电变压器的中性点)直接接地,电气设备的外露可导电部分(如金属外壳)通过保护线与该接地点相连,这种连接方式称为TN系统。国际标准IEC60364规定,根据中性线与保护线是否合并的情况,TN系统又分为TN-S TN-CTN-C-S三种。

1.2.1 TNS系统

TN系统中,整个系统的中性线(N线)和保护线(PE线)是分开的,如图1所示。

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                                    图1  TNS系统

优点:

①正常时PE线不通过负荷电流,适用于数据处理和精密电子仪器设备,也可用于爆炸危险场合 ;

②民用建筑中,家用电器大都有单独接地触点的插头,采用TNS系统,既方便,又安全;

③如果回路阻抗太高或者电源短路容量较小,需采用剩余电流保护装置RCD对人身安全和设备进行保护,防止火灾危险。

缺点:

①由于增加了中性线,初期投资较高;

TNS系统相对地短路时,对地故障电压较高。

1.2.2  TNC系统

TN系统中,整个系统的中性线(N线)与保护线(PE线)是合一的,称为PEN线,如图2所示。TN-C系统就是通常所说的保护接零系统,该系统适合应用在三相负荷基本平衡的工业企业中,而对供电给数据处理设备和电子仪器设备的配电系统,不宜采用TN-C系统。

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                                              2  TNC系统

 

优点:

TNC方案易于实现,节省了一根导线,且保护电器可节省一极,降低设备的初期投资费用;

②发生接地短路故障时,故障电流大,可采用过流保护器瞬时切断电源,以确保安全。

缺点:

①线路中有单相负荷,或三相负荷不平衡,及电网中有谐波电流时,由于PEN中有电流,电气设备的外壳和线路金属套管间有压降,对敏感性电子设备不利;

PEN线中的电流在有爆炸危险的环境中会引起爆炸;

PEN线断线或相线对地短路时,会呈现相当高的对地故障电压,可能扩大事故范围。

 

1.2.3  TN-C-S系统

TN系统中,前一部分的中性线和保护线是合为一体的,而后一部分将PEN线分为中性线(N线)和保护线(PE线),如图3所示。在民用建筑及工业企业中,若采用TN-C系统作为进线电源,进入建筑物时把电源线路中的PEN线分为PE线和N线,建筑物内有专用的保护线(PE线),具有TN-S的特点。这种系统线路简单经济又能保证一定的安全水平,因此,该系统是民用建筑中常用的接地形式。

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                                       图3  TN-C-S系统

要注意的是PEN线分开以后,N线应对地绝缘,PE线与N线不能再合并,否则将丧失分开后形成的TN-S系统的特点。为了防止分开后的PE线与N线混淆,应按国标GB7947-87的规定,给PE线和PEN线涂以黄绿相间的色标,给N线涂以浅蓝色色标。

优点:

适用于民用建筑供电,前面TNC系统可满足固定设备的需要,后端TNS系统可满足对电位敏感的电子设备的需要 。

 

1.3  TT系统

电源端有一点(一般是变压器的中性点)直接接地,用电设备的外露可导电部分通过保护线(PE线)接到与电源端接地点无电气联系的接地极上,这种形式称为TT系统。TT系统就是通常所说的保护接地系统,如图4所示。由于用电设备外壳用单独的接地极接地,与电源的接地极无电气上的联系。因此,TT系统适用于对接地要求较高的电子设备的供电。

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                                               图4  TT系统

优点:

1)电气设备的外壳与电源的接地无电气联系,适用于对电位敏感的数据处理设备和精密电子设备;

2)故障时对地故障电压不会蔓延;

3)接地短路时,由于受电流接地电阻和电气设备接地电阻的限制,短路电流较小,可减小危险。

缺点:

1)短路电流小,发生短路时,短路电流保护装置不会动作,易造成电击事故;

2)短路保护装置的过电流保护不能提供绝缘故障保护,需采用剩余电流保护器RCD进行人身和设备安全保护。

 

1.4  IT系统

电源端的带电部分(包括中性线)不接地或通过高阻抗接地,用电设备的外露可导电部分通过PE线接到接地极。如图5所示。IT系统适用于环境条件较差,容易发生一相接地或有火灾爆炸危险的地点,如煤矿等易爆场所。

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                                 5  IT系统

 

优点:

1)单相接地第一次故障时,故障电流小,可不切断电源,警报设备报警,通过检查线路消除故障,供电连续性较高,适用于大型电厂的厂用电和重要生产线用电;

2)可采用剩余电流保护器RCD进行人身和设备安全保护。

缺点:

如果消除第一次故障前,又发生第二次故障,如不同相的接地短路,故障电流很大,非常危险,因此对一次故障探测报警设备的要求较高,以便及时消除和减少出现双重故障的可能性,保证IT系统的可靠性。

 

接地系统的维修保养内容

2.1 维修养护的依据

2.1.1 国家规范、标准的相关规定

例如:

《低压配电设计规范》GB50054-2011

《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303-2011

《交流电气装置的接地设计规范》GBT 50065-2011

《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB 50169-2016

2.1.2  物业服务企业制订的设备维修养护的相关规定

2.2  低压接地系统检查保养频次

管理处维修人员应按下列频次保养接地系统:[ Fr:http://www.Pmedu.net ] 

1接地系统金属物不应有锈蚀,每季度检查1次;

2接触部件、焊点,每季度检查保养1次;

3 在土壤电阻率最大时(一般为雨季前)测试接地电阻值,每年1次;

4 对有腐蚀性土壤的区域,应根据运行情况每35年检查一次接地装置;

2.3  电气接地装置的检查和维护内容

1)接地线是否有折断、损伤或严重腐蚀,当损伤、腐蚀的部位超过原截面积的三分之一时,应及时修复或更换。

2)接地支线与接地干线的连接是否牢固。

3)检查接地装置周围的土壤有无松动、沉陷现象。

4)检查接地线、接地体及其连接处是否完好无损。

5)检查全部连接点的螺栓是否有松动,并应逐一加以紧固。

6)检查接地线的连接线卡及跨接线等的接触是否完好。

7)对移动式电气设备,每次使用前须检查接地线是否接触良好,有无断股现象。

8)电气设备检修后,应检查接地线连接情况,是否牢固可靠。

9检查人工接地体周围地面,不应堆放有强烈腐蚀性的物质。

10)接地装置在巡视检查中,若发现有下列情况之一时,应予以修复:

1)接地电阻值超过原规定值时;

2)连接线连接处焊接开裂或连接中断时;

3)接地线与用电设备压接螺丝松动、压接不实和连接不良时;

4)接地线有机械损伤、断股、断线以及腐蚀严重时;

5)地中埋设件被水冲刷或由于挖土而裸露地面时;

6)因挖土、敷设其他管道或种植树木而挖断接地装置时。

3 结束语

接地系统是楼宇供电系统的重要组成部分,所承担的任务是把电气设备与大地可靠连接,提供稳定的参考地电位,为故障电流提供入地路径,因此接地系统的安全、可靠运行在确保人身安全、设备稳定运行等方面具有十分重要的意义。由于电气接地系统的种类不同,所以在本文里做了简单的分析,提供了一些保护接地知识和维保方法,供物业管理工作人员在具体工作实践中参考。