湖北电线价格联盟

电气技术|电气设备中保护接地与保护接零有什么区别?

北极星火电人2019-10-14 11:31:45


欢迎关注“火电技术 ” ID:huodianjishu

传播专业知识,分享技术精华!


        

第一,什么叫做接地

接地有两种,一种是工作接地,一种是保护接地。工作接地的目的是为了取得大地的零电位,保护接地的目的是为了人身安全。



  第二,接地的国际标准和国家标准


国际标准是IEC 60364,国家标准是GB16895。这两部标准都是强制性标准,也即任何配电系统,都必须无条件地百分百执行的标准。


第三,什么叫做零线



零线,指的就是PEN线,它的正确名称又叫做保护中性线。

我们来看我们早已熟知的IEC60364中有关TN-C接地系统的图,如下:

相信,这张图大家不陌生,至少我在知乎中也引用了N遍。现在,我们来仔细看看这张图。

这张图的接地系统是TN-C。这里的T指的是变压器中性点直接接地。注意看图的左侧,我们看到变压器中性点直接接地,其用途是获得地电位,也即零电位。所以,变压器中性点直接接地又被称为工作接地。

从变压器中性点接地开始,这条线被称为PEN线,也即零线。

零线这个名词颇有争议。不过,零线的知名度相当高,连老奶奶级别的人都知道,可见这个词汇还会长久存在下去。


第四,什么叫做保护接零



注意看,上图的中下部有两只负载,左边一只需要引入三条相线和中性线,右边一只仅需要引入三条相线即可。我们来看PEN线是如何接到负载中去的。

我们看到,PEN线首先接到负载的外壳,然后再接到中性线输入端子。这就是保护接零。

这样做的目的是什么?

大家已经知道,零线的正确名称是保护中性线,并且保护是第一位的,中性线是第二位的。由此可知,在国际标准IEC60364中,TN-C接地系统的PEN线被首先引至设备外壳的意义就是保护人身安全。

注意:负载的外壳也即外露导电部分不直接接地,而是接到保护中性线PEN线上或者保护线PE上,这种做法在IEC60364中用符号N来表示。所以上图的接地系统属于TN接地系统,而将PEN线也即零线直接连接到用户端,这种接地系统被称为TN-C系统。

实际接线中,PEN线首先引入零线端子,再引入到外露导电部分的专用端子,和IEC60364的TN-C原图恰好相反。



第五,TN-C系统存在的问题



在上图中,如果PEN线在两只负载的中间断裂,前面一只负载的外壳不会发生什么问题,但后面一只负载的外壳就会有问题。

我们来看下图:

我们看到,PEN线在中间断裂。如果恰好断点前后的负载都发生了单相接零故障,断裂点前部的PEN接地良好,由IEC60364的TN-C原图可知,PEN线和用电设备的外壳电压不会上升;然而PEN线断裂点后部,因为PEN线与用电设备的外壳直接连接,而用电设备的外壳已经出现了单相接零,因此断裂点后部的PEN线上的电压会上升,最高会升到相电压220V。

这是TN-C接地系统最薄弱之处。也因此,TN-C系统严禁使用在会发生爆炸的场合,例如油库、煤矿等等。

为了防止出现上述情况,TN-C系统必须重复接地:

注意看,上图在最右下侧重复接地,这样就可以避免出现PEN线断裂点后部在单相接地故障状态下电压上升的情况。


第六,什么叫做保护接地?



那么什么叫做保护接地呢?我们来看下图:

这个接地系统叫做TN-S。根据前面的解释,我们知道T表示变压器中性点直接工作接地,而负载的外壳则与来自电源的保护线相接。

从图中我们看到,变压器的中性点在接地后,分开为N线和PE线,而负载的外壳直接与PE线相接。这种做法就叫做保护接地。

显然,这是最好的接地方法。

另外,PE线允许多点重复接地。

我们再看看TN-C-S接地系统:

我们看到,PEN线在两个负载中间分开为N线和PE线。左边的负载接在TN-C的系统中,而第二个负载接在TN-C-S的系统中。

TN-C-S接地系统大量应用在居家配电系统中。

值得注意的是:在PE与N的分开点PEN线需要再次接地,之后才分开,而且分开后不得再次合并。

--------------------------

对于居家配电的TN-C-S系统,有一个值得注意的情况。我们来看下图:

我们看到,家家户户的居家配电箱都从MEB点获取N线。我们根本就不可能规定某家人家只能拥有多少用电设备,以及何时用电。这样一来,在MEB后部的N线电流In会很大,也即三相严重不平衡。

三相不平衡的结果造成N线产生一定的电压,这对于居家配电不是很有利,会降低供电的可靠性。

因此,对于居家配电来说,一定要做好PE线的连接工作。同时,在户内一定要杜绝N线和PE线混用。如果有条件,做好PE线的二次重复接地。特别在浴房,最好能有接地体的等电位联结。


第七,TT系统和IT系统



下图是TT系统:

我们看到,TT系统中负载的外壳直接接地,也即保护接地。这里第二个T表示直接接地的意思。

TT系统中发生单相接地故障时,故障电流较小,因此需要安装RCD来保护。

下图是IT系统:

我们看到,IT系统的变压器中性点不接地,这就是I的含义。同时,T的含义是负载外壳直接接地。这一点我们从上图中可以明确看到。

==============================


总结一下:

知识点

1)保护接零专指TN-C系统中负载的外壳接到PEN线也即零线上。这种接法有很多弊端,并且需要多点接地。

2)保护接地在TN-C-S、TN-S、TT、IT接地系统中都采用,也即负载的外壳接到PE线上(TN-S、TN-C-S)或者直接接地(TT、IT)。

保护接零已经很少见了,常见的都是TN-C-S或者TN-S里的保护接地方式。

3)TN系统的特点是,它的单相接地(接零)故障电流较大,近乎于短路电流,因此TN系统又叫做大电流接地系统。

TN系统的单相接地故障保护可以依靠断路器或者熔断器;TT和IT系统的特点是,它的单相接地故障电流较小,尤其是IT,单相接地后只有分布电容造成的极小电流。因此,TT和IT又叫做小电流接地系统。

TT的单相接地故障必须配套剩余电流保护装置来执行线路保护。

IT需要配套绝缘监测装置来监测单相接地故障并告警。IT系统发生异相的第二次接地故障后,故障相通过用电设备的接地回路构成相间短路事故,会起动断路器或者熔断器来保护。




提个问题:



某低压配电采用TN-S接地系统。系统中一级配电设备的某馈电回路采用四芯电缆,仅接入三相和N线,PE线未接入。又知此电缆很长,电缆终端建筑物的地下钢筋网不与主建筑钢筋网连接。

问题是:电缆终端的配电系统属于何种接地系统?若需要配套完善的人身安全防护,需要采用何种措施?

附带说明:

此帖中引用的图大多为IEC60364的原图,目的在于确保引用标准的准确性,不至于引起歧义。


爱学习,爱生活,学习之路共精彩!

欢迎加入“火电技术”微信群和QQ群,交流经验、分享资料,联系小编兰陵王加入微信群,微信:yanghelou。微信公众号的推文,将发布到以下专业QQ群。

火电技术-锅炉群             群号:580333761
火电技术-汽机群             群号:484307953
电力江湖-电气2群           群号:619341843
热控圈官方群                 群号:587444254
火电技术-建筑群             群号:547216995

火电技术-环保群             群号:240964064

火电技术-化学群             群号:466593688 

Copyright © 湖北电线价格联盟@2017