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接地概念及TN系統形式分析

1、接地的概念:

以接地體為中心,在半徑20m之外的范圍叫大地的地,在半徑20m范圍之內為電氣的地。接地,就是將電力系統或建筑物中電氣裝置、設施的某些導電部分,經接地線連接至接地極。機房接地系統應滿足人身安全和設備安全正常運行要求。

保護接地系統的五種類型:TT、IT、TN-C、TN-S、TN-C-S,地區不同,供電系統存在差異,機房保護接地也將發生相應的變化。比較常用的保護接地為后三種,機房應采用TN-S系統。

字母含義:第一位字母表示低壓系統的對地關系:“T”表示一點直接接地,“I”表示所有帶電部分與地絕緣或一點經阻抗接地。第二位字母表示電氣裝置的外露導電部分的對地關系:“T”表示外露導電部分對地直接電氣連接,與低壓系統的任何接地點無關;“N”表示外露導電部分與低壓系統的接地點(中性點)直接電氣連接。其他位字母“C”表示中性線和保護線是合一的;“S”表示中性線和保護線是分開的。

TT系統從電源中性點直接引出N線,但設備的PE線是各自獨立接地的,例如,樓房有單獨的接地系統。

IT系統的帶電部分與大地間不直接連接(經阻抗接地或不接地),而電氣裝置的外露導電部分則是接地的。IT系統居民樓不用。

TN-S系統的

零線(N)與保護接地(PE)在變電所為一點接地,電源返出后,PE和N是分開的,不再有任何電氣連接。PE連接設備金屬外殼,正常狀態無電流,安全可靠,抗干擾性強。這種保護接地系統在新建筑中應用很普遍。

如果是TN-C系統,零線N與保護接地PE是合一的,即PEN一條線保護,且有電流通過,抗干擾性能較差,因此,可以將TN-C進戶端PEN線重復接地后,再把PE和N分開,這樣可改變為TN-C-S系統。TN-C-S系統不僅在正常情況下PE無電流,又解決了PEN的弊端。這種保護接地系統在舊建筑中很實用。由于電源引入前一段PEN線路有電流通過,因此,一些電源干擾問題是存在的。

2、電源系統的接地是從哪里引出的:DL/T621—1997《交流電氣裝置的接地》中,對TN系統是這樣解釋的:TN系統,系統有一點直接接地,裝置的外露導電部分用保護線與該點連接。按照中性線與保護線的組合情況,TN系統有以下3種型式:

1)TN—S系統。整個系統的中性線與保護線是分開的。

2)TN—C—S系統。系統中有一部分中性線與保護線是合一的。

3)TN—C系統。整個系統的中性線與保護線是合一的。

然后對接地點的引出又做了詳細的規定:7.2.1向B類電氣裝置供電的配電變壓器安裝在該建筑物外時,低壓系統電源接地點的接地電阻應符合下列要求:a)配電變壓器高壓側工作于不接地、消弧線圈接地和高電阻接地系統,當該變壓器的保護接地接地裝置的接地電阻符合式(8)要求且不超過4Ω時,低壓系統電源接地點可與該變壓器保護接地共用接地裝置。

b)當建筑物內未作總等電位聯結,且建筑物距低壓系統電源接地點的距離超過50m時,低壓電纜和架空線路在引入建筑物處,保護線(PE)或保護中性線(PEN)應重復接地,接地電阻不宜超過10Ω。

c)向低壓系統供電的配電變壓器的高壓側工作于低電阻接地系統時,低壓系統不得與電源配電變壓器的保護接地共用接地裝置,低壓系統電源接地點應在距該配電變壓器適當的地點設置專用接地裝置,其接地電阻不宜超過4Ω。

7.2.2向B類電氣裝置供電的配電變壓器安裝在該建筑物內時,低壓系統電源接地點的接地電阻應符合下列要求:

a)配電變壓器高壓側工作于不接地、消弧線圈接地和高電阻接地系統,當該變壓器保護接地的接地裝置的接地電阻符合本標準5.3.1要求時,低壓系統電源接地點可與該變壓器保護接地共用接地裝置。

b)配電變壓器高壓側工作于低電阻接地系統,當該變壓器的保護接地接地裝置的接地電阻符合式(5)的要求,且建筑物內采用(含建筑物鋼筋的)總等電位聯結時,低壓系統電源接地點可與該變壓器保護接地共用接地裝置。

7.2.3低壓系統由單獨的低壓電源供電時,其電源接地點接地裝置的接地電阻不宜超過4Ω。

綜合以上:也就是說,1、當配電變壓器高壓側工作于不接地時(高壓側D型聯結組別),不管該配電變壓器在建筑物內還是外(在建筑物外時符合一定的要求),低壓側系統的電源接地點可直接從變壓器的保護接地點引出(共用接地裝置)。但要注意:N和PE只在系統的一點連接,然后始終分開(詳細規定如下:當從裝置的任何一點起,中性線及保護線由各自的導線提供時,從該點起不應將兩導線連接。在分開點,應分別設置保護線及中性線用端子或母線。保護中性線應接至供保護線用的端子或母線)

2、當配電變壓器高壓測工作于低電阻接地系統時(高壓側Y型聯結組別),當該配電變壓器在建筑物外時,低壓側系統的電源接地點不可從變壓器的保護接地點引出(不得共用接地裝置)。低壓系統電源接地點應在距該配電變壓器適當的地點設置專用接地裝置,其接地電阻不宜超過4Ω。

當該配電變壓器在建筑物內時,接地電阻符合:R(接地電阻)小于或等于2000/I(I為計算用的流經接地裝置的入地短路電流),且建筑物內采用(含建筑物鋼筋的)總等電位聯結時,低壓系統電源接地點可與該變壓器保護接地共用接地裝置。

3、最后:雖然N線與PE線一般都是從變壓器低壓側的中性點引出的,但到低壓柜里邊后就用支撐絕緣子分開了,而且,所有負載的零線(包括三相設備和單相設備)都是接到N母排上(寬厚一般為三相母排的1/2),所以當零線中流過電流時就是通過N母排流回變壓器的中性點的。而所有負載設備的外殼全部接到了PE母排上(寬厚一般和N母排一樣或略小于N母排),作為設備外殼的保護接地,一般情況下設備外殼是不帶電的,所以也就沒有電流的。但是,當發生接地故障時,這根PE線要通過短路電流!
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