关于低压电气接地故障和防护研究

发表时间:2020/9/8   来源:《基层建设》2020年第13期   作者:陈锐
[导读] 摘要:低压配电系统中存在接地故障,简单来说就是由于电线对地或者是与地面相关联的导电体之间出现了短路问题,从而引发的一种电气故障。
        身份证号:13112719860504XXXX
        摘要:低压配电系统中存在接地故障,简单来说就是由于电线对地或者是与地面相关联的导电体之间出现了短路问题,从而引发的一种电气故障。一旦发生接地故障,所产生的负面影响是较大的,会影响到与其相关的电气设备,致使设备都出现故障性的电压情况。不仅仅会损坏电气设备的性能,中断设备正常运行的状态,而且会对周围的居民生活的人身安全产生一定威胁,容易使人遭受电击。甚至有可能会因为接地点所形成的电弧电火花而点燃附近的易燃易爆物品,造成大型火灾事故的发生。所以做好低压配电系统中接地故障的分析和保护是一项非常重要的工作,这也是目前电气设计行业着重关注的实际问题。
        关键词:低压电气;接地故障;防护;措施
        1故障分析
        1.1 接地周围设备
        在对故障进行分析时,为了能够深入了解接地故障产生的原因,必须要采取多角度,多层次的观察思维方式。由于目前人们对电力系统的要求越来越高,因此低压配电系统从整体上来看是一个环节复杂,体系庞大的运行系统,而在整个供电系统之中有一个特殊的环节,名为保护接地。这一环节的作用主要体现在故障发生时,例如接地周围设备的保护。如果低压配电系统中带电部分的设备发生了绝缘外壳破裂剥落等情况,这会导致带电的金属直接裸露在自然环境中。在这种情况下,如果其电位与设备本身的电带电定位是一致的,在物理作用下会使得设备的线路与大地之间形成一个无形的巨大电容。这一电容是不可视的。如果工作人员触碰到金属外壳,就会遭受到人体触电的危险。而保护接地简单来说就是通过借助大地的引流作业,以来限制通过人体的电流,从而实现保护人身安全的作用。
        1.2 局限性
        虽然保护接地的用途是十分可取的,但是也要明确这一环节它的应用有哪些局限性。最大的局限性体现在它的应用范围是非常狭窄的,只能适用于已经直接接地的配电系统中。产生这一局限性的原因是由于它的中线点已经直接接地。那么在电气设备发生故障时,短路的形成都是单相接地。如果在这种情况下,短路电流不能够及时地熔断保险丝,或者没能使空气开关进行跳闸,整个设备就会脱离操控,而处在一种长期较大电流的状态之中。这种情况下的危险性是极高的,需要对这一环节给予更多的关注并强化把控力度。
        2 保护措施分析
        2.1 TN系统
        明白了低压配电系统中接地故障产生的诱因之后,需要对其进行针对性保护措施的分析。这些保护措施的根本目的是为了降低事故产生时对周围电气设备和人体产生的安全危害,包括人体触电,电各类电器火灾事故和爆炸事故的发生。这些保护措施除了基本的一些操作如选择合适的配电线路和保护电器开关之外,还要特别关注一些特殊系统的应用。首先TN系统接地故障的保护当中,由于TN系统与其他低压配电系统相比是有其自身独特之处的,所以说在进行相关接地故障的保护措施研究时,首先要做的就是对这一配电系统本身特色的深入贯彻研究。在此基础之上才能够把握好系统的特点,做出更有利于这一系统故障的保护措施。通过调查研究可以发现该系统中的回路阻抗与其他系统相比是更小的,阻抗小也就意味着它的短路电流很大。因此一旦产生故障,进行故障切除和相关保护设备的动作之前,短路电流会在PE线上产生压降。所产生的直接后果就是使得故障设备的外部金属和带上危险的电位。值得一提的是,在TN系统中,PE阻抗在整个故障线路中的总阻抗中所占的比例是非常重的,往往在50%以上,它远远超过了安全电压SON对其所做出的要求。


        2.2 IT系统
        除TN系统之外,还有一个较为特殊的系统,名为IT系统。首先要做的也是对这一系统的进行特色进行分析,可以发现这一系统的主要特点体现在电源中性点不接地上。除此之外,系统中所有设备的直接外露部分都会进行直接接地的处理,或是选择一些较大阻抗的点直接进行接地。受系统本身运行特色的影响,IT系统的使用范围也较为狭窄,多为三箱三线制电路。在客观环境的保障下,设备即使发生故障,设备外壳所带的电压也是远远小于安全电压的。这就意味着IT系统的实际工作原理是在设备故障发生之后,能够借助接地装备的辅助作用来实现对电流的分流。这是因为接地装置的电阻是远远大于人体电阻的,一旦故障发生,大部分的接地电流都会被接地装置的电阻进分流而无法流入到人体。这样就起到了一种间接的人身安全保护作用。目前很多环境条件较差,并且对电力持续性要求较高的场所大部分使用的都是IT供电系统,这主要是考虑到IT系统的安全性好,性能好等诸多优势。并且随着IT系统的不断应用,这一系统已经越来越受到人们的青睐。
        2.3 具体案例分析
        随着人们对低压配电系统接地故障所产生负面影响的认识越来越深入,对于这一方面的理论更新速度也越来越快,随之而来的是技术水平的快速上升和设备的不断更新换代。在这种条件下,最突出的问题就是如何才能够正确的认识问题并且良好地解决这些问题。在低压配电设计规范就已经明确规定接地故障保护在整个保护内容之中所占据的地位是非同小可的,所以在配电线路中必须要配置合理的保护装置,这是解决问题的关键所在。值得一提的是,一定要分清等电位联结和安全接地这两个完全不同的概念。等电位连接简单来说,就是能够在其所起到作用的保护范围内降低两个接触所产生的电压差,由此实现人身免受电击的一种方式,而安全接地则是借助设备直接接地,依靠大地作用采取的一种电流分流安全措施。并且这两种方式的关键作用部分也不同,等电位联结是等电位而不是接地。用相同的概念去理解等电位,不仅仅会出现概念性的偏差错误,而且在实际应用过程中也会产生一些不良影响。在相关接地故障解决的过程当中,一定要根据实际情况做好等电位和接地措施这两者之间的选择。在某地区,因为低压电气在接地方面出现故障而引起的电气火灾现象,该火灾造成了造成该地区大面积的损坏,因此带来了巨大的经济损失。在其过程中会出现接地故障,且故障过程中不仅仅会引起电气火灾现象,而会引起其他自然灾害。根据该案例的警示可以知道在低压电器接地故障方面要提供更多的重视,来减少灾害的出现概率。其电气事故主要包括雷电静电和电磁场等危害,会引起多种故障现象,甚至引发大的自然灾害,如电气火灾对工作人员的生命健康财产安全都造成了极大的危险。因此要对防护措施进行准备,如果产生了损失也要进行相应的防护,使损失降到最小化。就目前的数据来看,在接地故障方面引起电气火灾事件是常有发生的。要追究其产生接地故障的具体原因,才能提出针对性的防护措施。
        3 结语
        综合全文所讲,相信读者对于低压电气中所出现的故障及其应对措施能有一个更全面,更有深度的认识,希望本篇的浅析能够起到一定的借鉴价值,这也是本文的最大意义所在。
        参考文献
        [1] 周宝泉, 吴晓帆. 电气控制柜中低压电气故障分析与解决方法[J]. 数字化用户, 2019(18).
        [2] 倪臻善. 低压配电系统短路电流和保护配合问题探讨[J]. 电力系统装备, 2018.
        [3] 王建华. 低压电气设备发热故障分析及其处理措施[J]. 山东工业技术, 2018, No.257(03):179-179.
        [4] 苏蔚, 蔡凤军. 关于低压配电系统电气故障的分析[J]. 百科论坛电子杂志, 2019, 000(001):312.
        [5] 姜义青. 低压电气设备的故障与维修探究[J]. 云南化工, 2018, 045(004):239.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: