低压配电系统接地故障保护分析

低压配电线路接地线损坏故障处置方法探究

摘要：随着经济社会的快速发展，对电力的网架稳定性和可靠性要求越来越高，但在低压架空线路的日常停电检修和故障抢修时，装设接地线是保障电力作业人员在作业位置预防突然通电的必要安全措施，也是人身安全与设备安全的重要保障。通过降低接地线的损坏率可以大大降低相关从业人员的安全隐患，同时有效保护电网的人员及设备安全，从而提升供电的可靠性。

关键词：低压配电；接地线损；故障处置

1 低压配电线路接地线损坏的分析

1.1 查找接地线损坏原因

低压配电线路接地线在生产、运输保存、实际使用中均有可能发生损坏，但在针对不同生产供应商所生产运输的接地线的统计中，损坏的部位与生产供应商和运输方式并无直接联系，因此初步排除了接地线在生产运输中造成损坏的嫌疑。

保存环境问题。经过调查发现，所有接地线均定置摆放在温度15～35℃，相对湿度50%～80%的干燥通风的安全工器具柜内，接地线无生锈卡涩情况，工器具柜内，温度、湿度均符合要求，接地线无生锈磨损情况。因此由保存问题带来的接地线损坏也基本排除。

在排除了生产、运输、保存所带来的影响后，发现接地线在使用过程中容易出现弯折，过高的弯折频率无疑会对接地线本身造成损坏。

运行人员对2015~2020年的接地线检查记录进行统计分析后发现：使用时间越短接地线受弯频率越低，绝缘层受损的数量也越小。因此“弯折频率高”确为接地线损毁的主要因素。 1.2 查找接地线损坏的部位

在确定了弯折频率会对接地线造成实际影响后，为了解决问题，统计了佛山供电公司损坏的接地线后，接地线绝缘层部分弯折破坏较其他部位破坏概率更大，达到了总占比的65.8%。接地线绝缘层在使用中相较其他部位，弯折情况更为严重。

0.4 k V架空线路接地线绝缘层破坏的位置包括软铜线与绝缘操作杆连接处、软铜线与接地针连接处、软铜线除去两端的中间位置，在对绝缘层破坏位置统计中（如表1所示）。

表1 接地线绝缘层破坏位置统计表

低压配电系统中接地故障的产生及防范

摘要：本文论述了低压系统接地故障的成因及保护，阐明了造成接地故障引发电击及火灾事故的原因，提出了接地故障引发电击及火灾事故的防范措施。

关键词：接地故障：间接接触电击：总等电位联结：剩余电流动作保护

在《低压配电设计规范》(GB50054-95)和《民用建筑电气设计规范》(JGJ16-2008)中都有专门的章节对接地故障保护提出了要求。存在于低压配电系统中的接地故障问题是从事电气工作特别是从事电气设计工作者需要解决的实际问题，本文对接地故障的产生原因及如何解决接地故障作一简要探讨。

任一电压等级的供电系统都需处理两个接地问题：一个是系统内电源端带电导体的接地，通常是指变压器，发电机等中性点的接地称作系统接地；另一个是负荷端电气装置外露导电部分的接地，通常是指电气装置内电气设备金属外壳、布线金属管槽等外露导电部分的接地，称作保护接地，如图1示IEC标准将接地系统分为TN、1Tr和TT三种类型。

接地故障即带电导体与地间的短路，如图2示，“地”是指电气装置内与地连接的外露导电部分、装置外导电部分和大地。当电气装置因绝缘破损发生接地故障，原本不带电压的外露导电部分因此带对地故障电压时，人体接触此故障电压而引起的电击，称作间接接触电击。接地故障引起的间接接触电击事故是最常见多发的电击事故，接地故障引起的电弧，电火花也是最常见多发的电气火灾起火源。就电气灾害而言，接地故障远较一般短路具有更大的危险性，而对接地故障引起的间接接触电击的防护则远比直接接触电击复杂。

设备在绝缘损坏发生接地故障人体触及危险电压时，如能在人体发生心室纤颤导致死亡前及时切断电源，就可避免死亡事故的发生。此防电击措施的正确应用与接地系统类型(TN、TT或IT系统)以及回路上装设的防护电器的类别(过电流防护电器、RCD或绝缘监测器)有着密切的关系。

在电气线路短路起火中，接地故障电弧引起的火灾远多于带导体间的电弧火灾。这首先是因为接地故障发生的几率远大于带电导体间的短路。在电气线路施工中穿钢管拉电线时带电导体绝缘外皮与钢管间的摩擦常使绝缘磨薄或受损，另外发生雷击时地面上出现瞬变电磁场，它对电气线路将感应瞬态过电压，如图3所示一金属电缆梯架内敷设有电气回路，雷电瞬变电磁场在相邻电缆(线)的芯线上感应的瞬态过电压是基本相同的，而电缆梯架则因接地而为地电位，所以图3中a，b，c诸点绝缘不受雷电过电压的伤害，而电缆与梯架接触的defg诸点的绝缘却因一再受雷电过电压的冲击而受损。所以无论从机械的或电的原因进行分析，线路对地的绝缘水平总是低于带电导体间的绝缘水平，发生接地故障的几率也远高于带电导体间短路的几率，而且一旦发生接地故障，由它引起产生危险电弧的几率也远大于带电导体间产生危险电弧的几率，如图4所示，图中a、b、c、d各为相线、中性线PE线的连接端子。a、b两端子如连接不良或不导电，设备将不运转或运转不正常，可及时觉察予以修复，不致引发事故。但PE线的端子c、d不导电或导电不良却不易觉察，因设备仍能照常运转，成为事故隐患，一旦发生图4所示碰壳接地故障，如果c、d端子导电不良，端子处将进发电火花式电弧，很易引燃起火。

低压配电系统单相接地故障防护浅析

摘要：单相接地故障是低压配电系统中最为常见的接地故障，其防护措施主要有自动切断电源和保护等电位联结。断路器作为过电流保护电器兼做接地故障保护应用于末端电动机回路时，既要避开电动机的启动电流，又要满足接地故障保护灵敏度要求，后者往往被忽略。本文通过民用建筑某个工程设计实例对单相接地故障各种防护措施进行分析与探讨。

关键词：低压配电系统；接地形式；单相接地故障；瞬时脱扣器形式；自动切断电源；保护等电位联结；RCD电流脱扣限值。

0 引言

接地故障，带电导体和大地之间意外出现导电通路。当低压配电系统发生接地故障时，配电线路和电气设备会出现过热现象并导致温度上升，当温度超过其承受范围时，配电线路和电气设备会损坏绝缘层、减少寿命甚至烧坏，更严重的会引发电气火灾；另外，接地故障会使电气装置的外壳带电，从而危及到碰触者的生命安全。因此，采取正确有效的接地故障防护措施，在其产生危害前切断电源显得尤为重要。

1低压配电系统的接地形式

低压配电系统的接地形式可分为TN、TT、IT三种系统，其中TN系统又可分为TN-S、TN-C-S、TN-C三种形式。目前，我国民用建筑低压配电系统的接地形式广泛采用TN系统，当变电所设于建筑物内时一般采用TN-S系统，反之则采用TN-C-S系统；TN-C系统因为不能装设剩余电流动作保护器而很少采用。

接地故障的防护措施主要有两种：1、自动切断电源2、保护等电位联结。在低压配电系统中，相对于其它接地故障，单相接地故障最为常见，本文将以民用建筑中TN-S系统的单相接地故障来对这两种防护措施进行分析与探讨。

2断路器作为接地故障保护自动切断电源

过负荷保护电器有熔断器和断路器，本文仅以断路器作为探讨对象，分析其在作为过电流保护电器兼做接地故障保护时的选用条件。

0.4kV低压线路接地故障的排查及解决措施

摘要：文章对0.4kV线路特点及接地故障类型进行总结，并从外力引起接地故障关键技术排查、负荷故障排查、瞬间故障排查、接地故障排查四方面，提出了0.4kV线路接地故障问题解决措施。

关键词：0.4kV；故障；接地；解决措施

引言

近年来，随着经济的不断发展，农村配电网引发的各类问题不断出现，特别是多数农村供电台区长期未进行改造，或已改造但仍存在改造质量不高、管理不到位等问题。0.4kV 低压故障的不断增多，直接影响到客户的用电质量，也导致部分供电所处在忙于低压抢修的状态。下文详细分析低压线路接地故障的排查及解决措施

1 0.4kV 低压线路接地故障类型及特点

1.1 0.4kV 线路接地故障类型

在线路运行过程中，极容易出现接地故障问题，尤其是在 0.4kV线路中，该项问题尤为常见，其中主要的故障类型包括瞬间故障、单项故障和多项故障。但这些故障在发生过程中具有很强的相同点，几乎所有的电流泄露均可能导致地面之中产生大量的电能消耗。

1. 1.1 瞬间故障

0.4kV 线路瞬间接地主要表现为，在剩余电流动作断路器突然运转之后便不会再动。此种情况下，如果负荷水平平稳，电流表的瞬间示数将会大幅提升。长此以往，将会对整个线路运行产生不利影响。

1.1.2 单项故障

单相接地故障下的低压试电笔测量基本不会出现电压示数，如果对低压发光型试电笔进行应用，也只会有微弱的闪光出现。如果 0.4kV 线路之中未设置电流动作保护器，在单相接地故障发生后，线路短期内依然会处于正常的运转状态。另外，整个线路中的剩余电流保护器也会退出运行，影响线路正常工作状态。

1.1.3 多项故障

在多项接地故障发生时，主要是 0.4kV 线路出现两相或者是三相接地故障，最终出现短路情况，导致线路无法正常运转。