对接地故障几种不同方式的探讨
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对接地故障几种不同方式
的探讨
Organize enterprise safety management planning, guidance, inspection and decision-making,
ensure the safety status, and unify the overall plan objectives
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对接地故障几种不同方式的探讨
简介:该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查
和决策等事项,保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态,从而使整体计划目
标统一,行动协调,过程有条不紊。文档可直接下载或修改,使用时请详细阅读内容。
为防止因配电线路接地故障所发生的人身间接电击、电
气火灾及线路的热稳定性,现行的设计和施工中均提出在低
压配电线路中需设置接地故障保护。在《低压配电设计规范》
(GB50054-95)第4.4.10至4.4.22条中分别详细的对几
种不同接地型式的系统,明确指出所应采用的不同接地故障
保护方式及条件。本文依据规范所认定的三种不同接地故障
保护方式对其工作原理及条件进行分析,以便在实际工作中
更好的应用。
1、利用配电线路所设置的过电流保护兼作接地故障保
护;这种保护方式因利用所控制的线路断路器,在不增设其
他装置就可以实现接地故障保护功能,所以方便易行。但应
能满足规范所要求的在发生故障时,断路器切断故障电流的
允许时间。
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2、利用零序电流来实现接地故障保护;依据基尔霍夫定
律流入电路中任意节点的复电流的代数和为零,所以三相电
流的矢量和即零序电流I0=︱IA︱+︱IB︱+︱IC︱在三相
负荷完全平衡时(假定无接地故障,不考虑线路及电器设备
的正常泄漏电流)I0=0。当三相负荷不平衡时I0=IN,此
时零序电流为不平衡电流IN。当某一相发生接地故障时必然
要产生一个单相接地故障电流Id,此时的零序电流I0
=IN+Id是三相不平衡电流与单相接地故障电流的矢量和。
所以利用零序电流来实现接地故障保护时其动作电流应大
于三相不平衡电流。
3、利用剩余电流实现接地故障保护;配电线路在没有发
生接地故障时,三相负荷电流与中性线电流的矢量和无论三
相负荷电流平衡与否它们的电流均为零,即∣IA︱+︱IB︱+
︱IC∣+∣IN∣=0。当某一相发生单相接地故障时,故障电流
通过保护线PE与大地构成通路,所以此时∣IA︱+︱IB︱+
︱IC∣+∣IN∣≠0。此时的电流应为接地故障电流加上配电线
路及电器设备的正常泄漏电流,我们称此电流为剩余电流。
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由此分析可知利用剩余电流来实现接地故障保护时其动作
电流应为剩余电流。
零序电流保护一般适用与TN接地系统。在发生某一相
单相接地故障时,对于TN-S系统其回路阻抗包括相线阻抗
Z1,PE线阻抗ZPE和接触阻抗Zf,即ZS=Z1+ZPE+Zf;
对于TN-C系统其回路阻抗包括相线阻抗Z1,PEN线阻抗
ZPEN和接触电阻Zf,即ZS=Z1+ZPEN+Zf;对于TN-C-S
系统其回路阻抗包括相线阻抗Z1,PEN线阻抗ZPEN,PE
线阻抗ZPE和接触电阻Zf,即ZS=Z1+ZPEN+ZPE+Zf。所
发生的单相接地故障电流Id=220/ZS,明显地大于无故障时
的三相不平衡电流。如果其动作电流整定值合适,在发生接
地故障时能躲过不平衡电流,检测出发生接地故障时的零序
电流就能实现其对接地故障地保护。对于TT系统;因三相
不平衡电流较大,在发生某相接地故障时其回路阻抗应包括
相线阻抗Z1,PE线阻抗ZPE,负载侧接地电阻RA和电源
侧接地电阻RB及接触阻抗Zf,即ZS=Z1+ZPE+RA+RB+Zf,
接地故障电流Id=220/ZS。由于RA+RB>Z1+ZPE+Zf,并
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且RA+RB数值一般较大,故TT系统在故障回路阻抗大,
所发生的单相接地故障电流Id远小于不平衡电流,很难检
测出故障电流,所以零序电流保护不适用于TT接地系统。
从利用剩余电流来完成接地故障保护的原理分析可知
它保护动作整定电流可以从mA级到A级,有相当高的动作
灵敏度。对于TN、TT、IT接地系统均可以运用。但不适用
于TN系统中TN—C接地系统。在TN–C接地系统中保护
线PE和中性线N是合为一根PEN线,在正常工作时PEN
线要流过三相不平衡电流,当发生单相接地故障时所发生的
故障电流也要从PEN线流过,所以剩余电流保护装置无法
检测出剩余电流。也就是说对于TN-C系统,剩余电流保护
已无检测剩余电流的功能。
从保护动作灵敏度与使用安全性来说,剩余电流保护高
于零序电流保护,并且零序电流保护不能应用于单相配电线
路上。我国以前采取苏联用零序电流保护作为接地故障故障
保护。对于TN–C系统由于零序电流保护装置是安装在PEN
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线上,保护整定值应躲过PEN线上最大不平衡电流,在单相
接地故障电流小于该整定值时,保护装置就会拒动,就有可
能引起人身电击或火灾危险的发生。所以在低压配电线路接
地保护的IEC标准中已取消了零序电流保护。
无论是通过电流保护兼接地故障保护,还是零序电流保
护或剩余电流保护,它们都是我国现行规范允许的接地故障
保护措施之一,在实施过程中都必须与等电位联接相结合使
用,才能完善保护作用。
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