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提高配电TT接地系统漏电保护安全性能

2018-08-10王火莲

科学与财富 2018年16期
关键词:漏电保护安全

王火莲

摘 要:本文通过分析配电变压器接地原因,防雷措施,TT、IT、TN接地系统的应用及人体单相触电原因,提出了介于TT、与IT之间的ITT新系统。此接地系统是通过改变配电变压器的接地方式,来提高配电网防止单相触电的本质安全,以期为相关工作人员提供参考。

关键词:ITT新接地系统;漏电保护;安全

0、前言

综合考虑了配电TT接地系统低压线路人体是如何触电、变压器为什么要接地,寻找出一个方法,即能满足防雷,又能保证人体触碰到相线时,不触电。即在配变中性点到接地体这间加装一个低压避雷器。

1、配网系统低压作业常见问题点

低压带电作业及日常用电中,可能带来的问题,以单相触电、短路电弧灼伤最为常见,两相触电等其它意外较少发生。

2、配网低压接地系统分类

目前,配电低压接地系统一般分为TT、IT及TN三种。

TT系统定义:变压器中性点直接接地,且中性线N只在配变或综合配电箱出线侧接地,低压线路的N线不重复接地。

IT系统定义:变压器中性点经高阻搞接地,或电气装置带电导体与地绝缘。IT系统发生第一次接地故障时,接地故障电流仅为非故障相的对地电容电流,其值很小,外露导电部分对地电压一般不超过50V,此时对人体是安全的,一般不需要切断故障,可以继续供电。此系统仅限用于高危用户内部供电及不间断供电的工业设备、医疗急救、矿区等专变供电系统。

TN系统定义:变压器中性点直接接地,中性线N在线路重复接地,TN根据中性线(N)和保护线(PE)的配置方式,可分为TN-C、TN-C-S及TN-S系统。

目前,漳平供电公司配电接地系统大部分采用TT接地系统。

3、提高配电TT接地系统漏电的保护措施—应用ITT新系统

①配电TT接地系统低压线路人体触电原因

人体触碰到相线时,电流沿人体、大地、变压器接地体形成回路,回到变压器,如下图一所示:

②配电变压器接地原因分析

配变中性点接地原因分析:当高压侧落雷,变台高压避雷器动作泄雷,此时留在避雷器的残压及接地体残压,有可能威胁到变压器高压侧的绝缘性;因此,需将变压器的外壳与高压避雷器接地端连接,使变压器高压侧绝缘只需承受避雷器的残压,从而保证变压器高压侧绝缘的安全。这样一来,变压器外壳与接地体等电位,接地体上的残压通过配变的外壳将威胁到配变低压侧的绝缘,将配变低压侧中性线与接地体连接,使配变低压侧中性与外壳等电位,此时配变低压侧绝缘仅承受系统的低压,从而保证配变低压侧绝缘的安全。即所谓的配变“三点共地”,如有加装低压避雷器、JP柜等,还需四点、五点共地。

防雷,也是IT系统仅限用于高危用户内部供电,无法推广到易受雷击影响的外部环境的主要原因。

③提高配电TT接地系统漏电的保护措施—应用ITT新系统

综上所述,综合考虑了配电TT接地系统低压线路人体是如何触电、变压器为什么要接地,寻找出一个方法,即能满足防雷,又能保证人体触碰到相线时,不触电。即在配变中性点到接地体之间加装一个低压避雷器。形成了介于TT、与IT之间的ITT新系统,如下图二所示:

图2低压避雷器加装图

通过加装低压避雷器后,系统变成TT、与IT之间的ITT新系统。当体再次触碰到相线时,电流沿人体、大地、变压器接地体、低压避雷器形成回路,回到变压器,因避雷器电阻远大于人体电阻,大部分的电压加在低压避雷器上,加在人体的电压经实测为4-20V之间,此时流经人体的电流在安全范围,甚至在感知电流1mA以下。(相关参数:人体电阻1000Ω、低压避雷器电阻5MΩ、低压验电笔电阻50MΩ、万用表电压档电阻50MΩ。因厂家设备不同、人体差异等原因及低压线路对地电容电流的影响,以上数据略有差别。)

目前,官田供电所已完成坪山林场配变、黄坪配变、梧村#3配变等6个变压器台区的改造,取得以下成效:一是经实测人体直接触碰相线时,沒有感觉或有轻微电击感觉;二是用电压表测量相线对地电压有200V左右,中性线对地电压有10V左右;三是用节能灯连接大地与相线时,节能灯不亮。

4、ITT接地系统适用范围及不良影响

①适用范围

此运行方式仅适用于在配电网TT接地系统中改造,重复接地的TN-S、TN-C等配电系统不能起到保护作用,或相线失地或零线失地时,也不能起到保护作用,原因为以下方面:

当人体同时触碰相线、中性线时起不到保护作用,原因同漏保。

同一个漏保出线,一人站地触碰相线上、另一人站地触碰零线时,两人均会被电击,且漏保无法跳闸,此种情况不如原TT接地系统,但发生概率较低。

不同漏保出线,一人站地触碰相线上,另一人站地触碰零线或其它相线时,两人均会被电击,两个漏保均会跳闸(跳闸先后,取消于跳闸时间和电流设置),此种情况同原TT接地系统。

②不良影响

在配变中性点到接地体间加装低压避雷器后,在高压侧落雷时,配变低压侧绝缘将承担多数低压避雷器的残压,低压避雷器残压峰值约为2000V,此残压经一年多实践证明,目前配变可承受。

5、ITT接地系统运行维护要求

①图2所示运行方式在配电网TT接地系统中,相线失地或零线失地时,不能起到保护作用;因此,需加强运行维护,及时发现相线或零线失地。

②断开图2中常闭开关K1,找一户三相表,测量A、B、C、N各相对地电压,正常情况下A、B、C各相对地电压为150V左右,中性线N对地电压50--100V左右。受厂家设备差异、低压线对地电容参数不同的影响,数值会有差异。当发现A、B、C、N各相对地电压有为0者,说明为0相失地,必须查找整改。若测量A、B、C、N各相对地电压均不为0,并用节能灯连接相线及大地,节能灯不会亮,则表明无异常,需重新合上常闭开关K1。

③当退出新的运行方式时,合上图2常开开关K2,使低压避雷器短路,恢复原来的TT接地运行方式。

结语

结合配网系统低压作业、用电常见问题点、配网低压接地系统分类和配电接地系统工作原理,对配电TT接地系统漏电的保护措施进行分析,在此基础上提出配网ITT新接地系统运行维护要求,以此来在最大程度上提高低压配电系统的用电安全。

参考文献:

[1]关根志,张元芳.变压器中性点和配电变压器的保护.高电压工程基础, 2003, 010324.

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