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施工现场变压器低压配电系统的应用

日期:2011-03-24浏览:1101次

根据现行的国家标准《低压配电设计规范》(GB50054)的定义,将低压配电系统分为三种,即TN、TT、IT三种形式。其中,*个大写字母T表示电源变压器中性点直接接地;I则表示电源变压器中性点不接地(或通过高阻抗接地)。第二个大写字母T表示电气设备的外壳直接接地,但和电网的接地系统没有;N表示电气设备的外壳与系统的接地中性线相连。

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、 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、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。

(1)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;

(2)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;

(3)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。

由上可知,TN-C系统存在以下缺陷:

(1)当三相负载不平衡时,在零线上出现不平衡电流,零线对地呈现电压。当三相负载严重不平衡时,触及零线可能导致触电事故。

(2)通过漏电保护开关的零线,只能作为工作零线,不能作为电气设备的保护零线,这是由于漏电开关的工作原理所决定的。

(3)对接有二极漏电保护开关的单相用电设备,如用于TN-C系统中其金属外壳的保护零线,严禁与该电路的工作零线相连接,也不允许接在漏电保护开关前面的PEN线上,但在使用中极易发生误接。

(4)重复接地装置的连接线,严禁与通过漏电开关的工作零线相连接。

TN-S供电系统,将工作零线与保护零线*分开,从而克服了TN-C供电系统的缺陷,所以现在施工现场已经不再使用TN-C系统。

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。

目前单独使用*变压器供电的或变配电所距施工现场较近的工地基本上都采用了TN—S系统,与逐级漏电保护相配合,确实起到了保障施工用电安全的作用,但TN—S系统必须注意几个问题:

(1)保护零线不允许断开。否则在接零设备发生带电部分碰壳或是漏电时,就构不成单相回路,电源就不会自动切断,就会产生两个后果:一是使接零设备失去安全保护;二是使后面的其他完好的接零设备外壳带电,引起大范围的电气设备外壳带电,造成可怕的触电威胁。因此在《JGJ46-88施工现场临时用电安全技术规范》规定保护线必须在首末端做重复接地。

(2)同一用电系统中的电器设备不允许部分接地部分接零。否则当保护接地的设备发生漏电时,会使中性点接地线电位升高,造成所有采用保护接零的设备外壳带电。

(3)保护接零PE线的材料及连接要求:保护零线的截面应不小于工作零线的截面,并使用黄/绿双色线。与电气设备连接的保护零线应为截面不少于 2.5mm2的绝缘多股铜线。保护零线与电气设备连接应采用铜鼻子等可靠连接,不得采用铰接;电气设备接线柱应镀锌或涂防腐油脂,保护零线在配电箱中应通过端子板连接,在其他地方不得有接头出现。

1.3、 TN—C—S系统

它由两个接地系统组成,*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。

(1)当电气设备发生单相碰壳,同TN—S系统;

(2)当N线断开,故障同TN—S系统;

(3)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变压器时采取TN—C—S系统。

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(此接地极与中性点接地没有电气)

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。为消除 T系统的缺陷,提高用电安全保障可靠性,根据并联电阻原理,特提出完善TT系统的技术革新。技术革新内容是: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4-5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。它有下列优点:1)单相接地的故障点对地电压较低,故障电流较大,使漏电保护器迅速动作切断电源,有利于防止触电事故发生。2)PT线不与中性线相联接,线路架设分明、直观,不会有接错线的事故隐患;几个施工单位同时施工的大工地可以分片、分单位设置PT线,有利于安全用电管理和节约导线用量。3)不用每台电气设备下埋设重复接地线,可以节约埋设接地线费用开支,也有利于提高接地线质量并保证接地电阻≤10Ω,用电安全保护更可靠。

TT系统在国外被广泛应用,在国内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。

3、 IT系统

电力系统的带电部分与大地间无直接连接(或经电阻接地),而受电设备的外露导电部分则通过保护线直接接地。

这种系统主要用于10KV及35KV的高压系统和矿山、井下的某些低压供电系统,不适合在施工现场应用,故在此不再分析。

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