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简析低压电气接地的故障及其防护措施

发表时间：2021/4/20 来源：《基层建设》2020年第32期作者：常畅

[导读] 摘要：当低压电气设备发生接地故障时，常常会影响到工业生产所需要的正常、稳定的电力供应，甚至会威胁到人们的生命财产安全。

        深圳市建筑设计研究总院第二分公司 518000
        摘要：当低压电气设备发生接地故障时，常常会影响到工业生产所需要的正常、稳定的电力供应，甚至会威胁到人们的生命财产安全。因而，加强对接地故障问题的防护工作显得十分重要。本文主要探究了低压电气接地的故障分析及其防护措施。
        关键词：低压电气接地；故障；防护措施
        引言：低压配电系统在运行期间如果遭受线路绝缘破损、异物入侵，或者因外力破坏引发短路问题，被统称为接地故障。低压电气接地故障发生之后，原本系统中不带电的外露可导电部分会形成电压，若与人体接触，便会引发触电事故。所以，根据配电系统接地的基本形式、采用的电气设备型号，做好低压接地故障防护非常重要。
        一、低压电气接地的故障分析
        接地故障在低压电气中经常发生，若是低压电气中的电线或是绝缘线路受损，则必定导致电路的对地绝缘能力下降，进而引起泄漏电流增多，引发配电线路的接地故障。可将单相接地故障中的对地泄漏电流分成以下几种，即接地故障导致的泄漏电流以及日常运作时产生的泄漏电流。在发生接地故障时，导体设施的金属物质与接地设施的金属物质会发生连接，从而对电阻功能带来干扰，使得电流增大生成故障电流，给线路中的熔断装置和保护装置造成影响；而在非金属设备方面，若是接地设施的金属物质与故障节点存在连接，便会引发极为严重的电弧放电，若是电弧放电散发的温度过高，则势必会导致电气设备无法正常、稳定的运行。所以，电气设备巡查维修人员应当严格仔细的防范由于接地设备故障而引发的安全问题，尤其是要注重强化对电气设备的定期巡检与检修工作。当接地故障已经发生时，需要立即确定故障位置，对其进行维修，以免酿成更严重的事故。
        二、低压电气接地中故障的防护措施
        1、合理选择接地体
        接地电阻的主要作用是对接地状态进行衡量，所以接地电阻数值会对接地跨步电压以及接触电压造成直接影响。接地电阻值降低，在出现触电现象之后，跨步电压、接触电压值也会随之降低，危害到工作人员的人身安全。接地保护系统设计阶段，工作人员要综合分析相关影响因素，一方面要考虑到系统性能，另一方面则要保证系统运行经济性，选择合适的接地体。为此，工作人员要先采用自然接地体，充分发挥这一接地体的优势达到节省投资成本的效果。若实地测量环节，发现自然接地体电阻与接地电阻值、热稳定要求相符，无需安装人工接地体，如果测量发现差异，则要安装人工接地体。具体在安装人工接地体时，主要有垂直、水平两种方法，需要结合所在地区环境条件予以确定。若在沙土壤地区组织生产，考虑到地电位分布衰减速度过快，安装人工接地体多采用垂直法。接地体直径并不会对接地电阻造成较大的影响，但是考虑到机械强度，钢管管壁厚度必须要超过3.5mm，直径则要控制在25-50mm，角钢参数以30mm×30mm×4mm为准。
        2、低压配电设备安全保护
        低压配电设计和接地保护的主要目的和核心内容就是要保证接地的安全性和稳定性，避免事故的出现，用电主体和接地保护的安全稳定有着直接的联系，在设计过程中设计工作人员要为接地系统配置保护设备。设备主体的电路或者运行出现问题后可以将建筑的电力供应及时截停，保证将故障的损失降到最低，从而提升低压配电线路的安全性。接地保护设计不仅对电气设备有一定的保护作用，对用户居民以及电路的维修人员的生命安全也有保护作用。要想保证供电的安全性和稳定性就要做好接地保护设计工作，相关的技术工作人员在进行建筑电气低压配电接地的过程中要和用电设备进行有效结合，明确重点保护的设备位置，确保设备可以和系统保持等电位连接，可以有效避免供电系统受到外界因素的影响。

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接地保护系统的主要保护方法就是利用接地方式来对供电系统设备提供保护，避免用电设备受到强电流的冲击，如果有较强电流的通过，接地系统就要发挥自身作用切断设备电源，通过高对抗和高电阻的方式对设备的通过电流进行有效控制。
        3、接地故障的处理措施
        应当对输电、配电线路与设备等加以合理分级，进行分级保护。按照设备登记，对输电与配电总进线、主干线以及支线的各个级别作出严格划分，并根据对应的等级选取合适的漏电设备保护装置。合理制定输配电线路的保护措施，保证在接地输电、配电线路在故障出现时可以立即断连；选取合适的漏电保护装置来保障低压输配电线路的接地安全性。保护装置能够在出现漏电问题时迅速切断接地线路，进而防止形成接地电弧，进而有效防范接地故障问题的发生。在漏电保护装置型号选取方面，应当对泄漏电流量加以详细计算，要能完全避免发生因泄漏电流太大而造成的人员触电事故；在解决保护所引发的接地故障时，可对残留电流加以充分利用。在线路中若是出现严重的电流泄漏问题，其中性电流和三相负载电流的矢量和将为零值。由单相引发的接地故障中，故障电流会经过PE线与地层形成回路，以此防止两者矢量和为零。残余电源电路动作电流将高于输电线路与电气设备的泄漏电流，使得接地故障获得有效解决，并且电力系统也会保持稳定运转，使得供电更加安全、可靠。
        4、未接地故障的处理措施
        低压电气接地故障的形成，会导致接地系统跳闸的现象，但若缺少电气系统接地，那么故障电流值过低，只能支持电容通过，也不会影响设备正常运行以及工作人员安全。未接地系统在运行过程中出现第二次故障，会停止供电运行，随后引发相间故障，开启过流保护运行。未接地操作初始故障可能会带来线路电压，并且作用于相电压设计，如若故障系统长期维持在运行状态下，便会引发相应的故障。另外，工作人员也可以在变电站主电源中性点、电网接地桩2个装置中间连接电阻，达到电阻接地的效果。电阻接地有高电阻、低电阻2种选择，其中低压系统主要是以高电阻接地为准，高压系统则优先采用低电阻。通过电阻接地可以控制故障电流，为电气设备提供保护，以免设备损坏扩大低压电气接地故障的影响范围。其中需要注意，采用低电阻接地限制电流，可以将其控制在几百安培，而工作人员则务必要保证漏电保护操作的灵敏性。
        5、应用新技术和新设备
        第一，自动接地选线装置。其可以将单相接地故障的配电线路自动选择出来，而且时间不长，精确度相当高，提升供电的安全性和稳定性，以避免单相接地故障的发生。然而必须要注意零序电流感应器和此装置的相结合使用，不然就很难将其自身的作用充分发挥出来。第二，对金属氧化物的避雷装置进行运用，此装置具有显著的放电效果，即便是非常严重的雷击，其也可以承受，而且其结构并不复杂，运行相当稳定，可以减少过电压。第三，单相接地故障的检测系统。通过将单相接地故障的指示灯安装在配电线路上，可以将有关设备的区段指示出来。一旦配电线路发生单相接地故障，必须要结合故障指示器的颜色辩护，立即找到故障位置的实际范围，及时找到故障地点。
        三、结束语
        新时期人们对建筑质量的要求越来越高，而且建筑之内各种线路的配备也越来越完善、健全。电力系统中的接电系统，其技术设计一直是相关人员的重点攻克难题。相信通过不断的探索，未来的用电接地系统，会满足人们日常生活中对于低压用电的要求，并且保障其安全性、可靠性，为居民提供最优质的居住环境。
        参考文献：
        [1]张克友.配电低压配电故障原因及防范措施分析[J].科技创新导报，2018，15（17）：30+32.
        [2]俞国标.低压配电线路常见故障的防护策略研究[J].中外企业家，2018（36）：222.
        [3]赖景森.低压配电线路的接地故障保护分析[J].现代建筑电气，2018，（06）：10-13.