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低压配电系统电击防护的电气设计

发表时间：2020/7/21 来源：《电力设备》2020年第8期作者：喻如

[导读] 摘要：本文主要针对电气设计在低压配电系统电击防护中的应用进行了分析。

        （东莞南区供电局松山湖供电服务中心）
        摘要：本文主要针对电气设计在低压配电系统电击防护中的应用进行了分析。想要实现有效的低压配电系统电击防护电气设计就应该提升相关人员的电击防护理论基础，提高设计人员对电击防护的重视程度。相关人员应该积极学习电击防护基础理论，从而为电击防护电气设计的实施奠定基础，对于一些不同的低压配电系统接地方式，在电击防护的时候也需要结合实际情况选择，进一步增强电击防护电气设计质量。
        关键词：低压配电系统；电击防护；电气设计；措施
        作为低压配电系统安全防护中的重要环节，电击防护能够起到较好的防护作用。相关人员电击防护理论知识的掌握程度会对电击防护质量产生一定的影响，现阶段强化电击防护培训，能够为低压配电系统的稳定运行做出保证。同时对于电击防护的有效运用还能够为低压配电系统的运行提供相应的辅助。
        1.电击概念
        电击的来源主要分为闪电电击，家用电线漏电，意外事故中断裂的电线或是带电体等，电击产生后严重情况下会威胁生命安全，电击强度是由电流强度和流经人体的时间决定的。在人体接触到不同导电部分的时候，电位差会让电流经过人体，这时就与电产生了接触。结合电流的大小和时间对人体产生的影响也各不相同，在一般情况下，接触到小电流不会对人体产生相应的影响，这种小电流电击形式也经常出现在医疗诊断当中。如接触到大电流且时间较长就会对人体产生严重的危害，所以目前电力企业需要采取有效的措施避免工作人员在实际工作中出现电击事故。电流在进入人体内的时候属于电流效应，在实施低压配电系统电击防护的时候了解电流效应可以为其他提供一定的帮助。配电设计过程中，移动式电气设备的功率相对较小，重量较轻，便于携带移动，供电方式为插座供电。但在出现故障的时候，由于充电形式的原因会导致故障的产生，这也属于插座供电形式需要安装剩余电流保护设备的原因。假如接触电流经过人体通道环境在水下，情况就会更为复杂，所以在水下的电气设备电压需要保持在12v以下。
        2.低压配电系统接地防雷设计
        低压配电系统在设计过程中，如果确定了其中某一电压等级的供电系统，那么就应该对其接地事项进行考虑，这也就是系统电源内侧接地与负荷接地。结合系统接地保护的不同方式可以对其进行相应的划分，其中分为TN，TT，IT，因为不同的低压配电系统所使用的接地保护方式各不相同，在选择接地保护的时候要基于实际情况进行选择。目前绝大部分建筑内部使用的保护系统属于TN系统，对于低压配电系统来说，接地保护系统的差异会对低压配电系统动作特性产生一定的影响，这也符合电击防护标准。建筑物外部设置的防雷设备包括接闪器，引线和其他接地装置，接闪器属于低压配电系统电击防护中的重要环节，在出现雷击的时候接闪器可以吸引电流，基于后部引下线和接地装置将雷电流传入大地，这也属于目前电击防护的需求。不同的接地方式不会对引线和电流入地产生影响。绝大部分电气设计人员的电气设计标注都对防雷接地这一部分进行了较为详细的阐述，而这一部分的阐述会融合TN-S，由于二者性质存在一定差异，这也影响了电气设计效果。
        现阶段一些用户会结合专家意见，提升对接地装置的标准，要求电阻不超过0.5Ω，而这时对于这一电阻标准的看法众说纷纭。实际上，大部分校园内部使用的接地手段是TN-S，基于接地规定，负荷一侧接地部分可以通过外露导线部分进行接地。在确定低压配电系统接地形式后，负荷一侧的接地方式也得以确定，TN-S接地形式配电系统负荷侧是借助电源侧引出的PE线接地，因此负荷侧不需要进行单独接地装置设置，这也表示用户需求与原有的接地相似，只是做了重复接地工作。假若专家始终坚持设置单独接地装置，那么就需要将配电系统接地方式换成TT系统。

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TT系统和YN系统对于电击防护的方式不一，相同建筑物内部不能同时使用TT系统和TN系统，二者不相容。接地装置可以降低接地电阻，但是无法降低一些接地线中存在的高频阻抗，这也表明了电气装置需要设计高频阻抗等电位联结装置代替常用的接地方式，进一步减少低电位高频电位差。
        3.低压配电系统附加防护措施
        低压配电系统电击防护中可以使用自动切断防护措施，而这一防护措施在使用的过程中需要选择质量较好的保护设备，使自动切断电源防护方式能够有效实施。在电机防护的过程中需要避免出现意外情况，影响防护效果。在低压配电系统电击防护中，接地事故的发生概率较大，接地事故主要分为几种不同形式，主要有电弧性故障和金属短路故障，故障产生的原因较为复杂，结合实际统计数据得知，近九成的断路器故障是由于接地故障所导致的，但是接地故障并不会使断路器跳闸，这种情况下就为用电安全产生了一定的危害，所以这时就需要采取低压配电系统附加防护措施[1]。
        绝大部分建筑物内部的配电设计使用的都是TN系统，相关标准表示TN系统在使用自动切断电源的时候需要借助等电位联结。低压配电系统相关规定表示使用自动切断电源电击防护措施能够提升电击防护质量，而TN系统在应用的过程中需要与等电位联结相结合。因为TN系统接线主要分为与大地连接的线和电气装置导电部分的接地线。TN系统电源侧PE线和负荷侧相连接，如果外部电源侧产生接地故障，故障电压就会经过PE线直接传输到其他可导电的金属外壳中，这时就需要设计人员对TN系统的这一故障联动特点给予一定的调整。电气设备分为四类，其中使用较为广泛的是一类，主要是采取自动切断电源方式实现接地防护，这也属于低压配电系统设计中广泛使用的电击防护。断路器和熔断器等保护性质的电气会由于其他因素出现拒动情况，无法发挥其保护作用，所以这时就应该采取附加保护措施提升其防护质量。在电击防护过程设计的时候，等电位联结包含了总等电位联结和辅助等电位联结，总等电位联结可以进一步降低实际接触电压，但是在建筑物与电源距离较远的时候就采取辅助等电位联结的方式进行电击防护。总等电位联结和辅助等电位联结在实际运用的过程中主要是为了更好的将电压降低至安全电压范围内，附加保护中总等电位联结不能单独应用，需要辅以自动切断电源保护[2]。
        剩余电流保护设备也就是电流流入相同一节点的和为0，与TT，TN系统的基础设计理念不同。目前一些国外发达国家在实施低压配电系统保护的时候使用电流保护设备，该设备可以在电流产生损害之前及时切断电流，有效避免了电器灾害的发生。剩余电流保护器对电气回路接地故障有着非常好的防护作用，因为工作原理存在一定的限制，所以剩余电流保护器无法避免故障传导出现电击事故，因此设计人员在实际设计的时候需要对其给予一定的重视。剩余电流保护设备虽然可以实现有效的电流保护，但是在实际运行的过程中还需要辅以等电位联结，提升电击防护效果[3]。
        结语
        总之，低压配电系统作为重要的电力保护系统，需要对其进行有效的电击防护，避免影响低压配电系统的正常运行，降低输电效率。相关人员在对低压配电系统进行设计的时候需要考虑到电击后出现的危险因素，结合低压配电系统的实际特点，使用合理的方式进行电击防护电气设计，并确定保护电器，接地形式等。
        参考文献：
        [1] 张奕.关于高层建筑电气设计中低压配电系统的安全性分析[J].城市建设理论研究（电子版），2018，000（010）：P.1-1.
        [2] 李光曦.农村住宅低压配电系统中PE导体的作用分析[J].农村电气化，2018，000（004）：29-31.
        [3] 黄应强.大型船舶分布式低压配电系统设计[J].舰船科学技术，2018，v.40（04）：80-82.