某工程总配电柜处重复接地连接的新方法
2020-03-14
来源:年旅网
技术与应用 某工程总配电柜处重复接地连接的新方法 张国栋 (北京城乡建设集团有限责任公司工程承包总部,北京 100076) 摘要 某小区一建筑工程,在总配电柜处电源进线开关使用了四极漏电保护器,电源进线为 TN—C供电系统,要在总配电柜处将TN~C供电系统转变为TN—S三相五线制供电系统,并要完成 重复接地工作。以往重复接地的常规做法在本工程中经连接后引起了总漏电保护器的跳闸,经分 析研究后,重新设计了重复接地的连接方法,经实际连接后,避免了总配电柜处总漏电保护器的 跳闸,并且完成了配电系统转换,满足了要求。 关键词:漏电保护器;系统转换;重复接地 作零线兼作接零保护线,可以称作保护中性线,可 用PEN表示。其特点如下: (1)由于三相负载不平衡,工作零线上有不平 衡电流,对地有电压,所以与保护线所联接的电气 设备金属外壳有一定的电压。 (2)如果工作零线断线,则保护接零的漏电设 备外壳带电。 (3)如果电源的相线碰地,则设备的外壳电位 1低压配电系统 根据国际电工委员会(IEC)规定的各种保护方 式、术语概念,低压配电系统按接地方式的不同分 为三类,即TT、IT和TN系统。 TT供电系统:TT方式是指将电气设备的金属 外壳直接接地的保护系统,称为保护接地系统,也 称TT系统。第一个符号T表示电力系统中性点直 接接地,第二个符号T表示负载设备外露不与带电 体联接的金属导电部分与大地直接联接,而与系统 任何接地无关。 IT供电系统:IT系统为三相三线制中性点不直 接接地,电气设备的外露导电部分接地的系统。第 一升高,使中性线上的危险电位蔓延。 (4)TN—C系统干线上使用漏电保护器时,工 作零线后面的所有重复接地必须拆除,否则漏电开 关合不上;而且,工作零线在任何情况下都不得断 线。所以,实用中工作零线只能让漏电保护器的上 侧有重复接地。 (5)TN—C方式供电系统只适用于三相负载基 本平衡情况。 2)TN-S系统 个字母I表示电源侧没有工作接地,或经过高阻 抗接地。第二个字母T表示负载侧电气设备进行接 地保护。 TN供电系统:这种供电系统是将电气设备的金 属外壳与工作零线相接的保护系统,称作接零保护 系统,用TN表示,它的特点如下: 一TN—s系统为三相五线制中性点直接接地,它 是把工作零线N和专用保护线PE严格分开的供 电系统,称作TN—S供电系统。 TN—S是一个三相四线加PE线的接地系统。通 常建筑物内设有独立变配电所时进线采用该系统。 TN—S系统的特点是,中性线N与保护接地线PE 除在变压器中性点共同接地外,两线不再有任何的 电气连接。中性线N是带电的,而PE线不带电。 旦设备出现外壳带电,接零保护系统能将漏 电电流上升为短路电流,这个电流很大,是TT系 统的5I3倍,实际上就是单相对地短路故障,熔断 器的熔丝会熔断,低压断路器的脱扣器会立即动作 而跳闸,使故障设备断电,比较安全。 TN系统节省材料、工时,在我国和其他许多国 家广泛地得到应用。根据中性线和保护线的布置, TN系统的形式有以下三种: 1)TN—C系统 该接地系统完全具备安全和可靠的基准电位。只要 象TN—C—S接地系统,采取同样的技术措施,TN—S 系统可以用作智能建筑物的接地系统。如果计算机 等电子设备没有特殊的要求时,一般都采用这种接 地系统。其特点如下: TN-C系统为三相四线制中性点直接接地,整 个系统的中性线与保护线是合一的系统。它是用工 201 1年第8期电I|l技求I 63 技术与应用 (1)系统正常运行时,专用保护线上没有电 流,只是工作零线上有不平衡电流。PE线对地没有 电压,所以电气设备金属外壳接零保护是接在专用 的保护线PE上,安全可靠。 (2)工作零线只用作单相照明负载回路。 (3)专用保护线PE不许断线,也不许进入 漏电开关。 (4)干线上使用漏电保护器,工作零线不得 有重复接地,而PE线有重复接地,但是不经过漏 电保护器,所以TN—S系统供电干线上也可以安装 漏电保护器。 (5)TN—S方式供电系统安全可靠,适用于工 业与民用建筑等低压供电系统。 3)TN-C—S系统 TN-C—S为三相四线制中性线直接接地,整个 系统中有一部分中性线与保护线是合一的系统。 (1)在全系统内,通常仅在低压电气装置电源 进j线点前N线和PE线是合一的,电源进线点后即 分为两根线(见图1)。 (2)PE线在任何情况下都不能进入漏电保护 器,因为线路末端的漏电保护器动作会使前级漏电 保护器跳闸造成大范围停电。 (3)对PE线除了在总箱处必须和N线相接以 外,其他各分箱处均不得把N线和PE线相联,PE 线上不许安装开关和熔断器。 图1 TN.C.S配电系统图 2住宅设计规范要求 《住宅设计规范》(2003版)~GB50096。99中 第6.5.2规定:住宅供电系统的设计,应符合下列 基本安全要求: “每幢住宅的总电源进线断路器, 应具有漏电保护功能”。其条文说明中进一步明确 规定: “具有漏电保护功能的断路器对电弧短路电 流有很高的动作灵敏度,能及时切断电源,防止电 气火灾的发生。”这里已经明确提出了在每栋住宅 楼总进线应设漏电断路器,但应如何设置、参数计 算和选择,并未作进一步的细化,应通过实际情况 来计算和选择。 I64 l电|自i技7lc 201 1年第8期 3某工程配电系统 某小区一建筑工程,按照《住宅设计规范》(2003 版)的要求,在总配电柜处电源进线开关使用了 NSX250F/4P四极漏电保护器(见图2),电源进线 为TN-C供电系统,要在总配电柜处将TN—C供电 系统转变为TN—s三相五线制供电系统,并要完成 重复接地工作(见图3)。 图2四极漏电保护器 图3总配电柜系统图 在该配电系统中,进线配电柜处需要做重复接 地连接,常规的连接方式如下(见图4)。 N排0 9 P P P 1 lJj m{ n l IPE d( q P P 图4常规连接做法图 经过实际连接,检查无误后,通电试运行,在 此阶段中,该总漏电开关合不上闸。后来经过仔细 检查发现,经过该总漏电开关后引出的PEN线与 PE母排连接并且接地,正常工作时电路中除了工作 电流外没有漏电流通过漏电保护器,此时流过零序 互感器(检测互感器)的电流大小相等,方向相反, 技术与应用 总和为零,互感器铁心中感应磁通也等于零,二次 PtR澄缱 } 绕组无输出,自动开关保持在接通状态,漏电保护 v 器处于正常运行。当PEN线接地时,流过检测互感 器内电流矢量和不为零,互感器铁心中感应出现磁 通,其二次绕组有感应电流产生,经放大后输出, 使漏电脱扣器动作推动自动开关跳闸。 蕊 ㈨ 4系统接线改进 N撵 ~ 《 0 p q l呼i是} l譬i£拯i喀}}秘 找到了原因后,如何解决这一问题昵?如何既 睡 O辛 9 q 9 p 满足电源进线处使用四极漏电保护器,又要满足在 电源进线处做重复接地连接两个条件呢? 援鹣= 通过仔细研究,作者设计了一种新的接线方法, 图5改进连接做法图 首先将配电柜的N母排分为两段,即长段N排和短 5 结论 段N排,然后将PEN进线先连接至配电柜的PE母 排,在短段N排上面完成重复接地后,将短段N排 通过对配电柜的N母排的改动以及重新接线, 上的N线再连接至漏电保护器的进线端子,经过漏 既满足了配电系统中漏电保护器对配电系统的控制 电保护器后,N线出线再连接至长段N排,负荷侧 作用,又满足了在电源进线处需要完成配电系统转 的引出N线在长段N排上面连接(见图5)。这样 换并做好重复接地连接的要求,这种连接方法不但 经过上面的改动后不难看到,既满足了漏电保护器 对配电柜的改动很少,而且满足各个方面的要求, 多配电系统的控制作用,又满足了在电源进线处做 对大量同样的工程具有积极的指导作用。 重复接地连接的要求。经过通电试运行,该漏电开 关没有出现合不上闸的现象。 (上接第T13贝) 了35%,体积减少三分之二。由于sF6灭弧机理与喷口 业产品多样化日趋迫切! 设计技术的重大突破,有效地提升了sF 灭弧室开断能 特高压交、直流输电装备需要实现全面国产化, 力和开关设备小型化,大大减少了GIS设备零件数, 进一步自主创新,尤其是特高压直流输电技术装备, 促进S 设备小型化、轻量化,并显著减少了s 用气 目前自主国产化率较低(如第一条+800kV直流输电装 量。据有关日本资料统计,550kV 4断ISlGIS为例,其 备占65%左右),故自主知识产权的特高压技术装备 断口数由4个断口减为两个断口,则零件数减为47%; 有待加速研发:各级电网技术装备有待智能化加速改 又将双断口提升为单断口,零件数减为31%。就是说, 造更新;在一些特殊场合、专用技术领域等,不可缺 GIS从4断口改为单断口,零件数不到原来的三分之 少的重要开关设备(如旁路开关、超导开关等)需要 一,S 气体用量也减少 ̄U36%。我国最新研制的126kV 补缺研制。 户外高压真空断路器的S 气体(仅用作外绝缘)用量 智能电网必须推进开关设备智能化。目前国内 显著减少,仅为sF6断路器的。随着行业真空开关、 已有高压智能断路器、智能GIS等智能设备问世, sF 断路器、GIS设备的不断改进,设备技术水平与性 河南“平开”公司还承担了目前世界最高电压等级 能不断提升,有国家在政策、资金等方面积极鼓励与 (延安地区750kV)的智能变电站成套智能开关设 支持,必将不断推出小型化、环保类、减排、节能等 备的研制等,但就行业整体而言,行业智能技术尚 新产品。行业总体市场前景看好! 属起步,尤其是目前占输电网80%左右的中、低压 (5)产品日趋多样化 智能电器还很少,一大批智能产品有待加强和加快 “十二五”坚强特高压智能电网全面建设将有力 研发;一些新能源(如风电等)开发、利用所需的 地促进各级电网建设和各类新能源的开发、利用,必 专用开关设备等有待自主研发。随着用户需求和技 将加速智能电网各类新产品、新技术的自主开发,行 术的不断提升,行业产品日趋多样化。 201 1年第8期嘲._I蓉谍l 65