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低壓配電系統的接地方式及特點

  
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缺點:
□由于增加了中性線,初期投資較高
□TN-S系統相對地短路時,對地故障電壓較高
2.3TN-C-S系統
在系統某一點起,PEN分為保護線和中性線,分開后,中性線(N)對地絕緣(注:PEN線分開后,不能再合并)


??????????????????? 圖三 TN-C-S系統
優點:
□適用于工礦企業供電,前面TN-C系統可滿足固定設備的需要,后端TN-S系統可滿足對電位敏感的電子設備的需要
□民用建筑中,電源線路采用TN-C,進入建筑物后,采用TN-S系統,可確保TN-S系統的優點
2.4TT系統的組成及其特點:
TT系統的變壓器或發電機的中性點直接接地,電氣設備的所有外殼用保護線連在一起,接在與電源中性點獨立的接地點。


?????????????????????? 圖四 TT系統
優點:
□電氣設備的外殼與電源的接地無電氣聯系,適用于對電位敏感的數據處理設備和精密電子設備
□故障時對地故障電壓不會蔓延
□接地短路時,由于受電流接地電阻和電氣設備接地電阻的限制,短路電流較小,可減小危險
缺點:
□短路電流小,發生短路時,短路電流保護裝置不會動作,易造成電擊事故
□短路保護裝置的過電流保護不能提供絕緣故障保護,需采用剩余電流保護器RCD進行人身和設備安全保護
2.5IT系統的組成及特點:
IT系統的電源不接地或通過阻抗接地,電氣設備的外殼可直接接地或通過保護線接至單獨接地體。


?????????????????????????????? 圖五 IT系統
優點:
□單相接地第一次故障時,故障電流小,可不切斷電源,警報設備報警,通過檢查線路消除故障,供電連續性較高,適用于大型電廠的廠用電和重要生產線用電
□可采用剩余電流保護器(RCD)進行人身和設備安全保護
缺點:如果消除第一次故障前,又發生第二次故障,如不同相的接地短路,故障電流很大,非常危險,因此對一次故障探測報警設備的要求較高,以便及時消除和減少出現雙重故障的可能性,保證IT系統的可靠性。
2.6接地系統中性線保護
以下情況選用4極開關斷開中性線:
■TT和TN系統的中性線截面積小于相線
■終端配電中避免中性線、相線接反
中性線必須有保護和能分斷:
■IT系統中進行第二次故障保護的裝置,防止中性線第一次故障后引發二次故障
■在TT和TN-S系統中,中性線的截面積小于相線的截面積
■所有接地系統中,會產生3次或多次諧波電流的場合(尤其是中性線截面積減少時)
在TN-C系統中,中性線也是保護線不能斷開,由于負載電流不平衡和絕緣故障電流,會產生危險的中性點電壓偏移。為此,用戶必須做好等電位連接和每個區域的接地。
2.7接地系統的選擇:
選擇接地系統應根據電氣裝置的特性、運行條件和要求以及維護能力的大小,綜合用戶和設計安裝人員的意見因地制宜地選用。只要符合安裝和運行規范要求,三種接地系統是等效的,沒有什麼優先級。
選擇接地系統的步驟:
■首先,為保證最大的安全性和靈活性,三種接地系統可以應用在同一供電電網中。
如下圖所示,不同接地系統的串聯連接和并聯連接:
■必須遵守當地標準和法規的規定
■弄清楚用戶的要求和現有的維護資源:
□運行連續性要求
□是否有維護服務
□是否有火災危險
3.系統選擇及應用
3.1通常按照如下方式選擇:
□運行連續性要求較高有維護服務的場合:選擇IT系統
□運行連續性要求較高無維護服務的場合:無完全滿意的選擇,可選擇TT系統(其跳閘選擇性易于實現)或選擇TN系統(減少危險)
□運行連續性要求不重要并且有維護能力:選擇TN-S系統?易于快速維修和擴展 
□運行連續性要求較低無維護服務的場合:選擇TT系統
□有火災危險的場合:可選擇IT系統(有人員維護)或選擇TT系統(使用0.5A的剩余電流保護裝置)
3.2特殊電網和負載的選擇:
□對于線路長,泄漏電流大的電網:選擇TN-S系統
□有備用電源的電網:選擇TT系統
□對大的故障電流比較敏感的負載(電機):選擇TT或IT系統
□絕緣等級較差(電爐)或有大型高頻濾波的設備(大型計算機):選擇TN-S系統
□控制和監測系統:選擇TT(通訊設備間可進行等電位連接)或IT系統(運行連續性高)
4 接地裝置和接地電阻
  (1)接地裝置:
  接地裝置可使用自然接地體和人工接地體。在設計時,應首先充分利用自然接地體。
  ①自然接地:
  可充分利用建(構)筑物的鋼結構和構造鋼筋、行車的鋼軌等以及敷設于地下且數量不少于2根的電纜的金屬外皮等。
  在新建的大、中型建筑物中,都利用建筑物的構造鋼筋作為自然接地。它們不但耐用、節省投資,而用電氣性能良好。
  ②人工接地體:
  人工接地體有兩種基本型式:垂直接地體和水平接地體。垂直接地體多采用截面為50mm×50mm×4mm,長度為2500mm的角鋼;水平接地體多采用截面為40mm×4mm的扁鋼。
(2)接地電阻:
  請參閱《電力設備接地設計技術規程》有關章節的規定,低壓中性點直接接地系統中,100kVA以上變壓器接地電阻值≤4Ω。
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