低压配电系统的安全用电设计

根据国际电工委员会（ＩＥＣ）第６４技术委员会（ＴＣ６４）规定低压电网的接线方式有如下５种：ＴＴ、ＩＴ、ＴＮ－Ｃ、ＴＮ－Ｃ－Ｓ、ＴＮ－Ｓ。低压三相供配电系统的广泛应用，要保证安全用电，就必须正确掌握防触电保护的方法：


（１）保护接地：电气设备的外露导电部分和装置外导电部分在故障情况下可能带电，为了降低此电压，减少对人体的危害，将电气设备的外露导电部分和装置外导电部分通过接地装置与大地作可靠的连接；

（２）保护接零：在中性点直接接地的低压网络中，将电气设备的外露导电部分和装置外导

电部分与零线连接；

（３）重复接地：将零线或ＰＥ线多次与大地作金属的连接。重复接地是零线或ＰＥ线断路时的后备保护。

电气设备采用保护接地还是保护接零主要取决于配电系统的中性点是否接地、电网性质、电气设备的额定电压等级等。

１ 在ＩＴ系统中，采用保护接地

在ＩＴ系统中采用保护接地，如图１。当发生相线碰壳事故时通过人体的电流为：

Ｉｒ＝Ｉ （１）

Ｉ＝ （２）


一般情况下，由于人体电阻约为１７００Ω，当接地电阻为４Ω，Ｒ为５０００Ω时，流过人体的电流很小根据（１）、（２）式计算约为０．３１ｍＡ。可见在ＩＴ系统中采用保护接地能有效地预防触电事故的发生。

２ 在ＴＴ系统中应用保护接地（如图２）


ＴＴ系统可用于火灾和爆炸危险厂房中，由城市公用低压线路供电的民用建筑和工厂，应按供电部门的规定采用ＴＴ系统。在ＴＴ系统中，原则上各保护电器的外露导电部分应分别接地，以免电压互窜，共用同一保护电器保护的所有电器装置的外露导电部分，应采用保护线与这些外露导电部分共用的接地极相互连接，当几套保护电器串联使用时，此要求分别适用于每套保护电器保护的所有电气装置的外露导电部分。

在工程实际应用中，也可采用共同的接地极，但分级装设的漏电保护器由于各级的延时不同，宜尽量分设接地极，以避免保护线的互相连通。

３ 在ＴＮ系统中应用保护接零


在ＴＮ系统中如果由独立变电所供电给单一用户用电的电网，应采用保护接零方式，如图３。当发生相线碰壳事故时，短路电流经金属外壳和保护零线组成闭合回路，使保护装置迅速动作，切断电源，防止触电。


如由同一变压器供给许多用户用电的电网，则应采用统一的保护方式，要么全部采用保护接零，要么全部采用保护接地。但采用保护接零方式更安全、更经济。


在保护接零的系统中，当零线在某处发生断线时，若断线后面的电气设备发生碰壳短路事故，则接在断线后面的所有电气设备的外壳上都带有近于相电压的对地电压，这是相当危险的，若采用重复接地，则大大降低了零线对地电压，可减轻故障程度。所以，在采用保护接零方式的系统中，要采用重复接地。

保护接零只能应用于中性点接地的系统中，同时严禁在零线上安装熔断器或单极开关。


由于软启动器、变频器等非线性负载的广泛应用，使用户配电系统产生高次谐波，正常情况下也会在ＰＥ线上产生不稳定电流，而随着经济的发展，计算机、通信设备、自控设备越来越普及，不稳定电流使这些设备没有稳定的基准电位而不能可靠运行，因此，在有非线性负载工程中不宜采用ＴＮ－Ｃ系统，应采用ＴＮ－Ｓ或ＴＣ－Ｃ－Ｓ系统。

另外，高压电气设备一般实行保护接地，也可接于低压的保护接零系统。

４ 防漏电保护

要提高用电的安全程度，除了采用上述防触电措施外，还要合理的使用漏电保护器。


在ＴＴ系统中，根据《低压配电设计规范》（ＧＢ５００５４－９５）中第４．４．１１条，ＴＴ系统配电线路接地故障保护动作应符合Ｒｄ×Ｉ≤５０Ｖ，（式中，Ｒｄ为外露导电部分的接地电阻和ＰＥ线的电阻，Ｉ为保护电器在规定时间内的可靠动作电流），不能满足该式时，可在配电线路上加上漏电保护器进行保护。由于ＴＴ系统接地故障时接地电阻较大，故障电流小，使保护接地灵敏度降低，须装设漏电保护器以便及时切断故障回路。


在ＴＮ－Ｃ系统中，当发生ＰＥ线断线时，电气设备若发生碰壳事故，则会有漏电电流存在，使用漏电保护器后，可使漏电保护器动