如果客户所在的公用配电网络是三相三线制系统,客户应该统一采取IT接地保护;
如果客户所在的公用配电网络是三相四线制系统,则应采用保护接零系统即TN系统,也就是TN-S、TN-C或TN-C-S其中之一,当然电气设备外壳同时接地也是可以的,其前提条件是电气设备外壳必须进行保护接零。
应该特别注意,在中性点接地的三相四线制低压电网中,不可以有个别设备只接地而不接零,因为个别设备只接地而不接零会发生以下危险:如图5,当只接地而未接零的设备D漏电时,电流通过Rb和RN构成回路,由于经过两个接地电阻,而且Rb往往较大,所以漏电电流不会很大,断路器可能不动作,电源切断不了,故障可能长时间存在。从图5中可以看出,该设备的对地电压为Ud=U
而零线的对地电压为
U0=U
由于RN和Rb在同一数量级,数值相当接近,所以Ud和U0较高,可以达到相电压的一半或更高,这样不但使漏电设备的外壳有对地电压,而且所有与零线相接的设备外壳都将带电,并且可能是带危险电压,这就大大增加了工作人员触电的危险性。
在这里需要说明的是客户所在的公用配电网络是三相四线制时,一般情况下,不能采用TT系统,即不能单纯采取保护接地措施。因为在这种系统中当某一相线直接连接设备金属外壳时,其对地电压几乎不可能限制在安全范围内,对于一般的过电流保护实现速断也是不可能的。其原因前面2.2中已有详细论述,如果采用TT系统,可装设剩余电流保护装置RCD或过电流保护装置,并优先采用前者。并且系统内各用电设备的接地宜连成整体,以便实现速断,保证安全。
如果客户所在的公用配电网络是三相五线制系统,那无疑TN-S系统是最好的选择。
4.2 规范并采用高安全度的接地保护与接零保护系统
凡是新建、扩建、企事业、商业、居民住宅、智能建筑、基建施工现场及临时线路,应该实行三相五线制供电方式,做到保护零线和工作零线单独敷设。对现有企业应逐步将三相四线制改为三相五线制供电。为实现这个目标,应规范客户受电端建筑物内的配电线路设计、施工工艺标准和要求,通过对新建或改造的客户建筑物的室内配电部分,实施以局部三相五线制或单相三线制,取代TT或TN-C系统中的三相四线制或单相二线制配电模式,可以有效实现客户端的安全保护。所谓“局部三相五线制或单相三线制”就是在低压线路接入客户后,客户要改变原来的传统配线模式,在原来的三相四线制和单相二线制配线的基础上,分别各增加一条保护线接入到客户每一个需要实施接地(或接零)保护电器插座的接地线端子上。为了便于维护和管理,这条保护线的室内引出和室外引入端的交汇处应装设在电源引入的配电盘上,然后再根据客户所在的配电系统,分别设置保护线的接入方法。
对于基建施工现场及临时线路,要按照国家标准《施工现场临时用电安全技术规范》的要求,供电系统严格实行三相五线制,即采用TN-S系统。
5.
5.1 提高广大电力客户对配电保护系统重要性的认识和知识水平
政府有关部门和厂矿企业应加强对电力客户和群众用电安全知识的学习和教育,培养合格的电气工程技术人员,使其掌握电气安全技术知识,同时在群众中普及安全用电常识,提高电气工程技术人员和群众的安全意识。
5.2 做好IT系统的等电位联接
在不接地IT配电网中,即使每一用电设备都有合格的保护接地,但各自的接地装置是互相独立的,如图6所示,在这种情况下,当发生双重故障,两台设备不同相漏电时,两台设备之间的电压为线电压,两台设备对地电压分别为
UE1=和UE2=
式中,U为相电压;RA1和RA2分别为两台设备的保护接地电阻,在同一数量级,值相近,根据以上公式进行计算,两台设备的对地电压一般均在190V左右,这种电压能给人以致命的电击,这种状态是十分危险的。如果像图中虚线那样,进行等电位联结,即将两台设备接在一起(或将其接地装置联成整体),则在双重故障的情况下,相间短路电流将促使短路保护装置动作,迅速切断两台设备或其中一台设备的电源,以保证安全。如确有困难,不能实现等电位联结,则应安装漏电保护装置。
5.3 接地电阻应符合标准
因为故障对地电压等于故障接地电流与接地电阻的乘积,所以,各种保护接地电阻不得超过规定的限值。对于低压配电网,如配电容量大于或等于100KVA,由于分布电容很小,单相故障接地电流也很小,限制电气设备的保护接地电阻不超过4Ω即能将其故障时对地电压限制在安全范围以内;如配电容量在100KVA以下,由于配电网分布范围很小,单相故障接地电流更小,限制电气设备的保护接地电阻不超过10Ω即可满足安全要求。
5.4 规范重复接地
TN系统中,中性线上除工作接地外,其他点的再次接地称为重复接地。重复接地具有以下作用:减轻PE线或PEN线意外断线或接触不良时接零设备上电击的危险性;减轻PEN线断线时负载中性点“漂移”。TN-C系统的零线断开后,如断线后方有不平衡负荷,则负载中性点发生电位“漂移”,使三相电压失去平衡,可能导致接在一相或两相上的用电器具烧坏。同时可以进一步降低故障持续时间内意外带电设备的对地电压,缩短漏电故障持续时间,所以应十分重视重复接地。
按照国家规定,以下处所应装设重复接地:架空线路干线和分支线的终端、沿线路每间1km处、分支线长度超过200m的分支处;线路引入车间及大型建筑物的第一面配电装置处(进户处);采用金属管配线时,金属管与保护零线连接后做重复接地;采用塑料管配线时,另行敷设保护零线并做重复接地。当工作接地电阻不超过4Ω时,每处重复接地电阻不得超过10Ω;当允许工作接地电阻不超过10Ω时,允许重复接地电阻不超过30Ω,但不得少于3处。
5.5 正确利用和装设接地装置
接地装置由接地体(极)和接地线组成。接地体分为自然接地体和人工接地体;相应地,接地线也分为自然接地线和人工接地线。
用于其他目的,埋设在地下的金属管道(有可燃或爆炸性介质的除外)、金属井管、与大地有可靠连接的建筑物及构筑物的金属结构、水工构筑物及类似构筑物的金属桩等自然导体均可用作自然接地体。