电气设计中低压接地故障保护分析

1、电气设计中低压接地故障保护分析摘要：随着社会经济的发展，我国的电网不断扩大，覆盖率越来越广阔，电网的密集程度不断增加。在享受电网为国民经济的发展繁荣带来强大动力的同时，由于电气设计中，对低压接地设计不合理，或是对故障出现的处理保护不力，也出现了许多问题，为国民生命财产带来了威胁和损失。而接地故障保护直接关系到居民生活工作的切身利益，日益受到人们的重视和关注，笔者本文将从电气设计中接地设计，接地故障产生的原因，故障保护方法等方面简短分析，并提出浅薄建议。关键词：电气设计，低压接地，故障，保护1引言 电气设计中，低压接地是整个电网中关键的部分，其设计运行的状况密切关系到用户的切身利益和生命财产安全

2、。随着我国经济融入世界，经济科技都得到了飞速的发展，国家应用于电网改造，维护，管理中的费用和保护力度也逐渐增大。改革开放以来，我国电网从设计，到实施，到管理完善，都取得了一系列辉煌的成就，从城市惠及偏远农村，使全国各族人民开始共享社会主义建设的成果，促进了社会和谐，但在享受发展的同时，由于各种因素，居民的生命财产也受到了一定的损失和威胁，因此，如何正确认识电网系统中和人们密切相关的低压接地故障，并采取科学有力的保护措施，是一项艰巨而关键的任务。 2我国低压配电系统运行的现状 改革开放以来，我国的经济得到全面的复苏，随着政府的支持和鼓励，配合着中国走出去的战略，各种新技术， 不断涌入中国，为中国

3、的发展带来了新的活力。由于我国特殊的国情和特殊的历史背景，我国的电力发展起步较晚，起点较低，自建国很长的一段时间，我国的电网覆盖率低，电网传输能力有限，供电水平，供电质量，相对于西方发达国家而言，远远落后，既限制了我国相关产业的持续高速发展，又无法满足人们日益增长的能源需求。 随着中国融入世界经济的步伐加快，国民经济得到飞度发展，政府加大发展电力的支持力度，出台了一些列相关的支持鼓励政策。不断的在电力核心技术上得到突破，加快了先进科学技术转化为生产力的速度。 经过几十年的大力发展，我国已经建立起一个覆盖全国的电网，并不断的改善电力资源管理，减少了电力损耗，目前为止，我国的电网已经为我国的发展提

4、供了强大动力。但发展同时，也不断因为各种原因而发生电击、电力泄露或者是电力引发的火灾，给国家、人们带来了灾难和损失。电网系统，尚需要进一步完善。 目前，通过国家的一系列改造，从城市到农村的电网不断完善，涉及居民切身利益的低压接地设计系统相对以前也有了长足的进步。 3低压接地的简述和分类 3.1接地简述 为了使用电气设备和相关用电系统的具有安全保障，需要采取各种措施来防止使用人员发生触电的危险，同时也减少各种电器设备用具的损耗率，延长设备电器的使用寿命。因此，就利用大地的导电性，在其中一处任何一点的通常电位为零。 利用大地的这一特性，把低压配电系统的工作接地相连，当发生故障时候，可以迅速快捷的切

5、断电源，缩短事故时间，保障安全。同时，对于各种电器设备，将其外表金属接触大地，在人与之接触时候，通过人体的电流会变得很小，大大的减少了触电的几率，保证了居民的生命安全。 3.2接地的分类 我国配电系统的接地方式已使用IEC规定，其分类仍然是以配电系统和电气设备的接地组合来分，一般分为TN、TT、IT系统等。 3.2.1TN系统 在TN系统中，所有电气设备的外露可导电部分均接到保护线上，并与电源的接地点相连，这个接地点通常是配电系统的中性点。TN系统，称作保护接零。当故障使电气设备金属外壳带时，形成相线和零线短路，回路电阻小，电流大，能使熔丝迅速熔断或保护装置动作切断电源。 3.2.2TN一C系

6、统 该系统中保护线与中性线合并为PEN线，具有简单、经济的优点。当发生接地短路故障时，故障电流大，可使电流保护装置动作，切断电源。 3.2.3TN-S系统 该系统中保护线和中性线分开，系统造价略贵。除具有TN-C系统的优点外，由于正常时PE线不通过负荷电流，故与PE线相连的电气设备金属外壳在正常运行时不带电，所以适用于数据处理和精密电子仪器设备的供电，也可用于爆炸危险环境中。在民用建筑内部、家用电器等都有单独接地触点的插头。采用TN-S供电既方便又安全。 3.2.4TN-C一S系统 该系统PEN线自a点起分开为保护线（PE）和中性线（N）。分开以后N线应对地绝缘。为防止PE线与N线混淆，应分别

7、给PE线和PEN线涂上黄绿相间的色标，N线涂以浅蓝色色标。此外，自分开后，PE线不能再与N线再合并。 3.2.5TT系统 在TT系统中，其配电系统部分有一个直接接地点，一般是变压器中性点。其电气设备的金属外壳用单独的接地捧接地，与电源在接地上无电气联系，称为保护接地，适用于对电位敏感的数据处理设备和精密电子设备的供电。 3.2.6IT系统 IT系统的电源不接地或通过阻抗接地，电气设备外露可导电部分可直接接地或通过保护线接到电源的接地体上，这也是保护接地。 由于该系统出现第一次故障时故障电流小，电气设备金属外壳不会产生危险性的接触电压，因此可以不切断电源，使电气设备继续运行，并可通过报警装置及检

8、查消除故障 4低压接地故障产生的原因 接地是保证传输电力安全，减少损耗，提高电力服务水平的重要措施，据笔者浅见，接地故障主要产生有一下因素。 一是电路设计不合理。在电力传输路线中，要分区设计，据不同地域，不同的用途来科学合理设计电流走向，同时，也要根据不同的用途来决定连接方式，做到因不同地区实际而设计电力路线。做到既符合电力运行规律又符合当地区域的实际情况。 二是电力接地材质损耗，采用劣质电缆，或者是长久不对电缆进行维修管理，年久失修，容易产生漏电走火等，进一步发生短路等相关故障，这是发生接地故障最直接的原因。 三是对整个电网的监控不力，由于我国电网覆盖率广阔，加之很多地域地形复杂，气候多变，

9、这对电网的监控管理带来了一定的困难，受到一定技术的限制，在很多方面，难以做到实时监控，在一些地段发生故障时候难以做到迅速快捷有效的处理，从而延长到了事故时间,加重了故障所造成的损失。 四是管理体制不善，缺乏一定的监督机制，存在着一些工作人员素质偏低，缺乏一定的工作技能和服务心态，执行力低下，加上电网领域太过广阔，缺乏一定的监督和竞争机制，使整个管理体制内部有所懈怠。 5接地故障保护措施 5.1充分利用线路设计中的过电流作为接地保护。 采用这样的方式，充分利用所控制的断路器，不用增加其他任何设备，便可以简单的实现了电气设计中低压接地保护，但是这种方法需要有严格的技术执行，和规范的运行时间，以便于

10、在故障发生的第一时间，断路器有可以切断故障电流的缓冲时间。 5.2充分利用零序电流，让其成接地故障保护的关键。 在基尔霍夫定律中，任何节点的复电流的代数和加起来为零。假设没有出现接地故障，电气设备或者电气系统也没有发生电力泄露，如此，在三相电流中，当矢量和在三相负荷中达到真正平衡时候，I0=0.而三相负荷难以平衡时候，I0=TN,如果有一个地方发生了基地故障，那么此地一定会产生一个接地故障的电流，且为单相接地电流。Id.在这种情况下，零序电流等于三相不平衡电流和接地故障时候产生的故障电流之和。以此，可以用零序电流来完成对接地故障保护的目的，但是，在这里需要注意的是，其中的动作电流小于等于三相不

11、平衡电流。 5.3在TN系统中多发生金属性的故障短路，故障电流相对很大，因此，要利用过负荷保护和短路保护，安装相关过电器，但特殊情况下，要采用漏电起保护。 而相对来讲，IT系统中的故障电流则很难以精确计算，并且，TT系统中故障电流相对也比较小，因此采用过电流的保护措施很难以适应其灵敏度的高要求，故而，这个系统可以采用漏电保护器来完成对接地故障的保护工作。IT系统中，一般第一次接地发生故障时候，故障电流量会相对 很小，外边露出的导电部分故障电压也将会被限制在50V以内，不用断电，仅仅设置绝缘体的监控装置，并进行声光自动报警，便可以尽快排出故障。 6结束语 通过对我国电网现状的分析，和对接地保护的

12、简单阐述，对电气设计中低压接地故障有了初步的了解，明白了故障产生的原因及其分类。从而笔者对接地故障的保护措施提出了粗浅的建议。低压接地故障保护是整个电网系统中重要的一环，密切关系到每个人的生活工作，但由于其细致性，严密性，和高强的技术逻辑要求，让许多人难以引起注意并加以重视，探讨接地故障保护时候，无论是采取哪一种方法，都必须严格按照我国相关的国家标准，以精准的技术，严谨的施工态度来保证实施，确实将所有细节落实到实处，从而推经我国的电网完善进程，完善电力系统中低压接地故障保护的管理，减少电力故障，减少损失，让电力资源真正的服务于人民的生活工作。 参考文献： 【1】徐丙垠,薛永端,李天友,咸日常.小电