矿山低压配电系统的接地保护与接零保护研究

赵丽华

中冶沈勘秦皇岛工程设计研究总院有限公司河北秦皇岛066004

摘要：保护接地包括接地保护和接零保护两种，矿山低压配电系统保护接地的目的就在于防止矿山发生漏电事故。保护接地具有不同的保护方式，不同保护方式适用于不同的电力环境，对于矿山低压配电系统而言，一旦保护接地的形式选择不当，很可能影响整个矿区配电系统的正常使用，还会在很大程度上降低电网运行的可靠性。所以有必要针对矿山低压配电系统的特点来选择正确的保护形式。

关键词：矿山；低压配电系统；接地保护；接零保护

一、接地系统接线类型

在我国低压配电系统会分为TN、IT、TT三种类型。其中，第一个字母T表示的是电源变压器中性点直接接地；而I表示电源变压器中性点不接地。第二个字母T表示电气设备外壳直接接地，但和电网的接地系统没有联系；N表示电气设备外壳和系统的接地中性线相连。TN系统指的是电源变压器中性点直接接地，而设备外露的地方和中性线相互的连接。IT系统所指为电源变压器中性点不接地或经高阻抗接地，而设备外壳也没专用接地线所保护。TT系统所指为电源变压器中性点直接接地，而设备外壳也没有专用接地线所保护。

二、掌握保护接地的两种保护方式的不同点和使用范围

采用保护接地是目前我国低压电力系统中的一种有效的安全保护措施。由于保护接地又分为接地保护和接零保护，两种不同的保护方式使用的客观环境又不同。所以如果选择错误，不仅会影响用户使用的保护性能，还会影响电网的供电可靠性。电力用户究竟应该采取哪种保护方式，首先必须取决于其所在的供电系统采取的是何种配电系统。如果用户所在的配电系统是TT系统，用户应该统一采取接地保护；如果用户所在的配电系统是TN-C系统，则应统一采取接零保护。TT系统和TN-C系统是两个具有各自独立特性的系统，虽然两个系统都可以为用户提供220/380V的单、三相混合电源，但它们之间不仅不能相互替代，同时在保护措施上的要求又是截然的不同。这是因为同一配电系统里，如果两种保护方式同时存在，采取接地保护的设备一旦发生相线碰壳故障，零线的对地电压将会升高到相电压的一半或更高，这时接零保护的所有设备上便会带上同样高的电位，使的设备外壳等金属部分呈现较高的对地电压，从而危及使用人员的安全。因此同一配电系统只能采用同一种保护方式，两种保护方式不得混用。电力设备等由于绝缘的损坏可能使得其金属外壳带电，为了防止这种电压危及人身安全而设置的接地称为保护接地。将金属外壳用保护接地线(PEE)与接地极直接连接的叫接地保护。

三、接零保护与接地保护的区别性分析

3.1不同的保护原理

对于接地保护来说，其原理主要是对一些存在漏电现象的设备来进行遏制，控制其漏电范围，一旦设备的漏电现象超过了某一整定值，保护器就会自动进行运作，切断电源防止发生事故。而一般接零保护的原理则主要是借助接零线路，使得设备在绝缘损坏后碰壳形成一个单相金属性短路，利用电流保护装置，来保护电力装置不会遭到破坏。

3.2不同的使用范围

目前，我国矿山低压配电系统中，一般采用TN以及TT系统来实现三相、单相混合供电，由于负荷密度以及负荷分布等因素的影响，TT系统主要应用接地保护方式。TN系统则主要应用接零保护方式。

3.3不同的线路结构

接地保护中一般只会有中性线以及相线，在这种三相动力生成的负荷中通常都不使用中性线来解决，仅仅需要确保设备接地，接地系统中的中性线一般除电源中所属的中性点接地以外，就不可能再出现其他接地连接装置了；而接零保护一般都要确保有中性线的系统存在，同时在必要时对中性线以及保护接零线实行分开架设，进而对整个系统起到保护作用，并且在系统中，中性线的保护要有许多地点重复的进行接地。

四、使用保护接地时应注意的问题

第一，TT系统中用户使用的电器外露可导电部分要全部作接地保护，在TT系统中，受电设备外露可导电部分如果不作接地保护，一旦绝缘破损，外壳即呈现危险电压，人触及后通过人体的电流值，可达数百毫安足以致人于死地。

第二，TN—C系统中用户所有使用的电器外露可导电部分要用保护线连接到保护中性线上，严禁保护线(PE)断线在TN-C系统中，接保护中性线是为了防止受电设备因绝缘破坏，外壳带电伤人，而将受电设备的外露可导电部分用保护线与保护中性线相连接。之所以起保护作用，主要是利用相线碰壳时，产生的短路电流，短路电流经相线——中性线回路，而不经过电源中性点接地装置，使过流保护装置动作而即断电源，起到保护作用。其保护效能要好于接地保护的保护功能。但在具体实施过程中，如果稍有疏忽大意，不能严格按照规程要求实施保护要求，接零保护系统导致的触电危险性仍然是很高的。如果连接客户电器设备的保护线(PE)发生断线或电器设备未连接保护线(PE)，一旦发生设备绝缘损坏，不仅不能形成单相金属性短路，反而使得电器设备的外壳带电危及人身和设备安全。

第三，合理设置熔断器的位置。在TT系统不宜在N线上装设电器，当需要断开N线时，应装设相线和N线一起断开的保护电器。在TN-C系统，严禁断开PEN线，不得装设断开PEN线的任何电器。当需要在PEN线上装设电器时，只能相应断开相线回路。

第四，正确安装使用末级剩余电流保护器。安装剩余电流保护器是防止低压电网剩余电流造成故障危害的有效技术措施。在低压配电系统中，作为客户端的末级保护，通常采用剩余电流保护装置，也称漏电开关作为附加保护。用户在选择安装剩余电流保护装置时，不仅要充分考虑供电线路、供电方式、供电电压及系统的接地型式；还要严格区分中性线和保护线，三极四线式或四极式剩余电流保护装置的中性线应接入剩余电流保护装置。要特别注意的是：无论用户使用什么样的配电系统，中性线一旦经过剩余电流保护装置就不得再作为保护线使用，也不得重复接地或接设备外露可导电部分，保护线也不得接入剩余电流保护装置。剩余电流保护装置安装后，负荷侧的中性线，不得与其他回路共用，被保护的电设备、线路的正常运行时的绝缘电阻不应小于0.5MΩ。

五、结语

总之，不同的接地方式需要选择不同的接地保护器，才能有效的保障操作者的生命安全，并避免停电范围的进一步蔓延和扩大。在生产实践中，还需要对电流保护装置实施分级保护措施，选择正确的保护接地方案，安装剩余电流的保护装置及设备，并及时防止接地方案出现混乱状态，只有这样，才能实现接零保护与接地保护的目标。对于矿区低压配电的系统而言，要有对接零保护与接地保护给予充分的重视才能有效的保障企业员工的人身安全，促进企业和谐健康的发展。

参考文献

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作者简介

赵丽华（1987.4.10），性别：女；籍贯：河北唐山；民族：汉；学历：研究生；职称：工程师；职务：设计人员；研究方向：矿山企业供配电。