试论低压配电系统的接地故障保护

陈忠伟

(重庆润丰工业设备安装工程有限公司，重庆 400013)

近年来我国的经济基础得到了较大程度的提升，与此同时工业产业也得到了长足的进步。而为了保证大规模工业生产的需求，政府兴建了大量发电设备。在实际生产中往往由于管理等多方面的因素，会出现因电能控制出现问题而导致的安全事故，给工人的正常工作带来了较大影响，甚至会威胁到人身安全。在大量的事故类型当中，触电是最常见的事故，并且间接触电以其高威胁性位于榜首。为了有效制止这一现象的发生，安全管理人员设置了接地以及接零这两种高效的防治方法，能有效防止出现触电事故。我国当前企业采取的防止触电方法有很多种，本文主要研究了各种方法的优缺点，并提出了相关建设性的意见与建议。

1 接地故障引起火灾的主要原因

一般来说，接地故障发生之后会产生较大的电流，进而引起火灾。有的电路系统施工工艺不过关，导致零线没有良好的保护措施，经常出现短路现象，也是火灾高发的原因之一。有的设备会产生接地故障，也能产生火灾。

2 造成接地故障的主要因素

在接地系统的安装过程中，企业为了进一步缩减成本，往往会安排专业性不高的安装人员来负责安装，从侧面降低了安装质量。有的电气设备因长时间使用而变得老旧不堪，容易产生安全事故。甚至有些企业为了节约成本选用假冒伪劣产品，给接地系统的正常工作带来了极大的安全隐患。这些都是造成故障的主要原因［1］。

3 低压配电系统如何避免接地故障

1)接地系统的施工应当严格按照国家出台的相关法案进行，避免乱施工带来的安全隐患。对于规格较大、安装较复杂的电缆来说，施工人员应当规范施工过程与施工步骤，搬运过程中要轻拿轻放，避免因过猛操作而损伤电缆的绝缘层。

2)接地系统装修工程的施工也要严格按照国家出台的相关措施进行，装修材料的选择要谨慎小心，不选用任何在高温环境下容易起火的材料。

3)配电装置是整个电力系统的核心部件，在配电装置的安装中应当保证安全，不与可燃物接触，避免发生火灾影响配电装置的正常工作。

4)为了确保电线有一定的防火能力，实际安装中应当尽量选择防火能力高的线路。在多种防火线路当中，阻燃型铜芯导线是较好的选择。其单位长度电阻较小，输送电能的能力优秀，工作状态较为稳定，还能有效防火。有的设备采用过电流来进行接地故障保护，虽然有一定的合理性，但是基本上还属于有缺陷的保护方式。在较大的电力系统当中，保护装置被人为的放大，无法起到保护的作用。并且一般发生故障的地方都在整个系统的末端，由于长度较长，整个故障回路的电阻较大，过电流较小，无法起到保护作用。有时候接地装置的安装混乱，使得短路的回路电阻较大，也无法触发过电流保护装置［2］。

5)如何采用零序电流的保护方法来保护接地故障。在国外电力学家的研究当中，认为电流在流入电路经过各个节点的过程中，整体电流为零。而一般的电力系统都采用的是三相交流电，每一相电流的矢量和即为我们常说的零序电流。在没有发生接地故障的时候，三相交流电的矢量和为零，但是整体不平衡。三相交流电中某一相发生故障的时候，其电流状态发生变化，造成零序电流的改变。而得到的零序电流与出现问题的某一相电流的大小相同。因此，实际电路当中可以使用零序电流来进行接地故障的防护。这就是我们常说的TN接地系统防护模式。在这种防护模式当中，在某一相电路发生接地故障的时候，整个回路会形成较大的阻抗来减小过载电流，避免过载电流过大而烧坏整个电路系统。

假若电路的设计较好，能将动作电流的大小限制在合适的水平，在发生故障的时候，避免由于电流过大而造成系统的障碍。在发生接地故障的时候，也能避免不平衡电流过大而产生危险。日常工作中，工作人员只需对零序电流进行实时监控就能起到保护接地故障的效果，大大简化了接地故障保护措施。在TT系统当中，三相交流电正常工作中会产生较大的不正常电流，其他回路为了阻断这样的电流，就会产生一定数值的电阻。当电阻值较大的时候，电路故障检测装置难以检测出故障电流，因此对故障的报警也难以保证，因此常用的零序电流保护法在TT接地系统中的使用应当十分谨慎。并且应当注意到的是，这种保护方法在单相配电线路上的应用还存在较大争议。

为了更精确地保护电力系统，在实际施工开始之前要计算好接零以及接地线的截面面积，并在实际施工中予以施行。要检查好整个电路系统的连接端子，确保其紧密性，避免由于松动导致的质量问题。

在所有接地电力系统保护方案当中，不管方案的效率、质量如何，都是根据我国出台的相关电力保护措施来制定的，是现行主要的防护措施。相关施工单位要保证施工现场的安全，就应当熟悉这些措施并贯彻到实际施工当中。一栋建筑物的结构是复杂的，为了保证不出现漏电事故，施工时应当将建筑物外部暴露的所有可导电部分全部连接起来并接地，才能保证不发生漏电的情况，这种处理方式叫做等电位联结。在等电位联结处理当中，由于诸多原因，在电位联结的过程中会将人工物体作为等电位联结的媒介，这种连接方式没有接地，因此灵活性较大。但是不是所有的物体都可以作为媒介存在的，特别是煤气管道这样的关键性物体，假若漏电就会带来无法挽回的损失。煤气管道在接入每家每户之后，必须要有绝缘层来保护，并要与大地接触良好。并设置局部与辅助电位来保证整体性。在等电位联结全部完成之后，整个建筑物就保持了等电位，在出现电力系统故障，并且由于接触出现了电位差、电弧的情况，就能主动消除火花，避免由于接地故障所导致的火灾［3］。

6)在建筑物的关键部位安装漏电断路器。从理论上来讲，一般的低压配电系统都有较好的接地故障保护措施。但是实际情况千变万化，电路在生活中往往会发生大量的突发情况，因此接地故障保护措施难以保证建筑物不发生安全事故。但是假若电路当中安装了具有漏电保护功能的断路器，就能有效防止电弧短路的发生，避免出现火花而引起火灾。建筑物的电路在具有一定整体性的前提下还要分级设立防护措施，确保每一级电路都有漏电断路器进行保护，才能避免出现漏电而导致的大面积停电，并在电路的总控制部分加设总漏电控制器，设定一定数值的破坏电流来避免出现问题。

7)采用总等电位联接。总等电位联接是指在保护等电位联接中，将总保护导体、总接地导体或总接地端子、建筑物内的金属管道和可利用的建筑物金属结构等可导电部分连接到一起。这样做的目的在于有效降低了接地故障设备对大地的电压，对人身安全起到了有力作用，同时对放电火花、设备保护也有重要意义。

4 结语

做好低压配电系统中的接地故障保护措施不仅仅关乎着以后配电系统的安全运行，而且更重要的是能有效降低火灾和人员伤亡事故的发生率。所以我们务必重视这项工作，认真做好各种防范措施，确保人员财产安全。

［1］雍 静，娄方桥，王一平，等.低压配电系统单相非线性负荷的谐波衰减效应研究［J］.中国电机工程学报，2011，31(13):55-62.

［2］崔 静，王 沙，王 阳，等.低压配电系统中矩形水平母线动热稳定计算［J］.低压电器，2013(21):64-68.

［3］马俊贤，刘洪武，管瑞良，等.低压配电系统设计选型软件的开发研究［J］.低压电器，2013(9):34-37.