低压电气接地故障及其防护措施
来源:中国防雷
|
作者:王丹丹
|
发布时间: 2020-05-12
|
4852 次浏览
|
分享到:
以保证市政工程施工安全为前提，从低压电气接地故障的形成和消除思路、低压电气接地的基本形式、故障以及可能带来的危害、防护举措 4 方面展开论述，介绍低压电气接地故障对于市政工程质量存在的影响，以期为今后现场施工与管理提供保障。
【摘 要】 以保证市政工程施工安全为前提，从低压电气接地故障的形成和消除思路、低压电气接地的基本形式、故障以及可能带来的危害、防护举措 4 方面展开论述，介绍低压电气接地故障对于市政工程质量存在的影响，以期为今后现场施工与管理提供保障。 1引言 市政工程中的低压配电系统，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的短路问题，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。 2低压电气接地故障的形成与消除思路 市政工程施工期间，接地与黏接是输送安全电能的重要前提，也是保证工程项目电能质量的关键内容。接地系统是故障电流低阻抗的主要获取路径，也对配电系统非载流金属元件电压有限制作用。如果发生低压电气接地故障，低阻抗会使得高故障电流发生流动，同时开启过流保护装置，将故障消除[1]。此外，接地系统支持瞬变转移，使其安全抵达地面。黏合则是原来不带载电流金属部件相连，构成导电路径，保证连接的金属部件在相同电位中，以免危险电压之间出现差异。可以安装接地系统，保证市政工程电力系统的安全运行。通过采用导线大小一致的设备接地导线可以有效降低电路阻抗，将过流保护装置清除故障的时间缩短。所有带有金属外壳的装置全部在电连续系统内黏合，期间需要对设备接地导线的类型进行考虑，用以完善敏感的设备接地导线。 3低压电气接地的基本形式 3.1 TN 系统 TN 系统内部的电源端往往会有直接接地的一点，一般以中性点为主，电气装置外露的可导电部分对中性导体进行保护，或者实现导体和该点的连接，IEC 标准根据 N 线、PE 线连接的要求重新组合，主要有 3 种组合形式，即 TN-S 系统、TN-C 系统、TN-C-S 系统。TN-S 系统内的 N 线、PE 线分别独立运行，在正常运行期间，专用 PE 线中不会有电流流过，N 线会有不平衡电流流过[2]。PE 线和地面之间不存在电势差，所以，主要是利用专用 PE 线实现电气设备外壳的保护接地操作，如此一来也为系统赋予安全性，在独立运行的变配电所内应用。 TN-C 系统内的 N 线、PE 线结合，如果三相负荷平衡性差，那么 N 线上将会有不平衡电流流过，并且形成电位差，电气设备金属外壳对地带电位，从而限制了该系统的运用范围，只能够在三相负荷平衡、管理全封户能力强的工业厂房建筑中使用。
TN-C-S 系统内只有部分 N 线与 PE 线整合，双方分开之后便不会再合并，主要是在建筑物电源为区域变电所的前提下采用。
3.2 TT 系统 TT 系统内的电源端中性点具有直接接地的优势，电气装置外露可导电的部位连接接地极和电源中性点接地的电气，彼此之间相互独立。TT 系统内的 N 线、PE 线之间没有与电相关的联系，处于正常运行的状态下，如果中性线带电，那么 PE线与之相反，即不带电。所以，TT 系统更适合在无等电位联结的环境下应用[3]。 3.3 IT 系统 IT 系统的电源端带电不接地，或者仅有一点阻抗接地，相关电气装置外露部位则直接接地。IT 系统在运行中有极高的安全性，适合在供电持续性强、防电击要求严格的环境中使用。 4低压电气接地故障与影响 市政工作中的供配电系统在运行期间，主要是负载端电气装置的外露导电接地，这种接地形式被称为保护接地。接地故障的形成，是相线与中性线这种带电导体和地面连接导致短路，或者是和大地电气装置内的导电部分连接导致的短路。如果电气装置绝缘破损，会直接出现接地故障，这时不带电金属外壳会有电压存在，人体在间接接触之后会受到电击。 市政建筑电力系统施工期间，如果防护不到位会导致电气火灾，这在所有火灾中是最为常见的一种。接地故障引起电气火灾，结合实际分析可以确定电气短路的火源，即对地电弧、电火花，这 2 点引起电气火灾的概率非常高。组织电气线路施工的过程中，带电导线绝缘外皮长期受到摩擦，必然会出现破损，或者在雷雨天气下遭受雷击，电缆梯架内部线路绝缘在瞬态过电压的冲击下也会出现绝缘损坏的问题。因此，站在机械与电路的角度分析，接地故障发生的概率大于带电导体短路故障。同时，线路对地绝缘能力也超过带电导体，如果发生接地故障，那么由此导致的电弧相比带电体形成的电弧更大，是引起火灾的重要因素，对市政工程质量与人们的人身安全都有极大的威胁。 5低压电气接地故障的防护举措 5.1 未接地系统故障的防护 市政工程电力施工中的未接地系统，可以在产生接地故障时维持系统的正常运行。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，所以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。该系统在运行过程中存在的不足是，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。
