配电系统的接地与漏电保护器的配置技术

　

摘要：文章论述了配电系统的接地方式及适用范围，并在简述了RCD原理后，指出了正确使用RCD的方法。

关键词：TN系统 TT系统 IT系统 RCD保护 接地 接零
　　　电能是一种即发即用、便于传输、使用的清洁能源。我国电力工业发展速度２０００年全国发电量为１３６８．５ＴＷＨ?发电装机容量达到３１９ＧＷ，居世界第二位。电气化水平也得到了极大提高。电能已经成为我国各方面建设及人们生活中不可缺少的能源。电能的使用已遍及各行各业。如：电能用于金属熔炼、焊接、切割及金属热处理，用于电解、电镀及电化加工，电能还用于运输工业、医疗及农业灌溉等。现在，电能正愈来愈多地用来改善居住环境等。
　　　　
　　　 １ 接地方式
　　　　长期以来，电力安全运行及正确使用电能一直是人们关心的问题，而配电系统的正确接地及有效保护技术又是安全利用电能的重要方面。
　　　　电力系统中，有两种接地方式，即中性点直接接地（亦称大电流接地系统），另一种是中性点不接地（或经消弧线圈接地，亦称小电流接地系统）。在１１０ｋＶ及以上的高压或超高压电力系统中，一般采用中性点直接接地，这是为了降低高压电器设备的绝缘水平，也可以防止在发生接地故障后产生的过电压，可免除单相接地后的不对称性。这种接地方式下，接地故障所产生的零序电流足够使继电保护灵敏动作，所以保护可靠。
　　　　中压配电系统一般中性点不接地，所以，一旦发生单相接地故障，系统还能在不对称方式下运行二个小时。但是地下电力电缆大量使用及城市用电负荷急增，不少地方已开始采用中性点接地方式。
　　　　对３８０／２２０Ｖ的低压配电系统，除某些特殊情况外，绝大部分是中性点接地系统，其目的是为了防止绝缘损坏后运行人员遭受触电的危险。
　　　　这里举一例说明（见图１），低压三相四线制变压器二次侧中性点经接地，电气设备外壳不接地。当外壳带电时，有人触及外壳，此时流过人体的电流为：
　　　　Ｉｒｅｎ＝
　　　　式中：ｕｘ——相电压（Ｖ）
　　　　ｒｒｅｎ——人体电阻（Ω）
　　　　ｒ０——接地装置电阻（Ω）
　　　　由于ｒ０＜＜ｒｒｅｎ≈１５００Ω，则Ｉｒｅｎ≈≌０．１４７Ａ，结果远大于安全允许值。
　　　　２ 漏电保护器
　　　　国家标准ＧＢ１６９１７．１—９７《家用或类似用途带过电流保护的剩余电流动作断路器的一般要求》等标准规定，漏电保护器可分：
　　　　（１）漏电动作开关（仅有漏电保护的保护器）；
　　　　（２）漏电动作断路器（带过载、短路和漏电三种功能保护器）；
　　　　（３）漏电继电器（仅有漏电报警功能的保护器）。
　　　　２．１ 保护器的工作原理
　　　　漏电保护是一种电流动作型漏电保护，它适用于电源变压器中性点接地系统（ＴＴ和ＴＮ系统），也适用于对地电容较大的某些中性点不接地的ＩＴ系统（对相－相触电不适用）。
　　　　漏电保护器工作原理见图２。三相线Ａ，Ｂ，Ｃ和中性线Ｎ穿过零序电流互感器，零序电流互感器的副边线圈接中间环节及脱扣器。
　　　　在正常情况下（无触电或漏电故障发生），由克氏电流定律知道：三相线和中性线的电流向量和等于零，即：
　　　　＋＋＋＝Ｏ
　　　　因此，各相线电流在零序电流互感器铁芯中所产生磁通向量之和也为零，即：
　　　　＋＋＋＝０
　　　　当有人触电或出现漏电故障时，即出现漏电电流，这时通过零序电流互感器的一次电流向量和不再为零，即：
　　　　Δ＋＋＋≠０　
　　　　零序电流互感器中磁通发生变化，在其副边产生感应电动势，此信号进入中间环节，如果达到整定值，使励磁线圈通电，驱动主开关，立即切断供电电源，达到触电保护。
　　　　２．２ 漏电保护器性能参数说明
　　　　2.2.1 额定漏电动作电流（I△n）
　　　　它是指在规定条件下，漏电保护器必须可靠动作的漏电动作电流值。国家标准（ＧＢ６８２９—８６）规定为０．００６、０．０１、０．０１５、０．０３、０．０５、０．０７５、０．１、０．２、０．３、０．５、１、３、５、１０、２０Ａ计１５个等级，在０．０３Ａ（３０ｍＡ）以下为高灵敏度，０．０３～１Ａ为中灵敏度，１Ａ以上为低灵敏度。

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　　　　2.2.2 额定漏电不动作电流（I△n0）
　　　　这是为防止漏电保护器误动作的必需技术参数，即在电网正常运行时允许的三相不平衡漏电流。国家标准规定I△n0不得低于I△n的1/2。
　　　　2.2.3 漏电动作分断时间
　　　　动作时间是从突然施加漏电动作电流开始到被保护主电路完全被切断为止。为达到人身触电时的安全保护作用和适应分级保护的需要，漏电保护器分快速型、延时型及反时限型三种。
　　　　2.2.4 灵敏度α
　　　　一般漏电信号电流不可能很大，又要保证人身安全，我国规定的３０ｍＡ信号电流可直接接触保护，国外可小到６ｍＡ。
　　　　漏电互感器的灵敏度由下式表示：
　　　　α＝
　　　　式中：
　　　　Ｅ——副边绕组中感应电动势模；
　　　　Ｉ——一次漏电流的模。
　　　　α反应了漏电互感器对漏电流的反应能力。根据电磁感应原理计算得到：
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