低壓配電TN系統(tǒng)常見(jiàn)故障及防范措施

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摘要：本文研究TN系統(tǒng)常見(jiàn)故障及防范措施，主要分析：（1）當(dāng)三相設(shè)備發(fā)生單相碰殼故障時(shí)，PEN線因某種原因斷開(kāi)或設(shè)備外殼接零線斷裂、虛接、未接時(shí)主要故障及采取的防范措施（2）三相負(fù)荷不對(duì)稱，PEN線斷開(kāi)或有PEN線但三相負(fù)荷不對(duì)稱、三相負(fù)荷性質(zhì)不同時(shí)，主要故障及采取的防范措施。

關(guān)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(diǎn)直接接地的保護(hù)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(jiàn)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(diǎn)引出一條PEN線，其中設(shè)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(dǎo)線材料，比較經(jīng)濟(jì)。在無(wú)特殊條件下，當(dāng)發(fā)生單相電源碰殼故障時(shí)，泄漏電流將經(jīng)設(shè)備外殼引至PEN線導(dǎo)入大地，此時(shí)，當(dāng)有人觸摸漏電設(shè)備外殼時(shí)，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(yuǎn)遠(yuǎn)大于工作接地電阻，因分流作用，流過(guò)人體的電流很小，不足以對(duì)人構(gòu)成威脅，但當(dāng)下列幾種情況時(shí)，應(yīng)值得注意。 2、PEN線因某種原因斷開(kāi)時(shí)，可能引起如下事故：   2.1在三相負(fù)荷基本對(duì)稱且負(fù)荷性質(zhì)基本相同時(shí) 當(dāng)某臺(tái)設(shè)備、某相發(fā)生單相碰殼事故，其泄露電流將無(wú)通路。則故障設(shè)備與非故障設(shè)備間，將會(huì)出現(xiàn)不等電位，引起非故障設(shè)備外殼帶電現(xiàn)象，在易燃易爆危險(xiǎn)場(chǎng)所將是很危險(xiǎn)的。 2.2在三相負(fù)荷不對(duì)稱，負(fù)荷性質(zhì)基本相同時(shí) 當(dāng)PEN線斷開(kāi)時(shí)，利用節(jié)點(diǎn)法可得PEN線的電壓為   嚴(yán)重不平衡，三相相位嚴(yán)重不對(duì)稱，如圖三。嚴(yán)重威脅設(shè)備的正常運(yùn)行，甚至燒毀用電設(shè)備。 綜上分析，應(yīng)采取如下有效措施 （1）在不對(duì)稱負(fù)載下，設(shè)備運(yùn)行必須保證PEN線不能斷開(kāi)，中性點(diǎn)不會(huì)發(fā)生位移。PEN線要符合設(shè)計(jì)要求，要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，且阻抗要小 （2）PEN線上不允許接開(kāi)關(guān)或熔斷器，以防當(dāng)開(kāi)關(guān)打開(kāi)或熔斷器熔絲熔斷后，人為造成斷開(kāi)PEN線。 （3）PEN線上應(yīng)在多點(diǎn)處進(jìn)行必要的重復(fù)接地，以防某點(diǎn)重復(fù)接地失效后其它重復(fù)接地點(diǎn)，仍能保證有接地，可以有效解決故障設(shè)備與非故障設(shè)備間發(fā)生不等電位，避免非故障設(shè)備外殼帶電問(wèn)題。 （4）PEN線上不能有接點(diǎn)，以防接點(diǎn)處因接觸電阻增大而發(fā)熱引起燒斷PEN線。PEN線截面應(yīng)與相線截面相同或相近，保證足夠的不對(duì)稱下的負(fù)荷載流量 3、有PEN線時(shí)的幾種特殊情況。 3.1當(dāng)用電設(shè)備外殼接零線斷裂、虛接或未接時(shí)。 發(fā)生一相碰殼，其泄漏電流將會(huì)直接導(dǎo)入大地，相當(dāng)于火線直接對(duì)地短路，而造成廠區(qū)內(nèi)所有金屬物件、設(shè)備設(shè)施（包括各種金屬管道、容器）都將會(huì)帶電。當(dāng)人觸摸帶電設(shè)備時(shí)，人將承受的電壓為相電壓，流過(guò)人體的電流約為220mA，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于致命電流50mA，對(duì)人構(gòu)成重大威脅；當(dāng)虛接打火，在易燃易爆生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)場(chǎng)所則更為危險(xiǎn)，易引發(fā)重大事故的發(fā)生，這是絕對(duì)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(hù)的開(kāi)關(guān)，如DZL自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)，以防發(fā)生此類故障時(shí)能可靠跳閘，從而保障人身安全和設(shè)備設(shè)施安全。 （2）用電設(shè)備外殼接零線的接點(diǎn)必須聯(lián)結(jié)牢固可靠，一般可采用壓接或焊接方式，并應(yīng)定期檢修、測(cè)試，以保證供電運(yùn)行的可靠性和安全性。 3.2三相負(fù)荷不對(duì)稱。 三相電流矢量和不等于零，即 ，則流過(guò)PEN線中的電流不等于零，可能出現(xiàn)如下問(wèn)題： （1）三相負(fù)荷不對(duì)稱，三相負(fù)荷性質(zhì)基本相同時(shí)，如圖四看出，PEN線的電流很大，有時(shí)用數(shù)字電筆測(cè)出的值比相線的值都大。這將造成PEN線與用電設(shè)備間出現(xiàn)不等電位。在無(wú)故障情況下，用電設(shè)備外殼仍然發(fā)生帶電現(xiàn)象，這在危險(xiǎn)環(huán)境和場(chǎng)所中是絕對(duì)不允許的。 （2）三相負(fù)荷不對(duì)稱，三相負(fù)荷性質(zhì)不相同時(shí)，如圖三看出PEN線上的電流 值遠(yuǎn)大于相線電流，用電設(shè)備的外殼會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的電位差，在正常狀態(tài)下，外殼帶電問(wèn)題更為嚴(yán)重。  故，采取如下措施： （1）在三相電路中，應(yīng)盡量合理分配單相用電負(fù)荷，基本保證用電負(fù)荷的對(duì)稱性，避免在三相電路中隨意亂接亂掛單相用電設(shè)備。 （2）三相負(fù)荷性質(zhì)不同時(shí)，應(yīng)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(shè)備的外露可導(dǎo)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(diǎn)，因此這種系統(tǒng)比較靈活，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，應(yīng)用日益廣泛。   4、結(jié)束語(yǔ) 綜上分析可知：無(wú)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(gè)問(wèn)題： （1）N線上不得裝設(shè)開(kāi)關(guān)熔斷器，N線的連接點(diǎn)必須牢固可靠，導(dǎo)線截面必須滿足機(jī)械強(qiáng)度及載流量的要求，否則不僅造成人身觸電危險(xiǎn)，而且會(huì)造成中性點(diǎn)偏移，引發(fā)事故。 （2）合理調(diào)整和分配單相用電設(shè)備的負(fù)荷及負(fù)荷性質(zhì)，否則會(huì)使流過(guò)N線電流過(guò)大，造成N線燒毀或熔斷。若為保證足夠的N線截面，勢(shì)必增加一定投資。 （3）定期檢查N線及工作接地線，按期進(jìn)行測(cè)量中性點(diǎn)接地電阻。 （4）PE線路必須設(shè)置多處接地即重復(fù)接地。 （5）裝設(shè)漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)。 參考文獻(xiàn)： [1]劉介才.供配電技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002. [2]胡翔駿.電路基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2004. [3]陳小虎.工廠供電技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2001. [4]陳菊紅.電工基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000. 作者簡(jiǎn)介：高來(lái)明（1949—），男，河北唐山人，副教授，國(guó)家注冊(cè)安全評(píng)價(jià)師，國(guó)家注冊(cè)安全工程師繼續(xù)教育師資資格，主要從事電氣工程教學(xué)與科研及安全教育培訓(xùn)工作。