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低压配电TN系统常见故障及防范措施

摘要:本文研究TN系统常见故障及防范措施,主要分析:(1)当三相设备发生单相碰壳故障时,PEN线因某种原因断开或设备外壳接零线断裂、虚接、未接时主要故障及采取的防范措施(2)三相负荷不对称,PEN线断开或有PEN线但三相负荷不对称、三相负荷性质不同时,主要故障及采取的防范措施。

关键词:接地;接零;系统;故障;措施TNsystemfrequentlyseesamalfunctionandkeepswatchmeasureGaoLaiMingWangRuiYun(HebeisourcesofenergyoccupationTec,HebeiTangshan063004)Abstract:ThemalfunctionandcountermeasuresstudyingTNsystemiscommon,analysethemainbodyofabookmainly:Themainmalfunctionandthecountermeasures(1)Whilesingle-phasebumpagainstshellfailurehappenedinthree-phaseequipment,thePENlinedisconnectsthemainmalfunctionandthecountermeasuresadoptingbecauseofsomespeciescauseortheequipmentoutercoveringtakesoverwhenthenulllinebreaks,emptinessmeets,doesnotmeet(2)Three-phaseloadisasymmetric,disconnectthePENlinebutthree-phaseloadorthereisinthePENlinenosymmetrically,three-phaseloadnosimultaneous,mainmalfunctionofcharacterandthecountermeasuresadoptingKeywords:Groundconnection;Connecttoneutral;System;Malfunction;Measure1、引言:低压配电系统可分为TN系统、TT系统、和IT系统三大类。TN系统属于中性点直接接地的保护接零系统,它分为TN-C系统、TN-S系统、TN-C-S系统。本文仅分析TN-C系统常见故障及防范措施.TN-C系统为三相四线制供电方式,如图一。其电源中性点引出一条PEN线,其中设备的外壳接零线引到PEN线上,此系统由于N线与PE线合二为一,从而可节省导线材料,比较经济。在无特殊条件下,当发生单相电源碰壳故障时,泄漏电流将经设备外壳引至PEN线导入大地,此时,当有人触摸漏电设备外壳时,由于工作接地电阻一般很小约2-4欧,而人身电阻很大,在最不利情况下,人体电阻约1000-2000欧,其值远远大于工作接地电阻,因分流作用,流过人体的电流很小,不足以对人构成威胁,但当下列几种情况时,应值得注意。2、PEN线因某种原因断开时,可能引起如下事故:2.1在三相负荷基本对称且负荷性质基本相同时当某台设备、某相发生单相碰壳事故,其泄露电流将无通路。则故障设备与非故障设备间,将会出现不等电位,引起非故障设备外壳带电现象,在易燃易爆危险场所将是很危险的。2.2在三相负荷不对称,负荷性质基本相同时当PEN线断开时,利用节点法可得PEN线的电压为严重不平衡,三相相位严重不对称,如图三。严重威胁设备的正常运行,甚至烧毁用电设备。综上分析,应采取如下有效措施(1)在不对称负载下,设备运行必须保证PEN线不能断开,中性点不会发生位移。PEN线要符合设计要求,要有足够的机械强度,且阻抗要小(2)PEN线上不允许接开关或熔断器,以防当开关打开或熔断器熔丝熔断后,人为造成断开PEN线。(3)PEN线上应在多点处进行必要的重复接地,以防某点重复接地失效后其它重复接地点,仍能保证有接地,可以有效解决故障设备与非故障设备间发生不等电位,避免非故障设备外壳带电问题。(4)PEN线上不能有接点,以防接点处因接触电阻增大而发热引起烧断PEN线。PEN线截面应与相线截面相同或相近,保证足够的不对称下的负荷载流量3、有PEN线时的几种特殊情况。3.1当用电设备外壳接零线断裂、虚接或未接时。发生一相碰壳,其泄漏电流将会直接导入大地,相当于火线直接对地短路,而造成厂区内所有金属物件、设备设施(包括各种金属管道、容器)都将会带电。当人触摸带电设备时,人将承受的电压为相电压,流过人体的电流约为220mA,远远大于致命电流50mA,对人构成重大威胁;当虚接打火,在易燃易爆生产、经营场所则更为危险,易引发重大事故的发生,这是绝对不允许的。采取的措施是:(1)在供配电线路上,必须安装具有漏电保护的开关,如DZL自动空气开关,以防发生此类故障时能可靠跳闸,从而保障人身安全和设备设施安全。(2)用电设备外壳接零线的接点必须联结牢固可靠,一般可采用压接或焊接方式,并应定期检修、测试,以保证供电运行的可靠性和安全性。3.2三相负荷不对称。三相电流矢量和不等于零,即,则流过PEN线中的电流不等于零,可能出现如下问题:(1)三相负荷不对称,三相负荷性质基本相同时,如图四看出,PEN线的电流很大,有时用数字电笔测出的值比相线的值都大。这将造成PEN线与用电设备间出现不等电位。在无故障情况下,用电设备外壳仍然发生带电现象,这在危险环境和场所中是绝对不允许的。(2)三相负荷不对称,三相负荷性质不相同时,如图三看出PEN线上的电流值远大于相线电流,用电设备的外壳会产生严重的电位差,在正常状态下,外壳带电问题更为严重。故,采取如下措施:(1)在三相电路中,应尽量合理分配单相用电负荷,基本保证用电负荷的对称性,避免在三相电路中随意乱接乱挂单相用电设备。(2)三相负荷性质不同时,应采用专线专供方式,不能任意混接在三相同一低压配电线路中。(3)将TN-C系统改为TN-S系统或TN-C-S系统,如图五、图六。采用三相五线制,单相三相制供电方式。TN-C-S系统是在TN-C系统的后面,部分地或全部采用TN-S系统,设备的外露可导电部分接PEN线或接PE线。由图(六)看出:它是TN-C系统与TN-S系统的组合,它兼顾了TN-C系统与TN-S系统的优点,因此这种系统比较灵活,经济实用,应用日益广泛。4、结束语综上分析可知:无论TN-C系统、TN-S系统、TN-C-S系统都必须注意以下几个问题:(1)N线上不得装设开关熔断器,N线的连接点必须牢固可靠,导线截面必须满足机械强度及载流量的要求,否则不仅造成人身触电危险,而且会造成中性点偏移,引发事故。(2)合理调整和分配单相用电设备的负荷及负荷性质,否则会使流过N线电流过大,造成N线烧毁或熔断。若为保证足够的N线截面,势必增加一定投资。(3)定期检查N线及工作接地线,按期进行测量中性点接地电阻。(4)PE线路必须设置多处接地即重复接地。(5)装设漏电保护开关。参考文献:[1]刘介才.供配电技术[M].北京:机械工业出版社,2002.[2]胡翔骏.电路基础[M].北京:高等教育出版社,2004.[3]陈小虎.工厂供电技术[M].北京:高等教育出版社,2001.[4]陈菊红.电工基础[M].北京:机械工业出版社,2000.作者简介:高来明(1949),男,河北唐山人,副教授,国家注册安全评价师,国家注册安全工程师继续教育师资资格,主要从事电气工程教学与科研及安全教育培训工作。


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