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建筑物电气接地配置关键部件的调控功能及保护措施
判断接地系统的设计水平高低的重要指标之一是:能否为各种干扰源/地电流提供低阻抗型泄放通道,以确保在各IT设备之间实现等电位连接。不同接地系统的兼容性,同一电源供电的不同建筑物,可分别采用TN和TT系统。
同一建筑物内宜采用TN系统或TT系统中的一种。如果能够分设接地极,二者也可以兼容;由TN系统向局部TT系统供电没有任何问题,如室外照明。同一电源供电范围内,IT系统不能与TN系统或TT系统兼容。同一建筑物内IT系统可以与TN系统或TT系统兼容,只要IT系统与T字头的系统不并联运行。
系统接地型式和保护导体,是自动切断电源法的重要组成部分。外露可导电部分接PE线,PE线按不同系统的要求接地。可同时触及者应接到同一个接地系统上。低压电气装置各种系统的接地要求如下:TN系统外露可导电部分应通过保护导体与电源系统的接地点连接。一般情况下应满足的条件:Z sIa≤U 0;为减小故障回路的总阻抗Z S,PE线应尽量靠近相线。相对地故障的异常情况下:R B/R E≤50(U0~50);TT系统受同一保护电器保护的所有外露可导电部分应接至共同的接地极上。中性线不应重复接地应满足的条件:R AI a≤50V;IT系统装置的任何带电导体不应直接接地。外露可导电部分单独地、成组地或集中地接地。
单独或成组接地时,第二次故障的保护应符合TT系统的要求;集中接地时,第二次故障的保护应符合TN系统的要求。应满足的条件:R AI d≤50V。
为了使用电气设备和相关用电系统的具有安全保障,需要采取各种措施来防止使用人员发生触电的危险,同时也减少各种电器设备用具的损耗率,延长设备电器的使用寿命。因此,就利用大地的导电性,在其中一处任何一点的通常电位为零。利用大地的这一特性,把低压配电系统的工作接地相连,当发生故障时候,可以迅速快捷地切断电源,缩短事故时间,保障安全。同时,对于各种电器设备,将其外表金属接触大地,在人与之接触时候,通过人体的电流会变得很小,大大地减少了触电的几率,保证了居民的生命安全。
低压配电系统接地是十分重要的,它与采取什么样的电击防护措施,选用什么样的保护装置,这些防护措施怎样实施,都与配电系统接地有关系。如果选择不当,不但不能实现所要求的保护,反而会降低供电系统的可靠性。在我国的电网中TN、TT、IT并存使用,但同时也存在着许多不足和缺陷,给人身安全带来一定的威胁。为了提高低压配电系统安全用电水平,人们发现漏电保护装置(RCD)的应用在很大程度上弥补了这些缺陷,从而防止触电和火灾事故的发生,大幅度提高安全用电水平。低压电气装置的主要接地配置如下:
TN系统不存在应力电压升高问题。防电击的措施如下:故障电压能在规定的时间内被切断;或建筑物内实施总等电位联结,“接触电压实际为0V”;或低压系统接地单设接地极。
TT系统不存在接触电压升高问题。防绝缘击穿的措施如下:应力电压及其切断时间适合低压设备的绝缘水平;或低压系统接地单设接地极;降低高压接地故障电流和接地电阻,使其乘积不超过1200V。高、低压系统分设接地极时,所内低压设备的应力电压将升高I mR ,应在与其绝缘水平相对应的时间内被切断。IT系统中的漏电保护器主要用于切除两处异相同时接地故障。应根据具体情况按需要装设。IT系统两处异相同时接地故障,IT系统内外露导电部分分别装设接地极,这时故障电流流经两个接地极电阻,故障回路的切断应符合TT系统接地故障保护的要求。
IT系统两处异相同时接地故障,IT系统内外露导电部分公用一个接地极,这时故障电流将流经PE线形成的金属短路,故障回路的切断应符合TN系统接地故障保护的要求。为了用电安全,采用了接地故障保护后仍需要可靠的接地采用等电位联结。等电位联结的作用是降低故障情况下,电气设备间、电气设备与其他设备间的接触电压,使人体在接触时身体所承受的电压降至最低。当过电流保护电器不能满足要求时,可以采用带有单相接地保护的断路器或者进行设零序电流保护措施。断路器的单相接地保护功能的实现原理有剩余电流型和零序电流型两种。剩余电流型是利用四个电流互感器分别检测三相电流和中性线(N线)的电流。无论三相电流平衡与否,则此矢量和为零(严格讲为线路与设备的正常泄露电流);当发生某一相接地故障时,故障电流会通过保护线PE及与地相关连的金属构件,此时电流为接地故障电流加正常泄露电流。接地电流达到脱扣器整定电流时,即可报警或驱动短路器动作,实现单相接地保护。零序电流型是在三相上各安装一个电流互感器,检测三相的电流矢量和,即零序电流I O(I a+I b+I c+I n=I o)当发生某一相接地故障时,此时电流为接地故障电流加正常泄露电流,与脱扣器整定值比较,即可区分出接地电流,实现单相接地保护。
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