配电网基础：低压配电系统接地形式

国际上低压配电系统接地方式主要分为两大阵营 , 即采用欧洲标准 IEC 60364 的国家与采用北美标准 NationalElectricalCode(NEC) 的国家采用的标准 。我国制定的低压配电系统接地方式标 准 GB13955—2017参考了 IEC 60364标准 。

根据 IEC60364与 GB13955—2017,低压配电系统按保护接地的形式可分为 TT 系统、IT 系统和 TN 系统 。第一个字母表示电力系统的对地关系 : T— 直接接地 ; I— 所有带电部  分与地绝缘 ,或一点经阻抗接地 。第二个字母表示装置的外露导电部分的对地关系 : T— 外  露导电部分对地直接作电气连接 ,此接地点与电力系统的接地点无直接关连 ; N— 外露导  电部分通过保护线与电力系统的接地点直接作电气连接 。如果后面还有字母时 ,该字母表  示中性线与保护线的组合 : S— 中性线和保护线是分开的 ; C— 中性线和保护线是合一的 。

1.  TT系统

TT系统是带中性线的四线制系统 , 中性点只在电源侧接地 , 电气设备外露导电部分(简称外壳) 均直接接地 ,如图 1所示 。

保护作用体现在两个方面，第一 ,在电气设备内导体与外壳之间绝缘破坏时 , 因为外壳接地电阻比较小 ,可能产生较大的接地电流 ,使上游断路器跳闸或熔断器熔断 ,起到很好的保护作用 ; 第二, 因为人体电阻远大于外壳接地电阻 ,人体上分流显著减少 ,也降低了触电危害 。

一些情况下 ,故障电流可能小于负荷电流 ,上游过流保护不动作 , 因此 ,需要装设剩余电流保护器 ,在电气设备绝缘破坏以及人体接触带电导体时及时切除故障 ,确保人身安全 。

图 1   TT 系统接线方式示意图

TT 系统电气设备的外壳接地线与电源端的系统接地是各自独立接地的 , 正常时各电 气装置的外壳部分为地电位 , 由于不像 TN 系统那样所有电气设备外壳用 PE线连接在一 起 ,不会发生一个电气设备故障在另一个设备上引起电击的情况 ,主要应用在一些很难做等电位联结的户外装置 ,如路灯装置 ,城郊、农村农业用电等场合 。TT 系统在我国有着很长 的应用历史 。

2.  IT系统

IT 系统的中性点对地绝缘或经高阻接地 , 电气设备外壳直接接地 ,如图 2所示 。外壳与地之间的电阻很小 ,在人们接触到绝缘破坏的电气设备外壳时 ,外壳电位比较低 ,使流过人体的电流在容许的安全范围内 。当系统发生单相接地时 ,不会引起供电中断 。由于没有中性线 ,不能对单相设备供电 。

图 2   IT 系统接线方式示意图

如果用在供电距离很长时 ,供电线路对大地的分布电容电流大 , 电气设备出现漏电时 , 外壳上电压升高 ,十分危险 。因此 ,IT 系统主要用户供电距离不是很长 、供电的可靠性要求高的场合 ,例如电力炼钢 、大医院的手术室等 。地下矿井对供电可靠性要求比较高 ,通常也 使用 IT 系统 。在公共的配电系统中没有应用 。