低压电网的接地方式与漏电保护检测原理
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低压施工配电系统三种接地形式:IT、TT、TN解析根据现行的国家标准《低压配电设计规范》(GB50054),低压配电系统有三种接地形式,即IT系统、TT系统、TN系统。
(1)第一个字母表示电源端与地的关系T-电源变压器中性点直接接地。
I-电源变压器中性点不接地,或通过高阻抗接地。
(2)第二个字母表示电气装置的外露可导电部分与地的关系T-电气装置的外露可导电部分直接接地,此接地点在电气上独立于电源端的接地点。
N-电气装置的外露可导电部分与电源端接地点有直接电气连接。
下面分别对IT系统、TT系统、TN系统进行全面剖析。
一、IT系统IT系统就是电源中性点不接地,用电设备外露可导电部分直接接地的系统。
IT系统可以有中性线,但IEC强烈建议不设置中性线。
因为如果设置中性线,在IT系统中N线任何一点发生接地故障,该系统将不再是IT系统。
IT系统接线图如图1所示。
低压施工配电系统三种接地形式:IT、TT、TN解析图1 IT系统接线图IT系统特点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对地的电容电流,其值很小,外露导电部分对地电压不超过50V,不需要立即切断故障回路,保证供电的连续性;-发生接地故障时,对地电压升高1.73倍;-220V负载需配降压变压器,或由系统外电源专供;-安装绝缘监察器。
使用场所:供电连续性要求较高,如应急电源、医院手术室等。
IT 方式供电系统在供电距离不是很长时,供电的可靠性高、安全性好。
一般用于不允许停电的场所,或者是要求严格地连续供电的地方,例如电力炼钢、大医院的手术室、地下矿井等处。
地下矿井内供电条件比较差,电缆易受潮。
运用IT 方式供电系统,即使电源中性点不接地,一旦设备漏电,单相对地漏电流仍小,不会破坏电源电压的平衡,所以比电源中性点接地的系统还安全。
但是,如果用在供电距离很长时,供电线路对大地的分布电容就不能忽视了。
在负载发生短路故障或漏电使设备外壳带电时,漏电电流经大地形成架路,保护设备不一定动作,这是危险的。
此文章枪手代写的并且没有付费,严重侵害版权,客户要用就会告的其没工作智能断路器中的塑壳断路器MCCB的原理及应用分析【摘要】随着计算机技术的普及,出现了智能断路器。
智能断路器具有很多优点,其中主要就有漏电保护和接地保护。
本文主要分析了智能断路器中的漏电和接地保护的应用原理及应用,希望能为广大读者解惑。
【关键词】智能断路器;矢量和;漏电保护;接地保护1.引言在配电网络系统中,为了避免电力系统的损失,使用了低压断路器。
低压断路器能够减少电力系统的损害。
但随着经济的发展和计算机技术的普及,就开始出现了智能断路器。
智能断路器比传统的低压电路器性能好,可供测量的参数种类多,它不仅可以完成传统的低压断路器对低压配电网络和用电设备提供的短路保护、过载保护、欠压和单相接地保护,还提供遥调、遥测、遥信、遥控此“四遥”功能。
其中,智能断路器中漏电保护原理和接地保护原理相似,只是两者测量的范围、精度不同而已,但两者均是测量三极断路器和四极断路器的矢量和。
智能断路器可分为框架断路器、塑壳断路器、漏电断路器和六氟化断路器,但从结构、性能又分为万能式断路器和塑壳断路器。
在使用智能断路器时,也应根据保护的要求不一样而选择不同的断路器。
智能断路器额定电流为630~5000A,智能断路器在使用过程中,机器就一直出于预备贮藏能量位置。
一旦断路器发出合闸命令,断路器就能瞬间合闸。
2.塑壳断路器的分析及发展前景塑壳断路器在民用建筑设计中应用广泛,塑壳断路器能够在高电流中超过跳脱后自动的切断电流,它将一种塑料作为绝缘体充当装置的外壳,大型的塑壳断路器常常会有跳脱感应器,断路器分类多种多样,有空气断路、惰性气体分类、油断路。
塑壳断路器又称为装置性断路器,所有的辅助零件全都密封于塑料壳内,正因如此,工作人员才无法检查与修理塑壳断路器。
而塑壳断路器中最常见的断路器有西门子3VL、施耐德NSX,西门子3VL为标准的分段能力断路器,西门子是国内最受推崇的电子与电气公司,施耐德NSX内置双芯感应器,它传承了NS的所有优点,可以显示所有脱扣单元测量的信息,有极强的限流能力,并且它还能保证持续性用电。
接地保护与漏电保护
一、接地爱护
接地爱护是平安防护技术的主要措施之一。
消失故障时,比如电气设备绝缘被击穿后,电气设备不带电的金属外壳以及与之相连的机器、管道等金属部分可能呈现危急的对地电压、人体触准时便可能发生触电危急。
为保证人身平安、削减或避开触电事故的发生,将电器设备不带电的金属外壳与大地做电气联接,称为接地爱护。
采纳了接地爱护,可使接触电压和跨步电压远小于设备故障时的对地电压,因而大大减轻了触电危急。
不接地电网与大地没有电气联接,对地之间只有绝缘电阻和分布电容存在,又称对地绝缘电网或系统。
10KV高压系统多为这种运行方式。
低压系统通常采纳三相四线制,假如其中性点不接地即属不接地电网,又称中性点不接地系统。
二、接零爱护
不接地电网运用接地爱护措施是当绝缘良好、电网分布范围较小时,其绝缘电阻可限制触电电流,对触电有肯定防护作用,因此多用于线路较短,分布范围小。
环境正常、线路能常常保持绝缘良好的状况。
不接地电网的缺点是一相故障接地时,其它相对地电压上升为线电压因而增加触电的危急性;故障点难于发觉,不能很好地利用爱护装置;对高压窜入低压及绝缘损坏带来的危急需采纳特别的措施。
因此,在大部分场合,特殊是分布较广的低压系统,都采纳中性点直接接地的
运行方式,称为接地电网或中性点接地系统。
接地电网中的中性点接地,称为工作接地,即为了系统平安运行而采纳的接地。
接地的中性线即为零线。
所谓接零爱护,就是把设备不带电的金属外壳部分接于电源的零线,不存在危急电压;同时,漏电将造成单相短路,短路电流通常很大,足以促动爱护装置快速切断电源,消退触电危急。
低压配电系统IT、TT和TN接地方式的详细图文详解分析仪表人对仪表接地并不陌生,在本文讲讲低压配电IT系统、TT系统、TN系统的接地方式。
这三种接地方式容易混淆,它们的原理、特点和适用范围各有不同,希望能对广大的仪表人有所帮助。
定义根据现行的国家标准《低压配电设计规范》(GB 50054-2011),低压配电系统有IT系统、TT系统、TN系统三种接地形式。
①IT、TT、TN的第一个字母表示电源端与地的关系T表示电源变压器中性点直接接地;I标志电源变压器中性点不接地,或通过高阻抗接地。
②IT、TT、TN的第二个字母表示电气装置的外露可导电部分与地的关系T标志电气装置的外露可导电部分直接接地,此接地点在电气上独立于电源端的接地点;N表示电气装置的外露可导电部分与电源端接地点有直接电气连接。
低压配电系统IT、TT和TN全面剖析1、IT系统IT系统就是电源中性点不接地,用电设备外露可导电部分直接接地的系统。
IT系统可以有中性线,但IEC强烈建议不设置中性线。
因为如果设置中性线,在IT系统中N线任何一点发生接地故障,该系统将不再是IT系统。
IT系统特点①IT系统发生第一次接地故障时,仅为非故障相对地的电容电流,其值很小,外露导电部分对地电压不超过50V,不需要立即切断故障回路,保证供电的连续性;②发生接地故障时,对地电压升高1.73倍;③220V负载需配降压变压器,或由系统外电源专供;④安装绝缘监察器。
使用场所:供电连续性要求较高,如应急电源、医院手术室等。
⑤IT方式供电系统在供电距离不是很长时,供电的可靠性高、安全性好。
一般用于不允许停电的场所,或者是要求严格地连续供电的地方,例如电力炼钢、大医院的手术室、地下矿井等处。
地下矿井内供电条件比较差,电缆易受潮。
⑥运用IT方式供电系统,即使电源中性点不接地,一旦设备漏电,单相对地漏电流仍小,不会破坏电源电压的平衡,所以比电源中性点接地的系统还安全。
但是,如果用在供电距离很长的情况下,供电线路对大地的分布电容就不能忽视了。
井下低压供电系统常见故障分析及其保护原理摘要:本文对煤矿井下低压电网中常见的的短路、漏电、过载、过电压、欠电压、断相等故障进行了深入的分析,讨论了相应的故障处理原理,针对各种保护确定一套可行的方案。
关键词:故障短路漏电保护一、井下低压供电系统特点我国矿井通常采用变电站加放射式供电的形式,以动力变压器为中心,引出主电缆,各个用电设备分别挂接在母线上,各个供电回路彼此独立,互不干扰。
供电系统结构主要分为五个部分:高压配电装置、降压变压器、总馈电开关、分支馈电开关和磁力启动器。
磁力启动器的末端接负载。
如图1所示。
图1 井下低压供电系统结构井下低压供电系统的特点:(1)我国矿井低压电网采用的电压等级目前,我国矿井供电结构主要采用6kV或10kV,通过双回路下井,在井下变电站通过井下降压变压器,将高压降为3.3kV、1140V、660V和380V等不同电压等级,目前我国井下普遍采用的是660V和1140V的低压电网,再通过不同型号的矿用电缆送到移动变电站、负荷控制中心,馈电开关或者磁力启动器等电气设备,形成了煤矿井下的配电网络,向采煤机、皮带运输机、破碎机、井下通风机等电器设备供电。
(2)井下电网的中性点接地方式井下低压电网的中性点接地方式可以分为大电流接地系统和小电流接地系统(NUGS)。
大电流接地系统包括中性点直接接地系统和中性点经低阻接地系统。
小电流接地系统包括中性点不接地系统(NUS)、中性点经消弧线圈接地系统(NES)和中性点经高阻接地系统(NRS)。
各种中性点接地方式的特点如下表2-1所示。
由于受历史条件和环境的影响,目前不同的国家采用的中性点处理方式也不同,像英国、加拿大国家大都采用的是中性点经小电阻接地和直接接地方式,日本、俄罗斯、德国等国家大多采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式。
在我国井下电网中,普遍采用中性点不接地的方式,当井下电网发生单相接地故障时,由于大地与中性点之间绝缘,故障时的接地电流比较小,而三相电网线电压之间保持平衡,从而使生产设备在短时间内可以继续工作。
低压配电系统三种形式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,第一个大写字母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联系;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。
第一部分低压配电系统本章主要内容一、低压配电网的分类和保护方式IT、TT、TN电网知识;保护接零和保护接地。
二、低压配电系统保护要求短路保护、过载保护、欠压保护、防触电保护、接地。
三、常用低压电器低压断路器、熔断器、漏电保护器、接触器、中间继电器、时间继电器、热继电器、电压继电器、电流继电器等原理和技术参数。
四、低压系统的电气维保、故障诊断、分析与处理结合样例讲授。
1.低压配电网的分类IT供电系统☜TT供电系统☜TN供电系统TN—C供电系统☜TN—S供电系统☜TN—C—S供电系统☜IT供电系统:IT供电系统通常称为三相三线制(不)接地系统。
IT供电系统电源侧中性点不接地,(或经消弧线圈接地)而电气设备的金属外壳采取与保护接地极做可靠连接。
这种系统主要用于10kV 及35kV的高压系统和矿山、井下、油田的某些低压供电系统。
该系统无中性线N,只有线电压(380V)无相电压(220V),不同的电气设备具有独立的保护接地体,保护接地线PE与各自的接地体独立连接。
TT供电系统:TT供电系统通常称为三相四线(中性点接地)系统[TT一般需配合漏电保护器]TT供电系统系指电源侧中性点直接接地,而电气设备的金属外壳采取保护接地。
TT系统的特点是中性线N与保护接地线PE无任何电气连接,即中性点接地与PE线接地是分开的。
这种供电系统,主要用在低压公用变压器供电系统。
TN供电系统:TN—C系统通常称为三相四线制(中性点接地)供电系统。
TN—C供电系统系指电源侧中性点直接接地,而电气设备的金属外壳采取保护接零。
该系统的工作零线N与保护接地线PE合二为一,通称PEN线。
这种供电方式造价低、线路简单,但它只适合用于三相负荷较平衡的场所。
TN供电系统:TN—S系统通常称为三相五线制(中性点接地)供电系统。
TN—S供电系统系指电源侧中性点直接接地,而电气设备的金属外壳采取保护接零。
该系统的工作零线N与保护接地线PE各自独立,这种供电方式可靠性高、抗干扰能力强,但线路耗材较大,建筑物内设有独立变配电所时采用该系统。
漏电保护器的工作原理、使用范围、接线方式国内外多年的运行经验表明,推广使用漏电保护器,对防止触电伤亡事故,避免因漏电而引起的火灾事故,具有明显的效果。
本文就广泛使用的电流型漏电保护器(以下简称漏电保护器)的工作原理及应用作些介绍。
1漏电保护器的工作原理:漏电保护器主要包括检测元件(零序电流互感器)、中间环节(包括放大器、比较器、脱扣器等)、执行元件(主开关)以及试验元件等几个部分。
三相四线制供电系统的漏电保护器工作原理示意图。
TA为零序电流互感器,GF为主开关,TL为主开关的分励脱扣器线圈。
在被保护电路工作正常,没有发生漏电或触电的情况下,由克希荷夫定律可知,通过TA一次侧的电流相量和等于零,即:这样TA的二次侧不产生感应电动势,漏电保护器不动作,系统保持正常供电。
当被保护电路发生漏电或有人触电时,由于漏电电流的存在,通过TA一次侧各相电流的相量和不再等于零,产生了漏电电流Ik。
在铁心中出现了交变磁通。
在交变磁通作用下,TL二次侧线圈就有感应电动势产生,此漏电信号经中间环节进行处理和比较,当达到预定值时,使主开关分励脱扣器线圈TL通电,驱动主开关GF自动跳闸,切断故障电路,从而实现保护。
用于单相回路及三相三线制的漏电保护器的工作原理与此相同,不赘述。
2装设漏电保护器的范围1992年国家技术监督局发布的国标GB13955292《漏电保护器安装和运行》,对全国城乡装设漏电保护器做出统一规定。
2.1必须装漏电保护器(漏电开关)的设备和场所(1)属于I类的移动式电气设备及手持式电动工具(I类电气产品,即产品的防电击保护不仅依靠设备的基本绝缘,而且还包含一个附加的安全预防措施,如产品外壳接地);(2)安装在潮湿、强腐蚀性等恶劣场所的电气设备;(3)建筑施工工地的电气施工机械设备;(4)暂设临时用电的电器设备;(5)宾馆、饭店及招待所的客房内插座回路;(6)机关、学校、企业、住宅等建筑物内的插座回路;(7)游泳池、喷水池、浴池的水中照明设备;(8)安装在水中的供电线路和设备;(9)医院中直接接触人体的电气医用设备;(10)其它需要安装漏电保护器的场所。
煤矿低压电网选择性漏电保护措施绪论漏电保护是保证煤矿井下安全供电的三大保护(过流保护、漏电保护、保护接地)之一,是防止人身触电的重要措施。
一个年产百万吨矿井的高、低压电缆分布于整个矿井。
总长度可达几十甚至上百公厘,与瓦斯接触机会很多,而电缆一旦被砸或者被挤压,容易引起漏电。
当煤矿工人碰到被机械砸伤或绝缘损坏的电气设备或电缆时,则会引起触电事故,漏电流流入大地产生电火花有可能酿成火灾或瓦斯、煤尘爆炸。
威胁人身安全。
因此,做好煤矿井下供电低压漏电保护是煤矿安生生产的重要一环。
矿井电网运行的经验证明,无论是高压还是低压,电气故障发生机率是很高的。
我国的《煤矿安全规程》规定,矿井变电所的高压馈电线上应装设选择性的检漏保护装置;井下低压馈电线上应装设带有漏电闭锁的检漏保护装置。
漏电保护的目的是通过切断电源来防止人身触电伤害和漏电电流引发的电气事故。
矿井漏电保护作为一个学科分支,首次使用是在1930年的英国,50年代我国开始使用,随着采煤技术机械化的不断提高,对供电可靠性的依赖也越大,供电系统尤其是低压供电系统中电气故障的80%是漏电故障。
目前,我国普遍使用选择性漏电保护装置,对提高矿井低压电网供电的可靠性和安全性都起着重大的作用。
选择性漏电保护可以使漏电故障的停电范围缩小,便于寻找和消除故障点,提高供电的可靠性,对安全生产有利。
总之漏电保护是煤矿井下供电系统的重要保护之一。
第一章漏电的危险性及预防漏电是指当中性点不接地系统中的一相、两相或三相对地总绝缘电阻下降到危险值以下时,若发生一相接地故障,漏电电流将很大,会造成人身触电伤亡,引煤瓦斯或煤尘,引起火灾等重大事故。
第一节人身触电及预防当人身接触到带电导体或接触到因绝缘损坏而带电的电气设备的金属外壳时,便可能造成触电事故。
煤矿井下的巷道多小,接触电气设备的机会较多,触电后摆脱也相对困难得多,因此,造成触电伤害的可能性也较大。
一、造成人身触电的危害的因素触电对人体组织的破坏过程很复杂,造成触电危害的因素也很多,最主要的有:一是通过人体的触电电流的大小,二是作用时间的长短。
低压电网的接地方式与漏电保护检测原理
一、低压电网的接地方式
我们知道,低压电网和用电设备常见的接地方式有TT方式,有TN方式,有IT方式。
1、TT方式,第一个字母T表示低压电力系统的中性点工作接地,第二个字母T表示用电设备外壳接地,系统中除了中性点接地外工作零线不允许再次接地,既我们常见的“保护接地”。
按照规程要求,中性点和设备外壳接地电阻≤4Ω。
2、TN方式,第一个字母T表示低压电力系统的中性点工作接地,第二个字母N表示用电设备外壳接零线,既我们常见的“保护接零”。
3、IT方式,第一个字母I表示低压电力系统的中性点对地绝缘,第二个字母T表示用电设备外壳接地。
此方式适合对于持续不间断供电要求很高的用电场所,比如医疗单位手术过程中和矿山井下排水通风系统等场所,这些用电场所不允许因某一电气设备绝缘故障而自动切断整个系统电源。
在TT方式中,若有人体触及相线或用电设备绝缘不良造成外壳带电,电流会通过人体或用电设备外壳流入大地,然后回到配电变压器的中性点(系统中不存在第二个接地点时),形成闭合回路。
(如下图所示)电流通过人体时会造成伤害,接地系统容易造成漏电和火灾。
在低压配电变压器的低压绕组间发生击穿短路时,由于中性点接地,低压侧对地电压均为相电压。
相对来讲,中性点直接接地运行方式对电气设备及操作比较安全,适用于大容量低压电网。
这种方式便于安装电流型漏电保护器,并能采用总保护、分路保护和终端直接保护,提高低压电网安全管理水平。
二、漏电保护检测原理
任何低压线路,对地都存在着漏电电流。
产生漏电电流的主要原因,在于带电体与大地之间的绝缘电阻和分布电容。
在低压电网TT接地方式中,相线对大地的漏电,用零序电流互感器检测是目前普遍使用的方法。
零序电流互感器具有检测灵敏度高,传输特性好等特点。
目前其铁芯一般采用最先进的、矫顽力很小的软磁材料——坡莫合金,如;1J85等型号。
零序电流互感器是决定漏电保护器性能的重要的检测部件。
零序电流互感器是一种原边通以各项电流,由副边绕组输出能量的电流互感器,其结构原理如下图所示。
对于任何一种电路,无论负载是否对称,只要对地无漏电,零序电流互感器原边电流的矢量和始终为零,既:
单相二线电路:IA+I0 =0
三相三线电路:IA+IB +IC =0
三相四线电路:IA+IB +IC +I0 =0
因此,各相电流在铁芯中所产生的磁通相互抵消,副边没有能量输出。
然而,当负载对地有漏电流时(这部分电流没有通过负载和零序电流互感器中的相线或零线成回路,而是通过大地回到了中性点),零序电流互感器原边电流的矢量和将不再为零,而等于漏电流IΔ,此时原边对漏掉的这部分电流IΔ在铁芯中产生磁通,副边绕组将有能量输出。
这就是零序电流互感器的检测原理。
传输性能是零序电流互感器的重要指标,要提高零序电流互感器的传输性能,制作时必须注意以下几点:
⑴尽可能地提高原边数N1 。
⑵选取合理的匝比,使负载阻抗和激磁阻抗相匹配。
⑶在同等材料和正常稳升的前提下,尽可能地增大铁芯截面和缩小平均直径。
在绝缘性能上要求零序电流互感器既经得起6500伏的冲击波电压的冲击,还可以承受2000伏的工频电压一分钟而不击穿。
平衡特性是零序电流互感器的另一个重要指标。
根据GB6829-95标准要求,在没有漏电流时;漏电保护器的被保护侧瞬时出现大于漏电保护器额定电流6倍的电流负荷时,漏电保护器不能误动作,这是针对零序电流互感器的性能要求的。
与此相反;GB6829-95标准要求,如果漏电电流是在近似短路情况下,此时电流很大(是额定电流的20倍左右)漏电保护器必须动作,这对零序电流互感器来说是很残酷的要求。
(注:额定电流;是漏电保护器为被保护侧提供的额定电流,与额定漏电动作电流无关。
)
目前,零序电流互感器是各种漏电保护器的检测部件,可以检测出几毫安的漏电电流,是漏电保护器的眼睛。