张玉华
身份证号：51342619950102**** 四川 凉山 615200
摘要：现阶段，电力行业发展迅速，核电站多次出现因低压用电设备发生单相接地故障引起的低压变压器零序保护越级动作问题。分析ＴＮ系统接地故障保护设计要求，并就具体问题分析原因给出改进措施，可作为低压配电系统接地故障保护设计参考。
关键词：核电厂；低压配电系统；接地
引言
在电力系统中，低压配电系统是一个重要组成部分，包括变电所、变压器、高压配电线路、低压配电线路、控制保护设备等。系统运行时发生接地故障，不仅威胁到电力系统的运行性能，还会造成经济损失，因此本文结合实践探讨接地保护方式。
1低压配电系统的接地方式
1.1ＴＮ系统
ＴＮ系统即接零保护系统，是将电气设备的金属外壳和零线相连接。其特点有两个：一是设备外壳带电后，该系统能将漏电电流变为短路电流，相比于ＴＴ系统电流更大，此时熔断器的熔丝熔断，断路器立即动作跳闸，促使设备断电，实现安全保护；二是该系统使用的材料少，能节省工时，适合推广应用。ＴＮ系统可划分为三种：（１）ＴＮ－Ｓ，中性线和保护线分开，电气外壳的导电部分和保护线连接，适用于设置变电所的场所；（２）ＴＮ－Ｃ，中性线和保护线合成ＰＥＮ线，电气外壳的导电部分和ＰＥＮ线连接，ＰＥＮ线不和断路器连接，适用于一般工业厂房；（３）ＴＮ－Ｃ－Ｓ，中性线和保护线开始合成ＰＥＮ线，到某点后又分开，电气外壳的导电部分可与ＰＥＮ线连接，也可与保护线连接，适用于不设置变电所的场所。
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系统与TN系统和TT系统最大的不同之处就是，IT系统中性点不接地，其用电设备裸露在外的导电部分在设计的过程中是直接接地的，不需要与电气或者保护线互相连接。IT系统因为电源中性点不接地，因此，接地装置的电压几乎为零。IT系统设备一旦出现接地故障，因为单相对低电流不大，促使电源电压可以保持平衡，该系统设备运行起来更为安全可靠。IT系统之所以可以长时间保证用电安全，是因为IT系统设备一旦出现问题，故障电流数值相对较小，不会对电源本身产生影响，因此，对地故障电压较低，一旦出现问题，不需要通过切断电源的方式进行解决，可以持续进行供电工作。
2低压配电系统接地故障的危害以及出现的原因
接地故障产生的原因也有三个，即：（1）我们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。
3低压配电系统接地故障的保护措施
3.1扩大馈线接地保护配置范围，提高保护动作的灵敏性、快速性
根据核电厂配电系统接地保护现行标准，只有电动机类馈线负荷功率超过一定数值，才考虑配置接地保护，导致大部分电动机负荷没有配置接地保护，需要通过相间短路保护对接地故障进行保护。然而，电动机类负荷因为要考虑躲过电动机启动电流的影响，相间短路保护设定值通常都比较大，相间短路保护灵敏度难以满足接地短路故障的需求。因此，用相间短路保护兼作接地短路保护，往往不能针对电动机接地故障进行快速切除，只能等到接地短路继续发展成相间接地短路，才能由相间短路保护切除故障，延长了保护的动作时间，使设备损害更加严重，同时，还可能导致上游降压变零序电流保护抢先动作，造成越级跳闸。随着技术的发展，配电盘的制造工艺越来越模块化、智能化，接地保护继电器也越来越微机化、小型化，增设漏电保护继电器和剩余电流互感器所需的空间、成本等限制条件不再突出，可以考虑针对所有电动机类负荷配置接地保护，以实现接地故障的全范围保护，提高接地故障保护动作的灵敏性、快速性。
3.2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我们很容易发现存在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。如果我们使用熔断器为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我们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。
3.3IT系统接地故障的保护
（１）在变压器的低压侧、出线的回路上，均要安装电流保护设备，发生短路、过负荷情况时，能及时发挥保护功能。（２）在变压器的低压侧，中性线不能为２２０Ｖ单相供电。（３）如果使用带电导体，就不能直接接地。（４）检查三相的对地绝缘值，正常运行状态下需确保泄漏电流低于３０ｍＡ。（５）不论是低压侧的中性点，还是各出线回路的终端相线，为了防止高压击穿，都要使用高压击穿熔断器。
3.4TN系统接地故障的保护
1）接地故障保护对时间的要求。TN系统中一旦发生单相接地故障，故障回路产生较小的阻抗，接地故障短路电流相对较大，可以有效保护设备。但是一般在对设备进行保护之前，电流通过保护线和保护中线，电压有所下降，造成故障设备的金属外壳带有危险电位。通常来说，保护线和保护中线的阻抗总和超过故障线路总阻抗的1/2，所以，金属外壳所带的危险电压通常超出安全电压50V，该点位可以沿着保护线以及保护中线在非故障设备的金属外壳继续传播。为了避免人体触及带有故障电位的用电设备外壳时间超过相应的安全阀值，必须立即切断故障线路，所以，对保护设备断开时间的要求相对较高。2）接地故障保护的办法。一般来说，TN系统具有较大的接地故障短路电流，可以保证设备继续工作，所以，TN系统通常选择过电流对接地故障进行保护。TN系统随着时间的推移，PE线中连接接头的接触电阻因为系统内部原因有持续增加的趋势，但是这种趋势不容易被工作人员发现，电阻增加可能会限制故障电流，进而阻碍过电流对设备的接地装置进行保护，最终造成电击隐患。
结语
通过扩大接地保护配置比例、规范开展接地保护定值复核、提升剩余电流互感器性能等各项措施，不断总结经验，优化核电厂低压配电系统接地保护配置，能够有效解决接地保护拒动、越级跳闸等问题，提高核电厂低压配电系统供电可靠性。
参考文献
[1]魏正光，邱栓.化工装置低压配电系统接地故障保护的探讨[J].化工管理，2016(36):22.
[2]宋鹏飞，蔡三艳.核电厂核级配电盘越级跳闸问题分析与解决[J].电气技术，2015（10）：123-125.
[3]宁庆华．低压配电系统中接地故障的防护探讨［Ｊ］．科学与信息化，２０１９（１１）：５４.