矿山低压配电网络的接地及接零保护的几种形式讨论

    艾尔肯．阿布都热合曼　殷建平

    摘要：本文讨论针对我国当前矿山低压配电网中存在的三种不同性质的保护接地方式，提出了供电企业在实际工作中应如何指导正确使用和当前矿山低压配电网保护接地的使用，在低压配电系统中，接地是比较重要的一个环节，良好的接地装置是保障设备及人身安全的一部分，以及在具体使用中应当注意的问题。

    关键词：低压配电系统保护方式；负荷端保护接地；应注意的问题

    1 低压配电系统保护方式的比较

    低压配电系统分为三种保护方式，即ＴＮ、ＴＴ、ＩＴ三种形式。

    ＴＮ系统：电源变压器中性点接地，设备外露部分与中性线相连。

    ＴＴ系统：电源变压器中性点接地，电气设备外壳采用保护接地。

    ＩＴ系统：电源变压器中性点不接地（或通过高阻抗接地），而电气设备外壳电气设备外壳采用保护接地。

    1．1 ＴＮ系统

    电力系统的电源变压器的中性点接地，根据电气设备外露导电部分与系统连接的不同方式又可分三类：即ＴＮ-Ｃ系统、ＴＮ-Ｓ系统、ＴＮ-Ｃ-Ｓ系统。下面分别进行介绍。

    1.1．1 TN-C系统

    其特点是：电源变压器中性点接地，保护零线（ＰＥ）与工作零线（Ｎ）共用。

    它是利用中性点接地系统的中性线（零线）作为故障电流的回流导线，当电气设备相线碰壳，故障电流经零线回到中点，由于短路电流大，因此可采用过电流保护器切断电源。ＴＮ-Ｃ系统一般采用零序电流保护；

    ＴＮ-Ｃ系统适用于三相负荷基本平衡场合，如果三相负荷不平衡，则ＰＥＮ线中有不平衡电流，再加一些负荷设备引起的谐波电流也会注入ＰＥＮ，从而中性线Ｎ带电，且极有可能高于５０Ｖ，它不但使设备机壳带电，对人身造成不安全，而且还无法取得稳定的基准电位；

    ＴＮ-Ｃ系统应将ＰＥＮ线重复接地，其作用是当接零的设备发生相与外壳接触时，可以有效地降低零线对地电压。

    1.1．2 TN-S系统

    整个系统的中性线（Ｎ）与保护线（ＰＥ）是分开的。（１）当电气设备相线碰壳，直接短路，可采用过电流保护器切断电源；（２）当Ｎ线断开，如三相负荷不平衡，中性点电位升高，但外壳无电位，ＰＥ线也无电位；（３）ＴＮ-Ｓ系统PE线首末端应做重复接地，以减少PE线断线造成的危险。（４）ＴＮ-Ｓ系统适用于工业企业、大型民用建筑。

    1.1．3 TN-C-S系统

    它由两个接地系统组成，第一部分是ＴＮ-Ｃ系统，第二部分是ＴＮ-Ｓ系统，其分界面在Ｎ线与ＰＥ线的连接点：当电气设备发生单相碰壳，同ＴＮ-Ｓ系统；当Ｎ线断开，故障同ＴＮ-Ｓ系统；ＴＮ-Ｃ-Ｓ系统中ＰＥＮ应重复接地，而Ｎ线不宜重复接地。ＰＥ线连接的设备外壳在正常运行时始终不会带电，所以ＴＮ-Ｃ-Ｓ系统提高了操作人员及设备的安全性。施工现场一般当变台距现场较远或没有施工专用变压器时采取ＴＮ-Ｃ-Ｓ系统。

    1．2 ＴＴ供电系统

    电源中性点直接接地，电气设备的外露导电部分用ＰＥ线接到接地极 在采用此系统保护时，当一个设备发生漏电故障，设备金属外壳所带的故障电压较大，而电流较小，不利于保护开关的动作，对人和设备有危害。用不小于工作零线截面的绿/黄双色线（简称PT线），并联总配电箱、分配电箱、主要机械设备下埋设的几组接地电阻的保护接地线为保护地线，用绿/黄双色线连接电气设备金属外壳。ＴＴ系统在国外被广泛应用，在国内仅限于局部对接地要求高的电子设备场合，目前在施工现场一般不采用此系统。但如果是公用变压器，而有其它使用者使用的是TT系统，则施工现场也应采用此系统。

    1．3 IT系统

    电力系统的带电部分与大地间无直接连接，而受电设备的外露导电部分则通过保护线直接接地。接地保护与接零保护统称保护接地，是为了防止人身触电事故、保证电气设备正常运行所采取的一项重要技术措施。主要表现在三个方面：是保护原理不同。接地保护的基本原理是限制漏电设备对地的泄露电流，使其不超过某一安全范围，一旦超过某一整定值保护器就能自动切断电源；接零保护的原理是借助接零线路，使设备在绝缘损坏后碰壳形成单相金属性短路时，利用短路电流促使线路上的保护装置迅速动作；是适用范围不同。根据负荷分布、负荷密度和负荷性质等相关因素，将上述两种电力网的运行系统的使用范围进行了划分；是线路结构不同。接地保护系统只有相线和中性线，三相动力负荷可以不需要中性线，只要确保设备良好接地就行了，系统中的中性线除电源中性点接地外，不得再有接地连接；接零保护系统要求无论什么情况，都必须确保保护中性线的存在，必要时还可以将保护中性线与接零保护线分开架设，同时系统中的保护中性线必须具有多处重复接地。

    2 矿山低压配电网负荷端保护接地

    我们知道，我国的电器大多采用三芯电源线配三脚电源插头或四芯电源线配四脚电源插头，对于三相四线制的电器设备，电器外壳会另附一根黄绿两色的保护接地线，以便在电器工作时实行保护接地。由于现行的公用配电网络中，并没有采用统一专用的接地（或接零）线与之相适应。同时，每一个客户并也不是都具备这方面的专业技术知识，再加上居住条件的客观环境、房屋配电系统设计施工的不规范、供电部门的安全宣传管理不到位等因素的限制或影响。对于一般的电力客户来说，要想真正能够正确有效地实施保护接地，并不是一件容易的事。因此，大多数的客户在产品买回去后，往往都是将产品设计中要求使用的保护接地线弃而不用。有些既使采用了一定措施，使用了保护接地线，也往往很难达到规程要求的技术标准，存在着诸多的不安全因素，甚至因此反而埋下了许多事故隐患。这样一来，产品中原本是为了客户安全使用电器，而必须要求客户采用的保护接地，反而变成了摆设和累赘。

    3 使用保护接地时应注意的问题

    3.1 TT系统中客户使用的电器外露可导电部分要全部作接地保护；在TT系统中，受电设备外露可导电部分如果不作接地保护，一旦绝缘破损，外壳即呈现有危险电压，人触及后通过人体的电流值，可达数百毫安足以致人于死地。

    3.2 TN-C系统中客户所有使用的电器外露可导电部分要用保护线连接到保护中性线上，严禁保护线（PE）断线。

    3.3 合理设置熔断器的位置 ；在TT系统不宜在N线上装设电器将N线断开，当需要断开N线时，应装设相线和N线一起断开的保护电器。在TN-C系统，严禁断开PEN线，不得装设断开PEN线的任何电器。当需要在PEN线上装设电器时，只能相应断开相线回路。

    3.4 正确安装使用末级剩余电流保护器；安装剩余电流保护器是防止低压电网剩余电流造成故障危害的有效技术措施。在低压配电网络中，作为负荷端的末级保护，通常采用剩余电流保护装置，也称漏电开关作为附加保护。负荷在选择安装剩余电流保护装置时，不仅要充分考虑供电线路、供电方式、供电电压及系统的接地型式；还要严格区分中性线和保护线，三极四线式或四极式剩余电流保护装置的中性线应接入剩余电流保护装置。

    3.5 规范井内配线 ；规范煤矿的井内配线和安装工艺，严格按照《矿山低压电力技术规程》要求进行电器安装。同一场所的电器进线方式要统一，如配电盘的开关进线为面向配电盘，三相四线从左到右为N、A、B、C；单相排列为中性线、相线。所有电器设备的开关均应控制相线。

    结论

    不同的接地方式应选用不同的接地保护器。ＴＴ系统中，剩余电流保护装置是接地故障的适合保护器；而在ＴＮ－Ｃ系统，就不宜采用剩余电流保护装置；在ＴＮ－Ｓ，ＴＮ－Ｃ－Ｓ系统，均可采用剩余电流保护装置作保护器。为了达到保护人身安全，又不要扩大停电范围，要正确选择剩余电流保护装置的分级保护。安装剩余电流保护装置保护，要防止接地方式混乱，及接地、接零混用。还要正确使用，使用不当也会造成停电或事故。

    参考文献

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