2015年电气工程师考试复习：接地故障的保护

　　2015年电气工程师考试复习：接地故障的保护

　　接地故障的保护

　　(1)一般规定

　　1、接地故障保护的设置应能防止人身间接电击以及电气火灾、线路损坏等事故。接地故障保护电器的选择应根据配电系统的接地型式，移动式、手握式或固定式电气设备的区别，以及导体截面等因素经技术经济比较确定。

　　2、本节接地故障保护措施所保护的电气设备，只适用于防电击保护分类为Ⅰ类的电气设备。设备所在的环境为正常环境，人身电击安全电压限值(UL)为50V。

　　3、防止人身间接电击的保护采用下列措施之一时，可不采用本节规定的接地故障保护。

　　a、采用双重绝缘或加强绝缘的电气设备(Ⅱ类设备);

　　b、采取电气隔离措施;

　　c、采用安全超低压;

　　d、将电气设备安装在非导电场所内;

　　e、设置不接地的等电位联结。

　　4、采用接地故障保护时，在建筑物内应将下列导电体作总等电位联结：

　　a、PE、PEN干线;

　　b、电气装置接地极的接地干线;

　　c、建筑物内的水管、煤气管、采暖和空调管道等金属管道;

　　d、条件许可的建筑物金属构件等导电体。

　　上述导电体宜在进入建筑物处接向总等电位联结端子。等电位联结中金属管道连接处应可靠地连通导电。

　　5、当电气装置或电气装置某一部分的接地故障保护不能满足切断故障回路的时间要求时，尚应在局部范围内作辅助等电位联结。辅助等电位联结的有效性时校验公式为：

　　R≤50/Ia

　　式中：R――可同时触及的外露可导电部分和装置外可导电部分之间，故障电流产生的电压降引起接触电压的一段线段的电阻(Ω);

　　Ia――切断故障回路时间不超过5s的保护电器动作电流(A)。当保护电器为瞬时或短延时动作的低压断路器时，Ia值应取低压断路器瞬时或短延时过电流脱扣器整定电流的1.3倍。

　　(2)TN系统的接地故障保护

　　1、TN系统配电线路接地故障保护的动作特性应符合下式要求：

　　Zs×Ia≤U0 (4.4.6)

　　式中：Zs――接地故障回路的阻抗(Ω);

　　Ia――保证保护电器在规定的时间内自动切断故障回路的电流(A);

　　U0――相线对地标称电压(V)。

　　1、相线对地标称电压为220V的TN系统配电线路的接地故障保护，其切断故障回路的时间应符合下列规定：

　　配电线路或仅供给固定式电气设备用电的末端线路，不宜大于5s;

　　b、供电给手握式电气设备和移动式电气设备的末端线路或插座回路，不应大于0.4s。

　　2、当采用熔断器作接地故障保护，应满足下列要求。

　　a、当要求切断故障回路的时间小于或等于5s时，短路电流(Id)与熔断器熔体额定电流(In)的比值不应小于下表的规定;

　　熔体额定电流(A)4～1012～6380～200250～500 Id / In4.5567

　　b、当要求切断故障回路的时间小于或等于0.4s时，短路电流(Id)与熔断器熔体额定电流(In)的比值不应小于表4.4.8-2的规定。

　　熔体额定电流(A)4～1012～6380～200250～500 Id / In891011

　　3、当配电箱同时有固定式电气设备用电和移动式电气设备用电的两种末端线路引出时，应满足下列条件之一：

　　a、自配电箱引出的全部线路，其切断故障回路的时间不应大于0.4s;

　　b、使配电箱至总等电位联结回路之间的一段PE线的阻抗不大于，或作辅助等电位联结。其中UL：安全电压限值为50V。

　　4、TN系统配电线路应采用下列的接地故障保护：

　　a、当过电流保护能满足第2条要求时，宜采用过电流保护兼作接地故障保护;

　　b、在三相四线制配电线路中，当过电流保护不能满足第2的要求且零序电流保护能满足时，宜采用零序电流保护，此时保护整定值应大于配电线路最大不平衡电流;

　　c、当上述a、b款的保护不能满足要求时，应采用漏电电流动作保护。

　　(3)TT系统的接地故障保护

　　1、TT系统配电线路接地故障保护的动作特性应符合下式要求：

　　RA•Ia≤50V

　　式中：RA――外露可导电部分的接地电阻和PE线电阻(Ω);

　　Ia――保证保护电器切断故障回路的动作电流(A)。当采用过电流保护电器时，反时限特性过电流保护电器的Ia为保证在5s内切断的电流;采用瞬时动作特性过电流保护电器的Ia为保证瞬时动作最小电流。当采用漏电电流动作保护器时，Ia为其额定动作电流IΔn。

　　TT系统配电线路内由同一接地故障保护电器保护的外露可导电部分，应用PE线连接至共用的接地极上。当有多级保护时，各级宜有各自的接地极。

　　IT系统的接地故障保护

　　1、在IT系统的配电线路中，当发生第一次接地故障时，应由绝缘监视电器发出音响或灯光信号，其动作电流应符合下式要求：

　　RA×Id≤50V

　　式中：RA――外露可可导电部分的接地极电阻(Ω);

　　Id――相线和外露可导电部分间第一次短路故障的故障电流(A)，它计及泄漏电流和电气装置全部接地阻抗值的影响。

　　2、IT系统的外露可导电部分可用共同的接地极接地，亦可个别地或成组地用单独的接地极接地。当外露可导电部分为单独接地，发生第二次异相接地故障时，故障回路的切断应符合TT系统接地故障保护的要求。当外露可导电部分为共同接地，则发生第二次异相接地故障时，故障回路的切断应符合TN系统接地故障保护的要求。

　　接地故障采用漏电电流动作保护

　　1、PE或PEN线严禁穿过漏电电流动作保护器中电流互感器的磁回路。

　　2、漏电电流动作保护器所保护的线路及设备外露可导电部分应接地。

　　3、TN系统配电线路采用漏电电流动作保护时，可将被保护的外露可导电部分与漏电电流动作保护器电源侧的PE线相连接，并应符合规范规定的Zs×Ia≤U0的要求;

　　4、为减少接地故障引起的电气火灾危险而装设的漏电电流动作保护器，其额定动作电流不应超过0.5A。

　　5、多级装设的漏电电流动作保护器，应在时限上有选择性配合。