摘要：良好的电能质量不仅可以保证电网安全稳定运行，减少各种潜在危险和经济损失，并创造良好的社会经济效益，这在当今能源短缺的背景下尤为重要。目前，在工厂低压供电和配电设计中的接地系统存在较大的风险，因此本文研究了工厂低压供配电设计中接地系统和接地故障保护，主要介绍了电源和电气设备的接地方式和接地系统的具体应用，及时发现接地故障保护存在的问题，为低压供配电系统故障诊断提供依据，提高电网电能质量，尽可能减少电能质量问题，对工厂低压供配电设计的发展具有重要意义。
关键词：低压供配电设计；接地系统；接地故障保护
保护接地的原则旨在限制设备漏电后的对地电压，以免超过设备的安全使用范围，同时也保护设备的安全。接地故障保护作为低压供配电设计中的重要部分，在接地故障保护检测之前，首先需要观察使用单元的接地型式。三相四线TN是最容易看出接地型式的系统接地型式。若为TT系统，则需要通过安装漏电保护装置等提高保护作用并采取安全措施。在三相四线IT系统的情况下，单位应选择适当的地极，引出地线，并验证能否连接至工厂低压供配电中。
1.工厂低压供配点设计中接地系统介绍
在工厂低压供配电设计过程中，由于电气装置绝缘老化、过电压击穿、外力损伤等原因，都可能使设备金属底座、设备金属外壳，金属框架等正常情况不带电的部分带电。因此，为了防止设备意外带电引起电气设备损坏和人身触电伤亡事故，人们采用了很多措施进行防护。下面简单介绍了供配电系统中常用的几种触电防护技术。
（1）TN系统
对电源中性点直接接地的供配电系统，把电气设备正常情况下不带电的金属部分与电网零干线可靠连接，这就是保护接零。为了防止接地中性线的断开而使保护接零失去作用，只在电源处接地是不够安全的，为此，零线还要进行重复接地，重复接地的接地电阻不大于10欧姆。
①TN-S系统
由于保护性中并没有电流，该系统也就不会产生一定电磁干扰，符合精密仪器工作环境要求；正常情况下断线后设备外漏部分并不带电，本接地系统还按照（安装）有故障保护线路，故而安全性较高。缺点：大量耗材的使用必然增加投资成本[1]。
②TN-C-S系统
TN-C-S系统是TN-C系统和TN-S系统的组合、然而，（删除），该系统通常用于大型低压供配电厂中，因为其设计复杂，难以维护，因此，必须由专业并且维护人员进行设计分配。
③TN－C 系统
优缺点分析：优点：接地方案中导线和保护电器设备较少，接地系统成本较低。缺点：线路中电相之间不平衡，电路中存在谐波电流时，这种接地方式会产生一定电磁干扰，对敏感电子设备可能造成一定损伤；接地系统中保护性中如果出现问题，可能会造成很严重的事故。
（2）TT系统
TT系统是电源中性点直接接地的供配电系统。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆正常情况下，电气设备的外壳工作时是不带电的，但是在绝缘损坏时，电气设备金属外壳以及和它们连接的金属部分就可能带电。为了防止意外触电气设备外壳及和它们连接的金属部分对人体造成伤害和设备的损坏，需要把电气设备金属外壳、金属构架等与大地进行连接。
（3）IT系统
IT系统主要使用的是工作模式的保护接地，各设备是独立的，不存在相互干扰问题。目前，该系统使用不多，但从成本低，风险可控，应用前景优异的角度来看，单相出现问题不影响设备的运行；设备不带电，发生触电几率比较小，易燃易爆场所比较适合使用该接地系统。
2.接地故障保护
为了最大限度地提高接地系统的效率（效果），必须采取保护措施，自动关闭（切除）故障电路（回路），以避免电气火灾和实现间接接触防护。因此，需要通过（提高）自动切断装置的精度和灵敏度，根据工厂低压供配电系统的实际情况（采取相应的保护措施）。首先，在中性点不接地系统中用电设备的外壳应采用保护接地；其次，在中性点接地系统中用电设备的外壳应采用保护接零；接着，在同一个低压供电系统中（指由同一台变压器或同一台发电机供电的低压供电系统），不允许保护接地和保护接零同时使用；最后，根据《低压用户电气安装规程》中规定，由低压公用电网或农村集体电网供电的电气装置应采用保护接地。在确定接地型式后，我们就可以检查接地故障保护是否符合下列要求。
（1）电气设备正常情况下不带电的外露可导电部分直接与供电电源保护接地线连接。
（2）起重机械上所有电气设备外壳、金属导线管、金属支架及金属线槽均根据配电网情况进行可靠接地（保护接地或者保护接零）。
（3）查是否设置专用接地线，金属结构的连接有非焊接处，是否采用另装设接地干线或者跨接线的处理。
（4）查是否按照规定禁用金属结构和接地作为载流零线（电气系统电压为安全电压除外）。
3.接地故障保护中常见问题
（1）接地电阻大于规范要求的数值。有的单位随意在供配电设备旁插一根钢筋作为接地极，有的则把接地线接到附近的水管上。接地体分为人工接地体与自然接地体（接地体）（删除），只有自然接地体的电阻能满足要求，并不对自然接地体产生安全隐患，在没有（删除）才可以用来做接地体。而人工接地体，应根据地网所在地的土壤电阻率、土层分布等地质情况进行设计，各类接地装置宜共用接地装置，接地电阻应按最高要求选用[2]。
（2）在TN系统中，接零干线未重复接地，在无重复接地的情况下，当零线断线时，在断线处后面任一电气设备发生碰壳短路时，会使断线处后所有接零设备外壳对地电压均接近于相电压，失去了保护接零的作用。此外，在IT及TT系统中接地装置要与漏电保护装置相配合，TN系统中接地装置要与断路器或熔断器相配合才能发挥接地保护应有的作用。良好的接地能够防止因电气设备的绝缘损坏而使人身遭受触电的危险，是关系人身安全的大事，因此，我们必须予以高度重视，管理人员应加强日常检查维护，确保供配电设备接地保护处于良好状态，避免因电气设备漏电造成的人身伤亡事故的发生[3]。
4.结论
简而言之，在选择低压供电点的地面系统时，工厂应根据工厂的实际情况决定，然后根据接地系统的实际情况选择安装不同的故障保护装置[4]。
参考文献：
[1]何绍洋，叶楠. 小电流接地系统单相接地故障选线方法的分析[J]，电工电气，2015（4）：38-41
[2]冯岩 朱文强.交流低压配电系统中性点接地方式探讨[J]黑龙江电力.2007.（02）
[3]罗秋宇.中低配电网络中性点接地方式的选择[J].广西电业.2008.（11）
[4]低压配电系统中接地故障保护分析[J]. 罗宇辉. 科技展望. 2016（27）
论文作者:彭俊
论文发表刊物:《防护工程》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/21
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