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建筑工程基本供电系统扼要介绍

供稿:中国工控网 2016/4/15 14:58:55

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  • 关键词: 低压配电系统 建筑工程供电系统
  • 摘要:建筑工程供电使用的基本供电系统有三相三线制三相四线制等,但这些名词术语内涵不是十分严格。国际电工委员会(IEC)对此作了统一规定,称为TT系统、TN系统、IT系统。其中TN系统又分为TN-C、TN-S、TN-C-S系统。下面内容就是对各种供电系统做一个扼要的介绍。

TT系统TN-C
供电系统→TN系统→TN-S
IT系统TN-C-S
(一)工程供电的基本方式
根据IEC规定的各种保护方式、术语概念,低压配电系统按接地方式的不同分为三类,即TT、TN和IT系统,分述如下。
(1)TT方式供电系统TT方式是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统,称为保护接地系统,也称TT系统。第一个符号T表示电力系统中性点直接接地;第二个符号T表示负载设备外露不与带电体相接的金属导电部分与大地直接联接,而与系统如何接地无关。在TT系统中负载的所有接地均称为保护接地,如图1-1所示。这种供电系统的特点如下。
1)当电气设备的金属外壳带电(相线碰壳或设备绝缘损坏而漏电)时,由于有接地保护,可以大大减少触电的危险性。但是,低压断路器(自动开关)不一定能跳闸,造成漏电设备的外壳对地电压高于安全电压,属于危险电压。
2)当漏电电流比较小时,即使有熔断器也不一定能熔断,所以还需要漏电保护器作保护,困此TT系统难以推广。
3)TT系统接地装置耗用钢材多,而且难以回收、费工时、费料。
现在有的建筑单位是采用TT系统,施工单位借用其电源作临时用电时,应用一条专用保护线,以减少需接地装置钢材用量。
把新增加的专用保护线PE线和工作零线N分开,其特点是:①共用接地线与工作零线没有电的联系;②正常运行时,工作零线可以有电流,而专用保护线没有电流;③TT系统适用于接地保护占很分散的地方。
(2)TN方式供电系统这种供电系统是将电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统,称作接零保护系统,用TN表示。它的特点如下。
1)一旦设备出现外壳带电,接零保护系统能将漏电电流上升为短路电流,这个电流很大,是TT系统的5.3倍,实际上就是单相对地短路故障,熔断器的熔丝会熔断,低压断路器的脱扣器会立即动作而跳闸,使故障设备断电,比较安全。
2)TN系统节省材料、工时,在我国和其他许多国家广泛得到应用,可见比TT系统优点多。TN方式供电系统中,根据其保护零线是否与工作零线分开而划分为TN-C和TN-S等两种。
(3)TN-C方式供电系统它是用工作零线兼作接零保护线,可以称作保护中性线,可用NPE表示
(4)TN-S方式供电系统它是把工作零线N和专用保护线PE严格分开的供电系统,称作TN-S供电系统,TN-S供电系统的特点如下。
1)系统正常运行时,专用保护线上不有电流,只是工作零线上有不平衡电流。PE线对地没有电压,所以电气设备金属外壳接零保护是接在专用的保护线PE上,安全可靠。
2)工作零线只用作单相照明负载回路。
3)专用保护线PE不许断线,也不许进入漏电开关。
4)干线上使用漏电保护器,工作零线不得有重复接地,而PE线有重复接地,但是不经过漏电保护器,所以TN-S系统供电干线上也可以安装漏电保护器。
5)TN-S方式供电系统安全可靠,适用于工业与民用建筑等低压供电系统。在建筑工程工工前的“三通一平”(电通、水通、路通和地平——必须采用TN-S方式供电系统。
(5)TN-C-S方式供电系统在建筑施工临时供电中,如果前部分是TN-C方式供电,而施工规范规定施工现场必须采用TN-S方式供电系统,则可以在系统后部分现场总配电箱分出PE线,TN-C-S系统的特点如下。
1)工作零线N与专用保护线PE相联通,如图1-5ND这段线路不平衡电流比较大时,电气设备的接零保护受到零线电位的影响。D点至后面PE线上没有电流,即该段导线上没有电压降,因此,TN-C-S系统可以降低电动机外壳对地的电压,然而又不能完全消除这个电压,这个电压的大小取决于ND线的负载不平衡的情况及ND这段线路的长度。负载越不平衡,ND线又很长时,设备外壳对地电压偏移就越大。所以要求负载不平衡电流不能太大,而且在PE线上应作重复接地。
2)PE线在任何情况下都不能进入漏电保护器,因为线路末端的漏电保护器动作会使前级漏电保护器跳闸造成大范围停电。
3)对PE线除了在总箱处必须和N线相接以外,其他各分箱处均不得把N线和PE线相联,PE线上不许安装开关和熔断器,也不得用大顾兼作PE线。
通过上述分析,TN-C-S供电系统是在TN-C系统上临时变通的作法。当三相电力变压器工作接地情况良好、三相负载比较平衡时,TN-C-S系统在施工用电实践中效果还是可行的。但是,在三相负载不平衡、建筑施工工地有专用的电力变压器时,必须采用TN-S方式供电系统。
(6)IT方式供电系统I表示电源侧没有工作接地,或经过高阻抗接地。每二个字母T表示负载侧电气设备进行接地保护。
TT方式供电系统在供电距离不是很长时,供电的可靠性高、安全性好。一般用于不允许停电的场所,或者是要求严格地连续供电的地方,例如电力炼钢、大医院的手术室、地下矿井等处。地下矿井内供电条件比较差,电缆易受潮。运用IT方式供电系统,即使电源中性点不接地,一旦设备漏电,单相对地漏电流仍小,不会破坏电源电压的平衡,所以比电源中性点接地的系统还安全。
但是,如果用在供电距离很长时,供电线路对大地的分布电容就不能忽视了。在负载发生短路故障或漏电使设备外壳带电时,漏电电流经大地形成架路,保护设备不一定动作,这是危险的。只有在供电距离不太长时才比较安全。这种供电方式在工地上很少见。
(二)供电线路符号小结
1)国际电工委员会(IEC)规定的供电方式符号中,第一个字母表示电力(电源)系统对地关系。如T表示是中性点直接接地;I表示所有带电部分绝缘。
2)第二个字母表示用电装置外露的可导电部分对地的关系。如T表示设备外壳接地,它与系统中的其他任何接地点无直接关系;N表示负载采用接零保护。
3)第三个字母表示工作零线与保护线的组合关系。如C表示工作零线与保护线是合一的,如TN-C;S表示工作零线与保护线是严格分开的,所以PE线称为专用保护线,如TN-S。
接地电阻表属国家列入安全防护的强制检定计量器具,如何正确使用接地电阻表,对保证安全生产意义重大。
  1.接地的几种方法
  为了将电荷泄放入地,需要在土壤中埋设金属导体(接地体),将电气设备的某个部分用导线(接地线)与接地体相连,称为接地。接地体和接地线的总体称为接地装置。接地的用途有:
  a.保护接地当电气设备由于绝缘及其他事故发生漏电时,其金属外壳就可能带电。为防止触电事故,必须将电气设备外壳接地,称为保护接地。
  b.防雷接地高大建筑物的避雷器接地,称为防雷接地。
  c.工作接地电器设备因正常工作或排除故障需要,将电路中某一点接地(通常是中性点),称为工作接地。
  2.ZC—8接地电阻表测量原理
  测量接地电阻,我们通常采用接地电阻表直读法。ZC—8接地电阻表由于重量轻、可靠耐用、携带方便,很适合现场测量。其测量原理简述如下:当ZC—8发电机摇把以120r/min左右的速度转动时,就产生约110—115Hz交流电。电流I1从发电机流经电流互感器H的一次绕组、接地体、大地和电流极而回到发电机。由H的二次绕组感应产生的I2流经电位器Rs,当检流计指针偏转时,借助调节电位器Rs的接触点“B”以使其达到平衡。
  3.接地电阻的测量
  (1)首先实地观察被测接地极E′周围现场状况,合理选择埋电位探针P′与电流探针C′的线路,探针沿直线分开埋好,分别连接好ZC—8P、C端至接地极E′、电位探针P′、电流探针C′的连线。
  (2)检ZC—8机械零位,若偏离零位可用零位调整器调零。
  (3)估计被测量接地电阻值。将“倍率”开关置最大位率,慢慢转动发电机摇把,同时旋动Rs电位器刻度盘,使检流计指针趋零。
  (4)根据检流计指针左、右偏离零位的状态,可以粗略判断出接地电阻值的大小及倍率量程选择是否得当,正确放好量程。
  (5)当检流计指针接近平衡时,使发电机以120r/min速度转动,再转动电位器刻度盘,使检流针指针指零,此时即可读得被测接地电阻值,即刻度盘读数乘以倍率。
  4.测量中应注意的事项
  (1)接地电阻值的大小与季节、天气、土壤干湿程度等环境因素有关,并随着上述诸因素的变化而有差异。一般来说,测量接地电阻适宜于秋季进行,此时秋高气爽,天气干燥,测出数值较准确、可靠。
  (2)当测量电气设备保护接地电阻时,一定要断开与设备连接,否则会影响测量的数值。
  (3)在测量中常常发现有的接地线年久锈蚀严重,必须先用挫刀挫去铁锈后,使E导线接触良好方可测量。否则因接触电阻很大而造成测量失真。
  (4)当使用有4端钮的ZC—8测量小于1kΩ接地电阻时,应将C2、P2端钮联结片打开,分别用导线连接到被测接地体上,以消除测量时连接导线电阻的附加误差。
  (5)在使用ZC—8时应注意不要在C和P短路的情况下摇动手柄,以免造成仪表损坏。
  5.出具测试报告
  对工矿企业、车间、高层建筑物的接地点进行接地电阻测量后应出具测试报告,测试报告中应注明测试时间、天气状况、测试地点、接地方式、土壤干湿状况、实测接地电阻值以及是否符合安全要求的结论。一般来说,电气设备的保护接地、工作接地的接地电阻值合格范围一般要求≤4Ω;而高层建筑物避雷针的防雷接地的接地电阻值要求≤10Ω。对于经测试不符合要求的接地点,应及时报告并监督整改,重新埋设接地极,或检查接地线是否完好,以确保安全。


审核编辑(王雪)
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