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摘要:电力中所需要的物料本身特点,一旦出现火花就会非常容易出现爆炸,导致火灾或者是更为严重的安全行为。据研究发现,大部分的火灾和安全事故的发生原因都是电气的缘故,而且都是发生在低压配电装置中,也就是装置中的设计、安放以及维修失误中出现的问题。本文对电力中的低压配电系统的不同特点进行了详细的分析和研究,叙述了适合电力的接地方式,深入研究接地电故障保护,并且提出了相应的措施,对系统用电安全有一定的积极意义。
关键词:低压配电;接地故障;TN系统;TT系统
1不同的接地方式
1.1TN系统
简称TN接地系统,也就是各个接地点的位置在各个电源处的接地系统,一般称其为一种中性点导线接地,往往为了能够使各个接地点的位置更好避免内部遭到触电破坏或者维护人员在靠近后就会发生一些触电破坏现象,会将一些用电保护设施的内部袒露在外面的一些可以发生导电的部分用来进行漏电保护,通常会选择使用漏电保护中性线和漏电保护线等也即中性PEN线和保护PE线的接地方式与各个接地点连接起来。
1.2TT系统
TT系统指的是直接接地,袒露在外的可以导电的部分在工程设计的时候和电气连接起来,将其与电源系统的接地极分开放置,因此并不需要对设施袒露在外的部分提供保护措施,这也是和TN系统不一样的地方。电气装置中的保护线在TT系统是相互独立的部分。在TT系统工作的时候,所有电子装置袒露在外的部分即是低电位。所以因为保护线在TT系统中互相独立,在电气设备出现问题后也不会与TN系统一样使故障在整个系统中传播,因此系统中的故障电压是比较安全的,很少出现一个装置出现问题故障后使得另一个装置也出现问题。
1.3IT系统
IT系统中的中线点不接地,用电的设备袒露在外面的导电部分在设计的时候是直接接地的,并不与电气亦或是保护线连接起来,这是与TT系统和TN系统最大的不同点了。由于IT系统的电源中性点不接地,所以接地装置中的电压是基本为零的。在IT系统出现故障的时候,由于单相对低电流较小,使电源电压基本可以保持在平衡线以内,也就在系统设备运行的时候增加了安全性和可靠性。IT系统在人们生活中之所以能够长期保证用电安全,是因为IT系统中的设备假如出现了问题,其故障中的电流数值也是相比于其他数值比较小的,对电源自身产生的问题很小,所以对地故障电压也是很低的,假如出现问题也不需要将电源切断来解决,使设备可以继续供电工作,不受影响。
2低压配电系统保护的要求
因为低压配电系统很容易出问题而且在使用中需要满足各种不同的工程的要求,因此,保护低压配电系统的手段也是很复杂的,所以要将出现的故障进行分类,再将设备适用的工程要求放在首位来安排所需要的保护手段。
3低压配电系统接地故障的危害以及出现的原因
大部分的电气事故都是因为电能不受控制以后导致人的身体触电从而发生严重的事故。而且低压配电系统接地发生故障后会大大增加火灾发生的几率。主要原因包括三个方面:(1)接地故障导致电压起火;(2)接地故障中的电流较大,增加火灾发生的概率;(3)设施中保护地线的接线端接触出现问题,导致了火灾的发生。接地故障产生的原因也有三个,即:
(1)在应用系统的过程中,对定时维护的重视度不高,使得设备的线路进水或者被虫子和老鼠啃咬,线路受损程度大;(2)没有用具备专业素质的工作人员安装低压配电系统,无法保证较高的安装质量;(3)系统中所用到的电气产品可能是不合格产品。
4低压配电系统接地保障的措施
配电接地短路故障主要表现短路为由三相线和中性线等各种带线的带电导体和其在地面之间连接形成的导电短路连接现象,地面短路指的也就是大地以及和大地直接相连的各种电气线路装置中经常存在的一个导电短路部分。如果说带电装置外壳中的金属绝缘部分被直接损伤或烧毁掉或者让其直接裸露在高温空气中,接地电路故障可能发生的最大概率是以直线方式上升,使之前不存在带电的装置金属外壳上仍然存在设定电压,以及之后出现无法解除设定电压的异常情况,然后直接造成威胁现场工作人员的安全问题。另外在电气接地短路故障中经常出现的对地交流电弧和短路电火花等,其中出现的概率最高的也是电气元件短路中的起火缘。为了有效减少由于人体间接发生触电和由于电气原因导致的触电事故的频繁出现,应该把一种科学的有效的预防手段运用扩大到预防接地电的故障中。这些传输方式配电手段的实施速度应该和用于配电传输系统的接地保护方式可以结合使用起来,在选择可以保护电器的电路整定线和配电接地线路时也就是应该需要多加小心,选择现在一些质量比较合格的配电产品,减少触电事故可能发生的最大概率。
4.1对TN系统接地故障的保护
现在TN电路系统中会不断出现一些类似于电路单相接地的短路故障,在多次电路实验中可以发现该故障的单相回路接地阻抗其实应该是比较小的,只要能够保持单相短路时的电流高一些,就已经能够有效确保电路设备可靠正常动作,排除可能出现的短路故障。但是在正确保护故障设备前,电流在故障保护线上可能会同时出现较大压降,使在故障用电保护设备上的在金属外壳可能出现较危险的高压电位,而且因为故障保护电导线的阻抗电位数值在很大程度上已经超过了所有故障保护电路的总的阻抗数值,让在在金属外壳上可能出现的较危险的高压电位远超过了安全性的电压保护范围。同时为了能够阻止任何人的手和身体遭受触碰,使用到这种超过了安全保护范围的自动用电保护设备而其外壳的主要故障是低电位而它使用的是大电流,这就对故障保护线路设备使用提出了更高的技术要求,使其人员可以及时发现解决可能出现的异常故障保护问题,切除可能出现异常故障的保护线路。为了确保使用人员在使用的时候也不会发生危险将安装剩余电流保护设备用作放电电击。在故障线路总阻抗的1/2小于保护线以及保护中线的阻抗总和的时候,金属外壳的危险电压往往会超过50V,在这个点位没有出现故障的设备的金属外壳还在沿着保护线和保护中线仍然传播着。
4.2对TT系统接地故障的保护
系统在每次出现针对单相的电路接地电阻故障的保护时候由于系统本身结构设计的一些问题,它的接地故障保护电路中往往包含了不能袒露故障在外的只有导电电源部分的单相接地极和没有电源部分接地极的单相接地故障电阻,与其他系统相比之下很容易发现存在TT系统故障中的接地故障电路回流电压阻碍保护抗拒更大,接地电阻故障中可能存在的故障电流阻碍数值更低,无法直接达到故障电流阻碍保护的工作灵敏度更高要求。如果使用熔断器为20A的设备作为接地故障的保护设备,那接地的电阻就应该在0.6V以内,那如果换成了32A的断路器的话,接地电阻就应该降为0.4V了。显然这么低的电阻在实际的施工和生活中是不存在的。保护设备不同的话,设备值也就会出现很大的差异。
5结语
综上所述,通过了解低压配电系统的类型和特点,在接地故障不同的时候也应该采取不同的保护措施,在接地系统的保护中不管使用哪种方法,都对相关的设计人员提出了相关的安全要求,让其对系统的用电环境进行充分的了解,同时在根据国家的相关标准前提下,制定出科学的有效的保护措施。
参考文献:
[1]高建玲,吴山川.电力低压配电系统接地故障保护探讨[J].工程建设与设计,2019(11):72~74.
[2]魏正光,邱栓.电力低压配电系统接地故障保护的探讨[J].电力管理,2016(36):22.
[3]张亚梅.石油电力企业生产装置供配电系统的节能措施及应用[J].电力设计通讯,2016,42(11):97+109.