隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及信息技術(shù)的不斷進(jìn)步,電力系統(tǒng)不斷趨向自動(dòng)化。為了保護(hù)低壓電氣設(shè)備安全一般只采用一個(gè)保護(hù)接地系統(tǒng),保護(hù)接地系統(tǒng)對(duì)建筑物低壓電氣設(shè)備的安全及其重要。低壓配電系統(tǒng)保護(hù)接地有不同的方式,只有正確做到概念清楚、具體分析,針對(duì)不同用電設(shè)備采用不同的接地方式及接地故障保護(hù)措施,來(lái)達(dá)到供電的安全性能,才能有效地防止觸電和火災(zāi)發(fā)生,提高安全用電水平。保護(hù)接地系統(tǒng)通過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐總結(jié)出來(lái)的重要保護(hù)措施,使低壓電氣裝置能夠安全運(yùn)行,能夠保證建筑物低壓電氣設(shè)備的安全。
“地”一般是指大地。但在電氣上,卻具有更深一層的含義。接地就是在一個(gè)系統(tǒng)的元件和另一個(gè)系統(tǒng)之間(或者與某一個(gè)參考點(diǎn)之間)建立一個(gè)電的傳導(dǎo)路徑。電氣及電子系統(tǒng)中的“地”通常有兩種含義:一種是“大地”,另一種是“系統(tǒng)基準(zhǔn)地”。
接地是指把電氣設(shè)備的某一部分通過(guò)接地裝置同大地連接起來(lái);接零是指把電氣設(shè)備正常時(shí)不帶電的導(dǎo)電部分(如金屬機(jī)殼) 同電網(wǎng)的零線連接起來(lái)。由于大地內(nèi)含有自然界中的水份等導(dǎo)電物質(zhì),因此它也是能導(dǎo)電的。當(dāng)一根帶電的導(dǎo)體與大地接觸時(shí),便會(huì)形成以接地點(diǎn)為球心的半球形“地點(diǎn)場(chǎng)”。此時(shí),接地電流便經(jīng)導(dǎo)體由接地點(diǎn)流入大地內(nèi),并向四周呈半球形流散。接地與接零是防止電氣設(shè)備一旦漏電而可能發(fā)生觸電事故的重要安全措施。
通常將地作為系統(tǒng)的零電位點(diǎn)。理想的地必須是一個(gè)零電位、零阻抗的理想導(dǎo)體,其上各點(diǎn)間不應(yīng)存在電位差,它可在系統(tǒng)中作為所有電平的參考點(diǎn)。接地的目的有兩個(gè):一是為了安全,稱為保護(hù)接地,二是為信號(hào)電壓或系統(tǒng)電壓提供一個(gè)穩(wěn)定的零電位的參考點(diǎn),稱為信號(hào)地或系統(tǒng)地。保護(hù)接地是指將電氣設(shè)備平時(shí)不帶電的金屬外殼用專門(mén)的接地裝置實(shí)行良好的金屬性連接。其作用是當(dāng)設(shè)備金屬外殼意外帶電時(shí),將對(duì)其地電壓限制在規(guī)定的安全范圍內(nèi),消除或減小觸電的危險(xiǎn)。保護(hù)接地最常用于低壓不接地配電網(wǎng)中的電氣設(shè)備。
保護(hù)接地的作用是當(dāng)電氣設(shè)備的金屬外殼帶電時(shí),如果人體觸及此外殼時(shí),由于人體的電阻遠(yuǎn)大于接地體電阻,則大部分電流經(jīng)接地體流入大地,而流經(jīng)人體的電流很小。這時(shí)只要適當(dāng)控制接地電阻,就可減少觸電事故發(fā)生。但是在TT供電系統(tǒng)中,這種保護(hù)方式的設(shè)備外殼電壓對(duì)人體來(lái)說(shuō)還是相當(dāng)危險(xiǎn)的。因此這種保護(hù)方式只適用于TT供電系統(tǒng)的施工現(xiàn)場(chǎng),按規(guī)定保護(hù)接地的電阻不大于4Ω。保護(hù)接地是廣泛應(yīng)用的安全技術(shù)措施,主要適用于三相三線制中性點(diǎn)不直接接地的電力系統(tǒng)中。在對(duì)地絕緣的電網(wǎng)中,除非另有規(guī)定,否則凡由于絕緣破壞或其他原因而可能呈現(xiàn)危險(xiǎn)電壓的金屬部分均應(yīng)接地。
保護(hù)接零是將電氣設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)不帶電的導(dǎo)電部分與電網(wǎng)地零線(即中性線)連接起來(lái),用以防止觸電事故的發(fā)生。保護(hù)接零通常用于中性點(diǎn)直接接地、380/220V的三相四線制電網(wǎng)中,還要與其他安全措施(如熔斷器、斷路器等)配合使用才能達(dá)到目的。當(dāng)電氣設(shè)備的金屬外殼帶電時(shí)短路電流經(jīng)零線而成閉合電路,使其變成單相短路故障,因零線的阻抗很小,所以短路電流很大,一般大于額定電流的幾倍甚至幾十倍,這樣大的單相短路將使保護(hù)裝置迅速而準(zhǔn)確地動(dòng)作,切斷事故電源保證人身安全。其供電系統(tǒng)為接零保護(hù)系統(tǒng),即TN系統(tǒng)。保護(hù)零線是否與工作零線分開(kāi),可將TN供電系統(tǒng)劃分為T(mén)N-C、TN-S和TNC-S三種供電系統(tǒng)。不管采用保護(hù)接地還是保護(hù)接零,在同一系統(tǒng)中不允許對(duì)一部分設(shè)備采取接地,對(duì)另一部分采取接零。因在同一系統(tǒng)中如果有的設(shè)備采取接地,有的設(shè)備采取接零,則當(dāng)采取接地的設(shè)備發(fā)生碰殼時(shí),零線電位將升高,而使所有接零的設(shè)備外殼都帶上危險(xiǎn)的電壓。
當(dāng)變壓器高壓側(cè)與低壓側(cè)之間的絕緣損壞或高壓線路斷線搭落在低壓配電線路上時(shí),都可能發(fā)生高壓竄入低壓。為防止和減少這種危險(xiǎn),在中性點(diǎn)不接地的低壓配電系統(tǒng)中,除了采取可靠的保護(hù)接地之外,還應(yīng)有防止高壓竄入低壓的保護(hù)措施。為此,在中性點(diǎn)不接地的低壓電網(wǎng)中,應(yīng)使其中性點(diǎn)或某一相經(jīng)過(guò)擊穿保險(xiǎn)器與大地連接。
在正常情況下,低壓系統(tǒng)保持不接地。當(dāng)高壓竄入低壓時(shí),去穿保險(xiǎn)器被擊穿,故障電流經(jīng)接地裝置流入大地,同時(shí)使高壓系統(tǒng)相應(yīng)的保護(hù)裝置動(dòng)作,切斷電源,起到保護(hù)作用。