张朱慧1 吴焱2
1中国石油工程建设有限公司西南分公司 四川 成都 610000 2成都市排水有限责任公司 四川 成都 610000
摘要：接地系统作为工厂低压配电设计的重要组成部分，对于供配电系统的整体运行效果产生着至关重要的影响。在接地系统的运行过程中存在着接地故障问题，不仅对工作人员的人身安全造成了威胁，还容易降低低压供配电系统运行的稳定性。因此，工作人员需要采取有效的接地故障保护措施，依据相关标准和要求进行操作，建立接地故障保护系统，从而提高低压供配电系统运行的安全性和稳定性。
关键词：工厂低压配电设计；接地系统；接地故障保护
引言
为全面提高工业生产的效率和质量，工厂在进行工业生产过程中需要应用多种类型的配电设备，同时，电力系统的运行具有一定复杂性，电力能源的应用过程中存在着较大风险，尤其当低压配电接地系统发生故障问题，会造成电力设备大面积瘫痪，进而给工厂造成巨大损失。在工厂低压配电设计中强化接地故障保护工作，有助于最大程度地降低接地故障及风险发生的概率，从而保证供配电系统的正常运行。
1工厂低压配电设计中的接地系统
1.1TT接地系统
TT接地系统是现阶段工厂低压配电设计中接地系统的主要类型，在该接地系统进行工作中通过电源接地和用电设备的保护接地方式有效保证了低压配电系统运行的稳定性。TT接地系统应用的是存在中性点的供电电源，采用电源中性点的接地方式，并用外壳接地法进行用电设备的接地连接，从而有效避免用电设备运行过程中漏电情况的发生。在该接地系统中，供电线路有中性线N线，但没有保护线PE线，用电设备可以采用单相用电或三相用电设备（如图1所示）。同时，利用导线将用电设备的金属外壳与接地体进行连接，如果工厂使用的用电设备较多并且呈现出分散的分布形式，会导致接地系统建设具有更强的复杂性，并造成接地系统运行资金成本的增加。TT接地系统具有以下特点，首先，电源接地系统中没有使用保护线PE线，因此，即使发生漏电情况，也不会导致漏电电流进入其他用电设备而导致用电设备大面积瘫痪的情况。其次，各用电设备采用独立的PE线进行接地，因此能够有效避免各线路出现电磁干扰的情况。除此之外，在接地系统运行过程中，如果出现用电设备漏电问题，会导致接地线路中性点电位的升高，从而增加工作人员触电事故发生的概率。在现阶段工厂低压配电设计中，TT接地系统的应用相对较少，但却取得了较好的效果，因此，在未来发展阶段，工作人员可以进一步对TT接地系统的应用方法进行研究与分析，从而提高工厂低压配电系统运行的安全性和稳定性。
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1.2IT接地系统
在IT接地系统中，电源为非工作接地状态，用电设备保护接地（如图2所示）。在该系统中，只采用三相用电设备进行连接，或者采用额定电压为线电压的单相用电设备。在整个线路中，没有设置保护线PE线和中性线N线，虽然可以设置中性线N线，但必须另外设置电流保护线路才能避免短路故障问题的发生，保证系统运行的安全性和稳定性。IT接地系统的特点为以下几个方面，首先，即使线路中出现单相短路问题，也不会造成整个系统和线路电压的改变，进而可以有效避免用电设备外壳带电的问题，保证系统和用电设备运行的安全性和稳定性，降低工作人员触电事故发生的概率。其次，利用导线将用电设备的金属外壳与接地体进行连接，能够避免用电设备之间电磁干扰问题的发生，进而维护系统的正常运行。IT接地系统在现阶段并未在工厂低压配电设计中得到广泛应用，而在生产易燃易爆危险品的工厂供配电设计中较为常用。
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1.3TN接地系统
在TN接地系统中，通过采用电源工作接地、用电设备保护接零的方法，中性线N线和保护线PE线是系统中的零线。中性线N线和保护线PE线的连接方法根据工作线路的差异进行操作，一般来说，TN接地系统主要分为TN-S系统、TN-C系统和TN-C-S系统。首先，针对TN-S系统而言，中性线N线和保护线PE线从电源中性点开始分离，在供电线路中可以采用单相用电设备和三相用电设备进行连接，在整个线路运行过程中，经过中性线N线的电流相对较小，而保护线PE线没有电流经过，因此能够避免用电设备之间电磁干扰问题。在中性线N线切断时，用电设备金属外壳的接触电压为0，进而能够防止触电事故的发生。电流保护装置能够在发生短路故障时自动切断线路，从而避免用电故障问题的发生，保证工作人员的人身安全。图3为TN-S系统的示意图。针对TN-C系统而言，中性线N线和保护线PE线是合并的，这样的方式能够使线路连接单相用电设备和三相用电设备，在线路运行过程中，电流会经过中性N线和保护线PE线合并线，进而对用电设备的运行造成一定干扰。在线路切断后，用电设备金属外壳的接触电压较高，进而增加了人员触电事故发生的概率。电流保护装置能够在短路故障发生时自动切断线路，进而保证设备和人员的安全。图4为TN-C系统的示意图，该接地系统在用电容量较和接地要求较低的工厂低压配电设计中比较适用。针对TN-C-S系统而言，中性线N线和保护线PE线的前部分是合并的，后部分是分离的，这种接地系统实际上综合了TN-S系统和TN-C系统，同时实现了两个系统特点的有效结合，因此，在整个线路中既可以连接单相用电设备，还可以连接三相用电设备。图5为TN-C-S系统示意图，这种接地系统在使用临时用电设备和永久用电设备的工厂低压配电设计中相对适用。
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2工厂低压配电设计中的接地故障保护措施
2.1 TT接地系统的保护措施
在TT接地系统的保护设计中，需要将漏电保护开关设置在固定区域，从而根据系统和线路运行的基本要求对系统及线路运行的状态进行自动调整，在出现过流现象时要将漏电电流动作值控制在30mA。
2.2 IT接地系统的保护措施
在IT系统出现故障问题时，用电设备金属外壳的电压将达到50V左右，进而威胁着工作人员的人身安全，因此，为避免工作人员发生触电事故，需要将绝缘的监测装置设置在用电设备的外壳上，进而对金属外壳电压值进行监测，一旦发现其接近危险值，要采取有效措施降低外壳的电压，从而防止事故的发生。另外，通过在线路中设置动作保护开关能够避免两相故障问题的发生。针对存在中性线N线的接地系统需要将保护开关动作电流与线路阻抗乘积控制在低于相电压的一半以上，针对不存在中性线N线的接地系统要确保保护开关动作电流与线路阻抗的乘积不超过相电压的0.8倍。
2.3 TN接地系统的保护措施
在TN接地系统的保护中，主要需要利用低压断路器将系统内存在故障问题的线路进行切断。针对TN-S系统和TN-C-S系统而言，需要通过设置短路保护装置实现对系统的保护，再依据对动作开关相关参数以及线路安全性的分析情况选择保护器的型号。针对TN-C系统而言，由于线路中没有设置保护线PE线，因此，在保护装置中要单独设置PE线，从而使该系统转变为 TN-S系统，之后再通过设置保护器的方式保证线路运行的稳定性。
结语
接地系统在工厂低压配电设计中发挥着至关重要的作用。接地故障问题的发生不仅能够影响接地系统及工厂低压配电系统的正常运行，还会对工作人员的人身安全造成不利影响，进而导致工厂面临着较大经济损失。因此，工作人员需要提高对接地故障保护工作的重视程度，通过建立完善的接地故障保护体系，采取科学有效的接地故障保护措施，避免接地故障问题发生的概率，从而维护工厂低压配电系统运行的安全性和稳定性。
参考文献
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