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關(guān)于低壓配電系統(tǒng)的安全用電探討

更新時間: 2022-01-08  點擊次數(shù): 339次
摘要:低壓配電系統(tǒng)是我國電力系統(tǒng)的重要組成部分,應(yīng)用范圍非常廣泛。近年來,我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,各行各業(yè)的用電量不斷增加,這使得低壓配電系統(tǒng)的應(yīng)用范圍越來越廣泛,為了確保低壓配電系統(tǒng)的安全用電,應(yīng)仔細(xì)了解低壓配電系統(tǒng)的防觸電保護(hù)方法,如重復(fù)接地、保護(hù)接零、保護(hù)接地等,結(jié)合低壓配電系統(tǒng)的接地類型,做好相關(guān)安全設(shè)置,充分發(fā)揮低壓配電系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢,保障人們的生命安全。鑒于此,本文對低壓配電系統(tǒng)的安全用電進(jìn)行了分析探討。
關(guān)鍵詞:低壓配電系統(tǒng);安全用電;接地

1 引言

      低壓電氣供配電系統(tǒng)是一個技術(shù)復(fù)雜、維護(hù)難度大的系統(tǒng),也是安全管理工作中復(fù)雜的對象。只有確保低壓電氣設(shè)備供配電的安全性,低壓設(shè)備供配電系統(tǒng)才能穩(wěn)定運(yùn)行。 

2 低壓電氣配電系統(tǒng)及其設(shè)計原則

       配電變壓器低壓電力網(wǎng)經(jīng)過改造后,線路干線和支線的各項安全技術(shù)指標(biāo)都符合標(biāo)準(zhǔn),且裝有末端漏電保護(hù)器,此類配電變壓器的低壓側(cè)運(yùn)行方式就可以改變?yōu)镮T系統(tǒng),即將配電變壓器低壓側(cè)中性點直接接地改為不接地,拆除漏電總保護(hù)器,在配電變壓器低壓側(cè)裝設(shè)一個測量相線和零線對地交流阻抗的裝置并定期測試,及時處理接地故障。這樣既保證供電安全,又提高了供電的可靠性。

3 低壓配電系統(tǒng)的安全用電設(shè)置

       低壓配電系統(tǒng)的安全用電目的是保障人們用電過程中的人身安全,在現(xiàn)實生活中人體觸電包括直接觸電和間接觸電,人體直接靠近或者接觸帶電的電氣設(shè)備為直接觸電,人體觸及了正常狀態(tài)下不帶電的電氣設(shè)備造成事故的為間接觸電。對于直接觸電,可以通過規(guī)范相關(guān)用電操作或者設(shè)置保護(hù)屏障等措施進(jìn)行避免;對于間接觸電,多是由于電氣設(shè)備外殼漏電或者低壓配電系統(tǒng)中保護(hù)導(dǎo)體絕緣性下降導(dǎo)致,因此不同結(jié)構(gòu)型式的低壓配電系統(tǒng)應(yīng)采取不同的安全技術(shù)手段。
3.1 IT型式系統(tǒng)和保護(hù)接地
       保護(hù)接地主要是利用接地體或者接地線將電氣設(shè)備外殼和大地連接起來,一旦電氣設(shè)備外殼出現(xiàn)漏電,可以及時將漏電流引入地下,有效降低電氣設(shè)備漏電外殼的對地電位,從而保障低壓配電系統(tǒng)用電安全。IT型式系統(tǒng)是一種三線三相制配電系統(tǒng),主要采用保護(hù)接地系統(tǒng),三相變壓器繞組連接成Y型,N點設(shè)為中心點,L1、L2、L3為輸出相線,,被廣泛的應(yīng)用在熔煉爐、井下、煤礦、手術(shù)室等需要持續(xù)供電的場所,我國電力系統(tǒng)中1kV~10kV配電網(wǎng)中也主要采用這種型式的配電系統(tǒng)。IT型式低壓配電系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)接地設(shè)置,通過RE接地將電氣設(shè)備和大地連接起來,如果沒有設(shè)置RE接地,一旦電氣設(shè)備漏電,人們觸碰到設(shè)備外殼,大量電流會流入人體沿著每根相線和其它相線構(gòu)成回路。大地和每根相線絕緣阻抗包括和絕緣電阻并聯(lián)的分布電容和大地絕緣電阻,大地和設(shè)備外殼連接起來,可以有效地將人體觸及電氣設(shè)備外殼電壓控制在安全范圍內(nèi),發(fā)揮保護(hù)人體的作用。
3.2 TT型式系統(tǒng)和保護(hù)接地
       TT型式的低壓配電系統(tǒng)采用保護(hù)接地形式,可降低電氣設(shè)備外殼漏電危險電壓,但是仍然存在安全隱患,應(yīng)采取有效的補(bǔ)救方法,可以設(shè)置RCD漏電保護(hù)器,將電源及時斷開。結(jié)合TT型式低壓配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖,如圖1所示,變壓器連接形式為三相Y型,RN為工作接地,連接中性點,中性點位置的引出線為中性線,其為其它相線提供220V電壓,也稱為工作零線。當(dāng)前,我國大多數(shù)低壓配電系統(tǒng)主要采用380/220V三相四線制配電方式,用于動力負(fù)載和照明負(fù)載供電。
       TT型式配電系統(tǒng)采用RE接地,中性點接地和該接地之間沒有電氣聯(lián)系,RE接地遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于RP接地,RE和RN串聯(lián),如果兩者相同,RN和RE各自產(chǎn)生110V電壓降。IT系統(tǒng)和TT系統(tǒng)雖然都采用RE保護(hù)接地,但是由于應(yīng)用條件不同,所以存在很大的差別。TT型式系統(tǒng)主要用于低壓供電,當(dāng)?shù)蛪号潆娤到y(tǒng)發(fā)生接地故障時,通常情況下接地電阻比較大,會降低保護(hù)接地的可靠性和靈敏度,這時應(yīng)設(shè)置RCD漏電保護(hù)器,將故障回路及時切斷和隔離。
3.3 TN型式系統(tǒng)和保護(hù)接零
       TN型式系統(tǒng)的變壓器中性點接地,通常情況下,保護(hù)線將受電設(shè)備不帶電導(dǎo)電部位和零線連接,實現(xiàn)接零保護(hù)。當(dāng)?shù)蛪号潆娤到y(tǒng)的相線相互碰殼時,短路電流通過保護(hù)零線和金屬外殼形成閉合回路,繼電保護(hù)裝置快速發(fā)出動作,將電源切斷,有效防止人體觸電,這種接地方式的防觸電效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于保護(hù)接地。保護(hù)線和中性點的組合主要包括TN-S、TN-C-S、TN-C型式。TN-S型式系統(tǒng)的PE保護(hù)線和N中性線分開,其安全性較高,是我國電力系統(tǒng)中比較常見的配電系統(tǒng);TN-C-S型式系統(tǒng)在我國電力系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛,是一種三相四線制配電系統(tǒng),用戶端到進(jìn)戶桿是分隔開的,這種配電系統(tǒng)應(yīng)在系統(tǒng)前端設(shè)置PEN線,N導(dǎo)線和PE線分開后無法合并,L相線和N線的絕緣水平相同,若干線末端設(shè)置斷零保護(hù)裝置,負(fù)荷端設(shè)置漏電保護(hù)器,TN-C-S系統(tǒng)可以應(yīng)用工業(yè)企業(yè)或者住宅小區(qū);TN-C系統(tǒng),PE保護(hù)零線和N工作零線合并,標(biāo)記為PEN線,保護(hù)中性線和用電設(shè)備外露部分連接,這種配電系統(tǒng)可以應(yīng)用在安全性較高的場所。
3.4 保護(hù)接零系統(tǒng)的重復(fù)接地
        重復(fù)接地主要是將大地和PE線或者零線進(jìn)行金屬連接,用于PE線或者零線斷路的后備保護(hù)。一,重復(fù)接地可以有效降低用電設(shè)備漏電危險,工作零線、RG和RN組成并聯(lián)支路,可以增短路電流,減小配電系統(tǒng)的漏電回路阻抗,過流保護(hù)快速發(fā)生動作,并且短路電流也增了變壓器相線和繞組的電壓降,使零線電壓降不斷減小,再經(jīng)過線路電阻的分壓,用電設(shè)備外殼電壓進(jìn)一步降低。二,重復(fù)接地降低了零線斷線危險,一旦變壓器零線斷線,斷線位置會造成設(shè)備漏電,這時用電設(shè)備外殼的對地電壓幾乎和相電壓相等,人體一旦接觸用電設(shè)備外殼,會產(chǎn)生非常大的斷路電流,嚴(yán)重威脅人體生命安全,通過采用重復(fù)接地形式,斷線位置的用電設(shè)備外殼對地電壓是變壓器相電壓的一半,有效降低了零線斷線危險。三,重復(fù)接地大地降低了零線不平衡電壓,當(dāng)?shù)蛪号潆娤到y(tǒng)的三相負(fù)載相差較大時,零線上大量電流產(chǎn)生電壓降,與零線阻抗、零線電流成正比,若零線阻抗較大或者長度較長,零線無斷線,利用重復(fù)接地可以減少接零設(shè)備外殼電流,降低安全威脅。

4 安科瑞安全用電云平臺功能介紹及選型

4.1 安科瑞安全用電云平臺介紹
        Acrelcloud-6000安全用電云管理系統(tǒng)能夠?qū)κS嚯娏鳌⒃O(shè)備溫度、故障電弧等電氣故障進(jìn)行實時監(jiān)控、報警、記錄,并且通過云端的遠(yuǎn)程控制。設(shè)備與云端的通訊方向不受限制,能上傳數(shù)據(jù)、透傳指令,并時間顯示實時狀態(tài)。通過對上傳至云端的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,為用戶提供火災(zāi)隱患的相關(guān)數(shù)據(jù),能夠及早的發(fā)現(xiàn)問題并實施排查,避免火災(zāi)的發(fā)生。另一方面,云平臺提供超大容量的信息儲存及穩(wěn)定的服務(wù),提升了服務(wù)質(zhì)量,對用戶的長遠(yuǎn)發(fā)展具有戰(zhàn)略意義。此外,該系統(tǒng)通過集中監(jiān)控,使得數(shù)據(jù)通過每個節(jié)點的4G網(wǎng)絡(luò)傳輸至云端集中式管理和監(jiān)控,主控端布置于城市消防大隊,從而能夠?qū)Σ杉男畔⑦M(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)控和管理。
平臺的整體結(jié)構(gòu)圖
具體功能如下:
        (1)安全用電監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)包含安全用電管理云平臺、電腦終端顯示系統(tǒng)、手機(jī)APP、漏電探測器、漏電互感器、電流互感器等。
        (2)安全用電監(jiān)管服務(wù)系統(tǒng)平臺能展示剩余電流、溫度、電流等電氣安全參數(shù)的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)及變化曲線、歷史數(shù)據(jù)與變化曲線、實時報警數(shù)據(jù)等,能實時顯示現(xiàn)場服務(wù)次數(shù)、排除隱患數(shù)、未排除隱患數(shù)、報警未處理數(shù)、常規(guī)巡檢及產(chǎn)品維護(hù)等數(shù)據(jù),監(jiān)管數(shù)據(jù)能保存十年以上。
        (3)手機(jī)APP軟件同時具有IOS版本和安卓版本,能通過手機(jī)APP對每條報警記錄進(jìn)行呼叫,便于緊急情況下能盡快通知用電單位。
        (4)能對各個單位及設(shè)備的電氣安全運(yùn)行情況進(jìn)行自動統(tǒng)計和分析評估,并隨時展示電氣安全運(yùn)行分析報告。
        (5)監(jiān)控探測終端產(chǎn)品滿足國家法律法規(guī)和有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(GB14287.2《剩余電流式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》和GB14287.3《測溫式電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器》)的要求,并通過國家消防產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測檢驗中心提供的消防3C認(rèn)證。
        (6)漏電探測器能同時探測剩余電流、四路溫度、三相電流等參數(shù)值,并能通過無線以移動通訊網(wǎng)絡(luò)接入安全用電監(jiān)管系統(tǒng)平臺。
4.2 產(chǎn)品選型
4.2.1漏電火災(zāi)監(jiān)控探測器
4.2.2故障電弧探測器
        安科瑞故障電弧產(chǎn)品型號代碼為AAFD,共有兩種電流等級,可監(jiān)測回路故障電弧的發(fā)生,并及時預(yù)警,提醒用戶處理,防止電弧導(dǎo)致的火災(zāi)的發(fā)生。
        AAFD可配合AF-GSM400使用并接入安全用電平臺,該產(chǎn)品不可在同一臺AF-GSM400下與ARCM混接。如圖:
4.2.3限流式保護(hù)器
        安科瑞限流式保護(hù)器型號代碼為ASCP200-1,有三種電流等級,可監(jiān)測回路短路過載等故障信息,發(fā)生故障時預(yù)警和產(chǎn)生滅弧效果,防止電弧導(dǎo)致的火災(zāi)的發(fā)生。
        ASCP200-1可配合AF-GSM400使用并接入安全用電平臺,也能夠通過插入SIM卡直接上傳到平臺。
        以下是ASCP200-1的主要功能:
        短路保護(hù)功能。保護(hù)器實時監(jiān)測用電線路電流,當(dāng)線路發(fā)生短路故障時,能在150微秒內(nèi)實現(xiàn)快速限流保護(hù),并發(fā)出聲光報警信號。
        過載保護(hù)功能。當(dāng)被保護(hù)線路的電流過載且過載持續(xù)時間超過動作時間(3…60秒可設(shè))時,保護(hù)器啟動限流保護(hù),并發(fā)出聲光報警信號。
        表內(nèi)超溫保護(hù)功能。當(dāng)保護(hù)器內(nèi)部器件工作溫度過高時,保護(hù)器啟動超溫限流保護(hù),并發(fā)出聲光報警信號。
        過、欠壓保護(hù)功能。當(dāng)保護(hù)器檢測到線路電壓過壓或欠壓時,保護(hù)器發(fā)出聲光報警信號,可預(yù)先設(shè)置是否啟動限流保護(hù)。
        配電線纜溫度監(jiān)測功能。當(dāng)被監(jiān)測線纜溫度超過報警設(shè)定值時,保護(hù)器發(fā)出聲光報警信號,可預(yù)先設(shè)置是否啟動限流保護(hù)。
        漏電流監(jiān)測功能。當(dāng)被監(jiān)測的線路漏電超過報警設(shè)定值時,保護(hù)器發(fā)出聲光報警信號,可預(yù)先設(shè)置是否啟動限流保護(hù)。
        保護(hù)器具有1路RS485接口,1路2G無線通訊,可以將數(shù)據(jù)發(fā)送到后臺監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
4.2.4剩余電流互感器
4.2.5 AF-GSM400-2G/4G無線上傳模塊
        AF-GSM400-2G/4G/CE模塊是一款2G/4G有線無線模塊,該無線模塊為安全用電云平臺專用模塊。
        AF-GSM400接入每塊儀表所需流量為20M/月,單個模塊可以接入30塊儀表。默認(rèn)上傳間隔2分鐘,如發(fā)生報警,會實時上傳數(shù)據(jù)。
4.2.6 溫度傳感器
       溫度傳感器為一熱敏電阻NTC,它提供0-120°的溫度監(jiān)控基準(zhǔn),可以用來監(jiān)測線纜或配電箱體的溫度,提供溫度保護(hù)。

5 結(jié)論

       根據(jù)我國《民用電氣設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》,低壓配電系統(tǒng)主要分為三種:IT型式、TT型式和TN型式,在實際應(yīng)用中,低壓配電系統(tǒng)的保護(hù)接零、保護(hù)接地是控制人體觸電的重要保護(hù)措施,這兩種保護(hù)方式的技術(shù)原理存在較大差異,因此,對于不同的低壓配電系統(tǒng)應(yīng)采用不同接地形式,TN型式系統(tǒng)采用保護(hù)接零方式,TT、IT型式系統(tǒng)采用保護(hù)接地方式。
參考文獻(xiàn)
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