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【转载】漏电保护器(漏电保护开关)与家庭安全用电——低压配电系统型式  

2015-12-23 16:31:05|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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【低压配电系统型式】

低压配电系统中常用的型式有:IT系统、TT系统、TN系统,下面我们做分别介绍。

一、IT型

 如下图 

漏电保护器(漏电保护开关)与家庭安全用电——低压配电系统型式 - aaafk - aaafk 沈阳 综合电工

必须说明:(略) 

二、TT型

如下图

漏电保护器(漏电保护开关)与家庭安全用电——低压配电系统型式 - aaafk - aaafk 沈阳 综合电工

必须说明:

《农村低压电力技术规程》DL/T499-2001中规范:

3.4.5 采用TT系统时应满足的要求:
1、采用TT系统,除变压器低压侧中性点直接接地外,中性线不得再行接地,且应保持与相线(火线)同等的绝缘水平。
2、为了防止中性线的机械断线,其截面积应满足以下要求:
相线的截面积S:S≤16平方毫米   中性线截面积S0:S0=S(与相线一样)
相线的截面积S:16<S≤35平方毫米   中性线截面积S0:S0=16
相线的截面积S:S>35平方毫米   中性线截面积S0:S0=S/2(相线的一半)
3、电源进线开关应隔离(能断开)中性线,漏电保护器必须隔离(能断开)中性线。
4、必须实施剩余电流保护(即必须安装漏电保护开关),包括:                                  
(1)剩余电流总保护、剩余电流中级保护(必要时),其动作电流应满足:
剩余电流总保护和是及时切除低压电网主干线和分支线路上断线接地等产生较大剩余电流的故障。
剩余电流总保护器的动作电流整定:
总保护整定
剩余电流较小的电网   非阴雨季节为50mA   阴雨季节为200mA
剩余电流较大的电网   非阴雨季节为100mA   阴雨季节为300mA
(2)剩余电流末级保护
剩余电流中末级保护装于用户受电端(即终端用户,例如家庭用电,或某台用电设备),其保护范围是防止用户内部绝缘破坏,发生人身间接接触触电等而产生的剩余电流所造成的事故。对直接接触触电,仅作为基本保护措施的附加保护。
剩余电流中末级保护应满足以下条件:
Re×Iop≤Ulim
式中:
Re—受电设备外露可导电部分的接地电阻(Ω)
Ulim—安全电压极限(正常情况下可按50V交流有效值考虑)
Iop—剩余电流保护器的动作电流(A)
Iop整定值:≤30mA
5、配电变压器低压侧及出线回路,均应装设过电流保护,包括:短路保护和过负荷保护。

6、PEE线的作用:当设备发生漏电时,漏电电流可以通过大地回流到变压器的中性点,可以降低带点的设备外壳电压,降低人触及设备外壳被电击的危险程度。

7、当发生单相接地故障时,接地电流通过大地流回变压器中性点,使得接地电流很大,促使线路保护器可靠动作(特别是整定值符合规范的漏电保护器)可靠动作,切断电源。

三、TN型

TN系统:包括TN—C、TN—C—S、TN—S三种系统

1、TN—C系统

如下图

漏电保护器(漏电保护开关)与家庭安全用电——低压配电系统型式 - aaafk - aaafk 沈阳 综合电工

必须说明:
《供配电系统设计规范》GB50052-2009对低压配电系的统规范:为了保护民用建筑的用电安全,不宜采用TN—C系统。

2、TN—C—S系统

如下图

漏电保护器(漏电保护开关)与家庭安全用电——低压配电系统型式 - aaafk - aaafk 沈阳 综合电工 

3、TN—S系统

如下图

漏电保护器(漏电保护开关)与家庭安全用电——低压配电系统型式 - aaafk - aaafk 沈阳 综合电工

TN优缺点分析:
TN-S(三相五线制)接地形式的PE线平时不通过工作电流,仅在发生接地故障时流过故障电流,其电位接近大地电位,不会干扰信息设备,不会对地打火,较为安全;缺点是需要全程设置PE线,造价较高。

TN-C-S(三相四线制)相对于TN-S(三相五线制)来说少了一根专用PE线,造价较低,由于其进入用电建筑后PE线和N线分开所以也具有TN-S的有点;但是要求PEN线的连接非常可靠,PEN线一旦断线将引发很多故障。
需要注意:
NT-S系统的PE和TN-C-S系统的PEN线在同一供电范围内都是连通的,当变电所或配电系统中某一设施发生电气接地故障时,NT-S系统其故障电压会沿着PE线、TN-C-S系统其故障电压会沿着PEN线在电气设备间传导,这是TN系统共有的缺点,所以必须采取等电位措施来预防这种情况的发生。

四、关于低压配电系统选用规范:
1、《农村低压电力技术规程》DL/T499-2001对低压配电系统选用规范:
3.4.1农村低压电网宜采用TT系统,城镇电力用户宜采用TN系统,对安全有特殊要求可采用IT系统。
2、《供配电系统设计规范》GB50052-2009对低压配电系统选用规范:
7.0.1 对于民用建筑的低压配电系统应采用TT、TN-S 或TN-C-S 接地型式,并进行等电位联结。为保证民用建筑的用电安全,不宜采用TN-C 接地型式;有总等电位联结的TN-S 接地型式系统建筑物内的中性线不需要隔离;对TT 接地型式系统的电源进线开关应隔离中性线,漏电保护器必须隔离中性线。
3、《住宅设计规范》GB50096-1999(2003版)电气部分规范:
6.5.2 本条强调了住宅供电系统设计的安全要求。
TT、TN-C-S 和TN-S 三种系统,都有专用的PE 线(接地线),是住宅中最常用可靠的接地方式;“总等电位联结”则可降低住宅楼内的接触电压,消除沿电源线路导入的对地故障电压的危害,也是防雷安全所必需。
4、《电子信息系统机房设计规范》GB50174-2008对低压配电系统选用规范:
8.1.6. 电子信息系统机房低压配电系统不应采用TN-C系统。电子信息设备的配电应按设备要求确定。

解释:

这是因为若采用TN—C系统,会产生连续的工频电流及谐波电流对设备的干扰。干扰来源于TN—C系统“中性导体电流”(在三相系统中由于不平衡电荷在PEN线上产生的电流)分流于PEN线、信号交换用的电缆的屏蔽层,基准导体和室外引来的导电物体之间。而采用TN—S系统,这种“中性导体电流”仅在专用的导体(N)线上流动,不会通过共用接地系统对设备产生干扰。因此,在进行配电时,应保证N线(零线)与PE线(保护地线)绝缘。当然,在实际的工程中,常由于接地方法有问题,可能导致N线与PE线接触,使系统全部或部分又转回TN—C系统,再度产生干扰故障。

五、TN-S系统简明图(目前采用最多的系统)

漏电保护器(漏电保护开关)与家庭安全用电——低压配电系统型式 - aaafk - aaafk 沈阳 综合电工

一般要求:
(1)总零线(N)线不得装设熔断器和单独的开关装置,即使通过开关,也应采用N线直通型开关;为保证N线连续可靠不间断的连接,N线导体的截面积应符合要求(参考如上TT系统所述);N线不得再次作重复接地连接。
(2)保护线(PE)需要作重复接地连接。

(3)保护地线(PE)绝对不允许断开。否则若有一台设备内部发生漏电而使该设备外漏不带电部分带电时,就构不成回路,保护器不会自动切断电源,同时产生严重后果:与之接同一条保护地线的其他完好设备外壳也都被动带电,引起大范围的电气设备外壳带电,造成可怕的触电威胁。为了安全需要,这条线要做重复接地,而且接地可靠(接地电阻要符合要求)。

备注:就上图的配电系统而言,事实上【PE线】专业叫做【保护零线】,只是在现实中很少人叫做【保护零线】,而叫做【保护地线】。现实中,我们在用电器上看到的黄绿相间的那条线,是接设备外壳的,就是接保护零线的。

因此,在简明图中我们可以看到:

蓝色的零线(N线)是不经过总开关的,我们这里指的总开关也指“最终用户开关”之前的分开关,只有到达最终用户时,才允许经过开关。这样要求的目的是避免零线断线而造成用电设备受电电压升高,导致设备故障,原本是单相供电(220V),变成两相供电(380V);绿色线(PE)线保证连续紧密不间断连接,同时作重复接地连接、首末端接地连接。

【必须注意】

在配电的时候要尽可能做到三相用电负荷基本平衡。举例说明,例如小区供电,我们以一栋6层2单元的住宅楼说明,变压器输出的三相一零分别送到该楼的总配电箱内,然后在这么分配给用户:1、2层楼用A相,2、3.层用B相,5、6层用户用C相,这么配电在理论上就基本保持供电系统的三相平衡。也由此可知,绝对平衡是不可能的。

【小常识】在理论上,如果供电系统三相用电负荷平衡,那么总零线上是没有电流流过的,因此我们就知道了总零线的作用,即是用来流通三相供电系统的不平衡电流用的,所以,在现实中我们见到的4线供电电缆,零线要比三根火线的线径小得多;而在现实中,区民用电大多是单相用电用户,因此我们就要求零线和火线的线径一样的规格,因为火线流过多少电流,零线就流过多少电流。

【小常识】

现实中,我们常常遇到一些小饭馆因为供电出了问题要我们去看看他们的供电是否合理的情况。在检查中我们发现,这些小饭馆只用一根火线和一根零线供电(单相供电)。要知道,随着电磁灶、空调等大功率家用电器的普及,只采用一根火线和一根零线供电是明显不够的,这么供电,要求电线线径很大,例如16平方,电线仍发热不止。我们立即建议进行改造,改为3相供电,即3根火线(A相B相C相)1根零线和1根地线(TN-S系统5线制)供电,然后在小饭馆内再这么分配用电:全部空调用一相,饭馆内插座、照明用一相,伙房用一相(厨房用电量很大)。

漏电保护器(漏电保护开关)与家庭安全用电——低压配电系统型式 - aaafk - aaafk 沈阳 综合电工 

漏电保护器(漏电保护开关)与家庭安全用电——低压配电系统型式 - aaafk - aaafk 沈阳 综合电工

漏电保护器(漏电保护开关)与家庭安全用电——低压配电系统型式 - aaafk - aaafk 沈阳 综合电工

漏电保护器(漏电保护开关)与家庭安全用电——低压配电系统型式 - aaafk - aaafk 沈阳 综合电工

漏电保护器(漏电保护开关)与家庭安全用电——低压配电系统型式 - aaafk - aaafk 沈阳 综合电工

  下一篇:防触电措施

 关于TN-C系统是否需要安装漏电保护器的问题。


关于TN-C系统是否需要设漏电保护器的问题,在学术上有没有明确的规定  随着电子技术和科技的发展,电子设备越来越多地被运用到了老百姓的生活中来,那么来说,对配电系统的要求也越来越高,TN-C系统将逐步地退出历史的舞台,TN-S系统将成为最稳定优越的供电系统。

对于TN-C系统要不要设漏电保护器的问题,可以具体情况具体分析,在这里只能略作解释:
(1)首先我们要明确,漏电保护器不是保命器,就终端用户而言,我们安装漏电保护器(具有短路、过载和漏电三种保护功能与一体的漏电保护器,即市场上卖的:剩余电流动作断路器)的目的是:
a、发生线路(设备或家用电器)过载、短路(线路或设备故障)、线路(设备或家用电器)漏电时,漏电保护器要及时自动地跳闸切断电源。
b、漏电保护器是在线路或设备(或家用电器)发生漏电时就立即自动跳闸切断电源,以保护人接触到漏电的设备而发生触电。也就是说,当设备发生漏电后就立即跳闸,而不是要等到人去接触到漏电设备时才跳闸,这一点很重要。因此,对于TN-S系统而言,接地线是一根很重要的保护线,要确保我们所使用的家用电器的外壳与之紧密连接,为什么要紧密连接?因为这条线是让漏电电流通过的,一旦设备发生漏电,漏电电流就从这条线流回供电系统,漏电保护器才能检测到不平衡电流,才会立即跳闸切断电源;还有就是,这条线是与大地紧密连接的,因为大地电位为零,那么我们设备外壳的电位也被它拉为接近零,所以人接触到设备外壳是安全的(回顾一下欧姆定律就可以知道人为什么是安全的)。
(2)TN-C系统因为PEN线二合为一,假如设备外壳没有接地,那么设备发生漏电了,漏电保护器仍不会自动跳闸切断电源,以保护设备和人身安全,因为漏电电流又流回零线,漏电保护器没有检测到漏电存在,此时,漏电的设备外壳是带电的,一定要等到人去接触了带电的设备外壳,人被电击了(假如人是站在大地上的),漏电保护器才会跳闸(假如漏电保护器是好的,整定电流是在30毫安及以下的。假如整定值大于30毫安的,人被电死了,还不会跳闸切断电源)。
(3)TN-C系统因为PEN线二合为一,假如设备外壳接地,就漏电保护而言,这台设备已经发生漏电,那么就无法使用漏电保护器。因为若设备发生漏电,漏电电流一部分就流入大地,一部分流回零线(假如设备外壳按规定做接零保护的话)流入大地的泄漏电流达到漏电保护器的设定值(漏电保护器有不同的整定值,对于家用的整定为30毫安及以下),漏电保护器就动作,就会发生漏电保护器无法合闸的情况。
(4)TN-C系统最原始的保护方法是设备外壳接零保护(除了设备本身工作零线外,用另外的导线将设备导电外壳与供电零线连接起来),也即常说的保护接零,原理:当设备发生漏电时,漏电电流流回零线,漏电小就是过载故障,漏电大就是短路故障,也即是发生零线和火线短路的故障,因为短路电流很大,迫使线路过载或是短路保护器动作切断电源,若线路保护器不动作,就会发生线路或设备烧毁的电气故障,因此合理选择线路保护器是很重要的。
(5)就以上分析而言,TN-C系统用户终端也未必就不可使用漏电保护器,可以选择具有短路保护、过载保护和漏电保护三重保护功能于一体的漏电保护器使用。

如有必要,需将TN-C系统改造为TN-S系统。

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