接地故障保护

接地故障保护主要内容●低压接地系统●防火漏电报警●保护接地●保护等电位联结●剩余电流保护器规范和标准●GB16895.21–2004《电击防护》IEC60364–4–41：2005“Protectionagainstelectricshock”●GB16895.3–2004《接地配置、接地导体、保护导体和联结导体》●IEC60364–1:2005“Fundamentalprinciples,assessmentofgeneralcharacteristics,definitions”●GB17045-2006《电击防护装置和设备的通用部分》●GB16895.17–2002《信息技术装置的接地配置和等电位联结》IEC60364–4–44:2007“Protectionagainstvoltagedisturbancesandelectro-magneticdisturbances”单电源TN系统供电系统在电源中性点直接接地，电气装置的外露可导电部分用保护（PE）导体连至该电源的中性点。TN-C系统：在整个系统中采用将中性导体和PE导体的功能合并成单个导体。在电气装置中的PEN可附加接地●PE或PEN导体宜在进入建筑物处接地。●大、高建筑物内PE导体与外界可导电部分的等电位联结可视为附加接地。。“接零”?TN–C系统●外露可导电部分对地有电位，不允许用于有火灾或爆炸危险的场所。●外露可导电部分对地有电位，对敏感设备产生电磁干扰。●有杂散电流，埋地金属构件加速腐蚀TN–C系统现在TN-C用的少了?●用于多电源中性电之间的连接回路TN–C系统●PEN不允许插入隔离电器—不能安装剩余电流保护器（RCD）—为了维修安全，不能安装隔离电器。●常用于：公用电网远距离供电线路●PEN与相线应敷设在一起●TN–C必须在TN–S之上●导体截面：10mm2（铜）或16mm2（铝）●PEN沿线有电压降●可采用：3相4线；3极开关TN–C系统断中性线导致危险的接触电压?TN-CTN-S假设：RA=RB=1PEN；10mm220m35mUt=216V假设：RA=RB=1PE；10mm220m35mUt=110VTN–C系统●外露可导电部分和PEN重复接地TN-S系统：在整个系统中采用单独的保护导体。在电气装置中的PE可附加接地内设变电所是否最好采用TN–S系统？TN–S系统是否可用于任何场合？中性点接地接地电阻TN系统是否不能用于室外电气装置？在电气装置中的PEN或PE可附加接地TN-C-S系统：在系统中一部分采用将中性导体和PE体的功能合并成单个导体，另有一部分采用单独的保护导体。TN–C–S系统是否只适用于市网供电？多电源TN系统多电源TN系统有电磁干扰问题在TN系统由于设计不当，可能在不期望的路径中流过工作电流，这些电流可能产生如下后果：—火灾；—腐蚀；—电磁干扰。多电源TN系统多电源TN系统TN系统:IaU0/ZS式中：ZS—故障回路的阻抗（包括电源本身、从电源至故障点的线导体以及电源与故障点之间的保护导体的阻抗），；Ia—自动切断电源的保护电器在规定的时间内的动作电流，A；U0—标称线对地电压，V。TN系统接地故障自动切断电源时间●国家标准（IEC原标准）固定式设备：5s移动式设备：0.4s（U0=230V）●IEC新标准32A终端回路：0.4s（U0=230V）32A终端回路:5s●移动式设备规定最长的切断电源时间，s接地系统50VU0120V120VU0230V230VU0400Va.c.d,c.a.c.d.c.a.c.d.c.TN0.8不是防电击所需的时间0.450.20.4TT0.3同上0.20.40.070.2●配电回路允许的切断电源时间，sTN系统：5sTT系统：1s校验步骤—确定故障回路的阻抗（含变压器、线导体和PE导体）；—计算接地故障电流；—根据负荷的性质和保护电器的特性曲线，确定保护电器的动作电流；—查出保护动作时间；—校验导线电缆的短路热稳定。●校验线路的热稳定截面SIttPE线:校验接地故障电流k相线和中性线:校验三相短路电流断路器限流特性曲线注:限流后的特性曲线是根据断路器的不同额定电流绘制的●TT系统TT系统的电源中性点直接接地，电气装置外露可导电部分所连接的接地极，不与供电系统的接地极相连接。在电气装置中的PE可附加接地●TT系统通常应采用剩余电流保护器。在故障回路的接地阻抗值稳定且足够低的条件下，可采用过电流保护器。●采用剩余电流保护器RAIn50V式中：RA—接地极和外露可导电部分PE导体的电阻之和，；Ian—剩余电流保护器的额定剩余动作电流，A。●采用过电流保护器ZSIaU0式中：ZS—故障回路阻抗（包括电源、线导体、PE导体、接地导体、用电设备和电源接地极的阻抗）；Ia—在规定的时间内使切断电源保护电器自动动作的电流，A；U0—标称线对地电压，V。●IT系统IT供电系统中所有带电部分对地绝缘或中性点通过足够大的阻抗接地。电气装置的外露可导电部分单独地或成组地或集合地接地。中性线（N）可配出或不配出在电气装置中的PE可附加接地●IT系统IT系统外露可导电部分的PE导体集合地连接至同一的接地系统。若发生第2次异相接地故障，则变为相间短路后保护动作切断电源。●外露可导电部分可单独地、分组或集合地接地。还应满足以下条件：交流系统RAId50V直流系统RAId120V式中：RA—接地极和外露可导电部分的PE导体的电阻之和，；Id—线导体对外露可导电部分忽计阻抗第一次接地故障电流，计入泄漏电流和电气装置的接地阻抗的总和，A。●IT系统单一接地故障电流很小，不动作于切断电源。当人体同时触及同时发生接地的外露可导电部分就会遭受危害，此时应自动切断电源。●第2次发生接地故障时自动切断电源的条件如下：1.外露可导电部分的PE导体集合地连接至同一的接地系统，而且交流系统不配出中性导体或直流系统不配出中间导体：2IaZSU当配出中性线或中间线：2IaZ‘SU0式中：U0—线导体对中性导体或中间导体的标称电压，V；U—线电压，V；ZS—故障回路线导体和PE导体的阻抗，；Z‘S—故障回路中性导体和PE导体的阻抗，；Ia—按TN系统规定的时间内使切断电源的保护电器自动动作电流，A。IT系统外露可导电部分的PE导体集合地连接至同一的接地系统IT系统外露可导电部分的PE导体集合地连接至同一的接地系统，若第2次N线发生接地故障，则IT系统变为TN系统。2.外露可导电部分单独地或分组地接地：RAIa50V式中：RA—接地极和外露可导电部分PE导体的电阻的总和，；Ia—按TT系统规定的时间使切断电源的保护电器自动动作的电流，A。●IT系统可采用系列保护电器和监视器：—过电流保护器；—绝缘监视器；—剩余电流保护器；—剩余电流监视器；—绝缘故障定位器。IT系统外露可导电部分单独地或分组地接地IT系统外露可导电部分单独地或分组地接地，若第2次N线发生接地故障，则IT系统变为TT系统。电气分隔●电气分隔的分类：—只限供电给单台用电设备；—供电给多台用电设备。以上均由采用简单分隔防护的不接地电源供电。●电气分隔的防护措施：—基本防护（通用）；—故障防护电气分隔（电气隔离）漏电火灾报警问题●规则☆IEC标准火灾危险场所（BE2）：制造、生产、加工或储存易燃品。电气装置：按照火灾危险场所的要求选择和配置。TN和TT系统终端回路采用300mA（500mA）的RCD；IT系统采用绝缘监测器（IMD），第2次故障时切断电源。剩余电流监测器（RCM）可替代安全设施的RCD。矿物绝缘电缆和封闭母线槽不考虑由于绝缘故障而可能会起火，故不需防护。漏电火灾报警问题●规则☆IEC标准火灾危险场所（BE2）：制造、生产、加工或储存易燃品。电气装置：按照火灾危险场所的要求选择和配置。TN和TT系统终端回路采用300mA（500mA）的RCD；IT系统采用绝缘监测器（IMD），第2次故障时切断电源。剩余电流监测器（RCM）可替代安全设施的RCD。矿物绝缘电缆和封闭母线槽不考虑由于绝缘故障而可能会起火，故不需防护。☆IEC火灾危险场所的电气装置：表面温度布线规定设备和线路的耐火性照明的布置和敷设方式电气保护装置建筑结构☆高层民用建筑设计防火规范高层建筑内火灾危险性大、人员密集等场所宜设置漏电火灾报警系统。火灾危险性大如何定位？火灾危险场所的防火必要性与人员密集程度有何决定性的关系？还装不装RCD？漏电报警器如何设定？与上下级的保护电器如何配合？“多功能”：漏电、过流、过电压、欠电压、防雷、误操作、中性线断开报警。☆建筑设计防火规范下列场所宜设置漏电火灾报警系统：1.一级负荷、50m的乙、丙类厂房和丙类仓库。2.二级负荷、室外消防水量30l/s的建筑。3.二级负荷影剧院、商店、展览、广播电视、电信、财贸金融、室外消防水量25l/s的其他公共建筑。4.国家文物保护单位的重点砖木/木结构。5.一、二级负荷的消防用电设备。火灾危险场所的防火必要性与负荷等级、房高有何必然的关系？乙和丙类建筑的划分与有火灾危险物质的分类如何协调？办公楼、饭店、学校、医院、公寓等公共建筑呢？还装不装RCD？漏电报警器如何设定？与上下级的保护电器如何配合？☆日本JEAC8001-1978《内线工程》150m2旅馆、饭店、公寓、集体宿舍、公共住宅、公共浴室等应设置漏电火灾报警。新版的规范或标准有何规定？办公楼、商场、医院、学校、家庭住宅、影剧院等公共建筑呢？漏电报警如何设定？还装不装RCD？●漏电火灾报警的依据—火灾起因统计：漏电1.8%、短路52%、过负荷4.6%—起火实验：漏电500mA，相当于发热量115W300mA69W100W就会起火—事故原因：绝缘老化、损伤过负荷、高次谐波、短路过电压、欠电压环境电气装置的质量设计、安装、维修等●其他问题—管理—产品标准—不同接地系统—经济电气安全隐患接地故障●在系统、装置或设备的给定点与局部地之间的电连接。●低压系统接地故障约占70-80%，其中死亡事故约占50%。电气安全隐患案例：●接地故障保护电器不动作或动作时间过长或接触电压过高●火灾或爆炸危险场所采用TN–C系统●总等电位联结不合格●无必要的辅助等电位联结●户外电气装置的电击防护不当●特低电压设备的使用不当电气安全规范和标准●编制工作；标准管理体制●规范、标准的更新和协调、国际接轨●问题举例：接零重复接地接地电阻等电位联结不共用接地漏电保护漏电防火安全供电电击防护●电击防护=基本防护+故障防护（直接接触防护）（间接接触防护）●基本防护：—带电部分的基本绝缘；—遮拦或外护物（外壳）；防护等级至少为IPB或IP2；顶部IPB或IP2—阻挡物；（用于熟练人员）—置于伸臂范围之外。（用于熟练人员）●兼有基本和故障防护：—安全特低电压SELV和保护特低电压PELV；—功能特低电压FELV。●故障防护相线导体对外露可导电部分或PE导体之间不计阻抗的接地故障—自动切断电源；—双重绝缘或加强绝缘；采用Ⅱ类设备或等效绝缘的设备）—供电给单台设备的电气分隔；—供电给多台设备的电气分隔。（用于熟练人员）—非导电场所；（用于熟练人员）—不接地的等电位联结；（用于熟练人员）●附加保护—剩余电流保护器；—辅助等电位联结。自动切断电源自动切断电源：基本防护+故障防护基本防护：基本绝缘或遮拦或外护物故障防护：—保护接地：外露可导电部分接PE导体；同时可触及的外露可导电部分连接至同一接地系统；—保护等电位联结—自动切断电源●保护等电位联结每个建筑物的接地导体、总接地端子（MET）和下列可导电部分应接成保护等电位联结：—建筑物的供水、燃气等金属管；—正常使用时可触及的可导电的构筑物—金属中央供热系统和空调系统；—可利用的结构钢筋等；—征得主管部门许可的通信电缆金属护套。总等电位联结图2变压器PEN导体的连接方式辅助等电位联结●接地故障的附加保护措施例如:特殊场所长线路不能满足规定的切断电源时间●下列部分连接起来:—可同时触及的