低壓配電TN系統(tǒng)常見故障及防范措施

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摘要：本文研究TN系統(tǒng)常見故障及防范措施，主要分析：（1）當三相設備發(fā)生單相碰殼故障時，PEN線因某種原因斷開或設備外殼接零線斷裂、虛接、未接時主要故障及采取的防范措施（2）三相負荷不對稱，PEN線斷開或有PEN線但三相負荷不對稱、三相負荷性質不同時，主要故障及采取的防范措施。

關鍵詞：接地；接零；系統(tǒng)；故障；措施 TN system frequently sees a malfunction and keeps watch measure Gao Lai Ming  Wang Rui Yun (Hebei sources of energy occupation Tec , Hebei  Tangshan 063004) Abstract: The malfunction and countermeasures studying TN system is common, analyse the main body of a book mainly: The main malfunction and the countermeasures (1) While single-phase bump against shell failure happened in three-phase equipment, the PEN line disconnects the main malfunction and the countermeasures adopting because of some species cause or the equipment outer covering takes over when the null line breaks , emptiness meets , does not meet (2) Three-phase load is asymmetric , disconnect the PEN line but three-phase load or there is in the PEN line no symmetrically, three-phase load no simultaneous , main malfunction of character and the countermeasures adopting Keywords: Ground connection; Connect to neutral; System; Malfunction; Measure 1、引言： 低壓配電系統(tǒng)可分為TN系統(tǒng)、TT系統(tǒng)、和IT系統(tǒng)三大類。TN系統(tǒng)屬于中性點直接接地的保護接零系統(tǒng)，它分為TN-C系統(tǒng)、TN-S系統(tǒng)、TN-C-S系統(tǒng)。本文僅分析TN-C系統(tǒng)常見故障及防范措施.  TN-C系統(tǒng)為三相四線制供電方式，如圖一。其電源中性點引出一條PEN線，其中設備的外殼接零線引到PEN線上，此系統(tǒng)由于N線與PE線合二為一，從而可節(jié)省導線材料，比較經濟。在無特殊條件下，當發(fā)生單相電源碰殼故障時，泄漏電流將經設備外殼引至PEN線導入大地，此時，當有人觸摸漏電設備外殼時，由于工作接地電阻一般很小約2-4歐，而人身電阻很大，在最不利情況下，人體電阻約1000-2000歐，其值遠遠大于工作接地電阻，因分流作用，流過人體的電流很小，不足以對人構成威脅，但當下列幾種情況時，應值得注意。 2、PEN線因某種原因斷開時，可能引起如下事故：   2.1在三相負荷基本對稱且負荷性質基本相同時 當某臺設備、某相發(fā)生單相碰殼事故，其泄露電流將無通路。則故障設備與非故障設備間，將會出現(xiàn)不等電位，引起非故障設備外殼帶電現(xiàn)象，在易燃易爆危險場所將是很危險的。 2.2在三相負荷不對稱，負荷性質基本相同時 當PEN線斷開時，利用節(jié)點法可得PEN線的電壓為   嚴重不平衡，三相相位嚴重不對稱，如圖三。嚴重威脅設備的正常運行，甚至燒毀用電設備。 綜上分析，應采取如下有效措施 （1）在不對稱負載下，設備運行必須保證PEN線不能斷開，中性點不會發(fā)生位移。PEN線要符合設計要求，要有足夠的機械強度，且阻抗要小 （2）PEN線上不允許接開關或熔斷器，以防當開關打開或熔斷器熔絲熔斷后，人為造成斷開PEN線。 （3）PEN線上應在多點處進行必要的重復接地，以防某點重復接地失效后其它重復接地點，仍能保證有接地，可以有效解決故障設備與非故障設備間發(fā)生不等電位，避免非故障設備外殼帶電問題。 （4）PEN線上不能有接點，以防接點處因接觸電阻增大而發(fā)熱引起燒斷PEN線。PEN線截面應與相線截面相同或相近，保證足夠的不對稱下的負荷載流量 3、有PEN線時的幾種特殊情況。 3.1當用電設備外殼接零線斷裂、虛接或未接時。 發(fā)生一相碰殼，其泄漏電流將會直接導入大地，相當于火線直接對地短路，而造成廠區(qū)內所有金屬物件、設備設施（包括各種金屬管道、容器）都將會帶電。當人觸摸帶電設備時，人將承受的電壓為相電壓，流過人體的電流約為220mA，遠遠大于致命電流50mA，對人構成重大威脅；當虛接打火，在易燃易爆生產、經營場所則更為危險，易引發(fā)重大事故的發(fā)生，這是絕對不允許的。采取的措施是： （1）在供配電線路上，必須安裝具有漏電保護的開關，如DZL自動空氣開關，以防發(fā)生此類故障時能可靠跳閘，從而保障人身安全和設備設施安全。 （2）用電設備外殼接零線的接點必須聯(lián)結牢固可靠，一般可采用壓接或焊接方式，并應定期檢修、測試，以保證供電運行的可靠性和安全性。 3.2三相負荷不對稱。 三相電流矢量和不等于零，即 ，則流過PEN線中的電流不等于零，可能出現(xiàn)如下問題： （1）三相負荷不對稱，三相負荷性質基本相同時，如圖四看出，PEN線的電流很大，有時用數(shù)字電筆測出的值比相線的值都大。這將造成PEN線與用電設備間出現(xiàn)不等電位。在無故障情況下，用電設備外殼仍然發(fā)生帶電現(xiàn)象，這在危險環(huán)境和場所中是絕對不允許的。 （2）三相負荷不對稱，三相負荷性質不相同時，如圖三看出PEN線上的電流 值遠大于相線電流，用電設備的外殼會產生嚴重的電位差，在正常狀態(tài)下，外殼帶電問題更為嚴重。  故，采取如下措施： （1）在三相電路中，應盡量合理分配單相用電負荷，基本保證用電負荷的對稱性，避免在三相電路中隨意亂接亂掛單相用電設備。 （2）三相負荷性質不同時，應采用專線專供方式，不能任意混接在三相同一低壓配電線路中。 （3）將TN-C系統(tǒng)改為TN-S系統(tǒng)或TN-C-S系統(tǒng)，如圖五、圖六。采用三相五線制，單相三相制供電方式。 TN-C-S系統(tǒng)是在TN-C系統(tǒng)的后面，部分地或全部采用TN-S系統(tǒng)，設備的外露可導電部分接PEN線或接PE線。由圖（六）看出：它是TN-C系統(tǒng)與TN-S系統(tǒng)的組合，它兼顧了TN-C系統(tǒng)與TN-S系統(tǒng)的優(yōu)點，因此這種系統(tǒng)比較靈活，經濟實用，應用日益廣泛。   4、結束語 綜上分析可知：無論TN-C系統(tǒng)、TN-S系統(tǒng)、TN-C-S系統(tǒng)都必須注意以下幾個問題： （1）N線上不得裝設開關熔斷器，N線的連接點必須牢固可靠，導線截面必須滿足機械強度及載流量的要求，否則不僅造成人身觸電危險，而且會造成中性點偏移，引發(fā)事故。 （2）合理調整和分配單相用電設備的負荷及負荷性質，否則會使流過N線電流過大，造成N線燒毀或熔斷。若為保證足夠的N線截面，勢必增加一定投資。 （3）定期檢查N線及工作接地線，按期進行測量中性點接地電阻。 （4）PE線路必須設置多處接地即重復接地。 （5）裝設漏電保護開關。 參考文獻： [1]劉介才.供配電技術[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002. [2]胡翔駿.電路基礎[M].北京：高等教育出版社，2004. [3]陳小虎.工廠供電技術[M].北京：高等教育出版社，2001. [4]陳菊紅.電工基礎[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000. 作者簡介：高來明（1949—），男，河北唐山人，副教授，國家注冊安全評價師，國家注冊安全工程師繼續(xù)教育師資資格，主要從事電氣工程教學與科研及安全教育培訓工作。