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1、1SLIC-LVDI training Chen Xiliang 2009 June第七章 不同接地系统的特性TT系统接地故障与保护TN系统接地故障与保护IT系统接地故障与保护接地系统的选择2SLIC-LVDI training Chen Xiliang 2009 June低压变压器中性点直接与接地低压变压器中性点直接与接地极相连接极相连接设备的外露可导电部分（外壳）设备的外露可导电部分（外壳）连接到一个独立的接地电极上连接到一个独立的接地电极上L1L1L2L2L3L3N NR Rn nR Ru uPEPETT 系统系统3SLIC-LVDI training Chen Xiliang 2009
2、 June故障电流值故障电流值If=Uo/(Rn+Ru)=220/(10+10)=11A 故障电压值故障电压值Uf=RuIf =1011 =110 V UL(50 V)故障电流产生危险接触电压故障电流产生危险接触电压断路器通常不适合消除这类故障断路器通常不适合消除这类故障 Uo相线对地标称电压，相线对地标称电压，220V UL安全电压限值，安全电压限值，50V380V/220V380V/220VL1L1L2L2L3L3N NIf=11AIf=11ARuRu10 10 RnRn10 10 UoUo=220 V=220 VUfUf=110 V=110 V设备外露可导电部分设备外露可导电部分设备外露
3、可导电部分设备外露可导电部分负载负载负载负载TT 系统的接地故障分析系统的接地故障分析4SLIC-LVDI training Chen Xiliang 2009 June装设剩余电流保护器装设剩余电流保护器(RCD)用于间接用于间接接触防护接触防护脱扣条件脱扣条件接触电压接触电压 安全电压安全电压RuIn UL即：即：In UL/Ru举例，图中：举例，图中：In UL /Ru=50/10=5 A In可取可取1A(或或3A)Ru外露可导电部分的接地电阻外露可导电部分的接地电阻InRCD额定剩余动作电流额定剩余动作电流380V/220V380V/220VL1L1L2L2L3L3N NI In n
4、=3A=3ARuRu10 10 RnRn10 10 UoUo=220 V=220 VSCPDSCPD25 A25 A设备外露可导电部分设备外露可导电部分设备外露可导电部分设备外露可导电部分负载负载负载负载TT 系统的间接接触防护系统的间接接触防护6SLIC-LVDI training Chen Xiliang 2009 JuneRCD：Residual Current Device，剩余电流动作保护器，剩余电流动作保护器，俗称漏电保护器俗称漏电保护器RCD的主要功能的主要功能什么是什么是 RCD 7SLIC-LVDI training Chen Xiliang 2009 June剩余电流的检测
5、原理：传感器检测相线与中线电流的矢量和剩余电流的检测原理：传感器检测相线与中线电流的矢量和无故障无故障有故障有故障i1i1i2i2i3i3iNiNi1i1i2i2i3i3iNiNi1i1i2i2i3i3iNiNi1i1i2i2i3i3iNiN0 0ididididRCD 的工作原理的工作原理8SLIC-LVDI training Chen Xiliang 2009 June通过安装于所有带电导体之上的电流互感器，检测故障电流通过安装于所有带电导体之上的电流互感器，检测故障电流测量并计算电流瞬时值的矢量和测量并计算电流瞬时值的矢量和通过磁线圈或继电器令保护装置脱扣，将故障回路断开通过磁线圈或继电
6、器令保护装置脱扣，将故障回路断开RCD 的工作原理（续）的工作原理（续）lphM检测Ir测量S N脱扣magnetlNM检测差动继电器测量独立电压供电脱扣9SLIC-LVDI training Chen Xiliang 2009 June三种不同类型用于检测不同的故障电流三种不同类型用于检测不同的故障电流AC 类：类：只用于检测只用于检测AC 剩余电流剩余电流tIdtIdtIdMulti 9 系列系列Multi 9 系列系列Vigirex 系列系列Vigi Compact NSX 系列系列A 类：类：用于检测用于检测AC型及脉动型及脉动直流型剩余电流直流型剩余电流B 类：类：用于检测用于检测A
7、C及及A以及平滑直流型以及平滑直流型剩余电流剩余电流RCD 的不同类型的不同类型10SLIC-LVDI training Chen Xiliang 2009 JuneRCD 的动作灵敏度的动作灵敏度根据根据 IEC 61008,61009,755,60947-2 等标准，分为等标准，分为高灵敏度高灵敏度6 mA10 mA 30 mA中灵敏度中灵敏度100 mA 300 mA 500 mA 1A低灵敏度低灵敏度 3 A 10 A 20 A 30A11SLIC-LVDI training Chen Xiliang 2009 JuneRCD 用于防电气火灾用于防电气火灾过热、污染以及意外的损伤都会导
8、致线路绝缘的失效过热、污染以及意外的损伤都会导致线路绝缘的失效随着线路对地泄漏电流的增大，可能产生电弧，进而引起火灾危险随着线路对地泄漏电流的增大，可能产生电弧，进而引起火灾危险研究表明，有研究表明，有70-80%的电气火灾与电气线路的绝的电气火灾与电气线路的绝缘故障有关。缘故障有关。300 mA 额定动作值的额定动作值的RCD 可以有效地检测到危可以有效地检测到危险的泄漏电流，防止电气火灾的发生险的泄漏电流，防止电气火灾的发生12SLIC-LVDI training Chen Xiliang 2009 June垂直选择性垂直选择性剩余动作电流的设定：剩余动作电流的设定：In12In2延时时间
9、的设定：延时时间的设定：T1 T2(total)水平选择性水平选择性RCD1RCD2E95454E95455RCD 间的配合选择性间的配合选择性13SLIC-LVDI training Chen Xiliang 2009 June人身保护人身保护危险的故障电流危险的故障电流故障电流不足以启动短路保护装置故障电流不足以启动短路保护装置保护几乎必须瞬动保护几乎必须瞬动由经过计算选择的由经过计算选择的 RCD提供保护提供保护防电气火灾防电气火灾限制故障电流限制故障电流用于保护人身的用于保护人身的 RCD 可兼做防电气火灾可兼做防电气火灾供电连续性供电连续性通过通过RCD之间选择性获得之间选择性获得T
10、T 系统的主要特点系统的主要特点14SLIC-LVDI training Chen Xiliang 2009 June低压变压器中性点直接与接地极低压变压器中性点直接与接地极相连接相连接保护接地线保护接地线PE 和中性线和中性线N合并成合并成一根一根PEN线线常采用重复接地的措施常采用重复接地的措施L1L1L2L2L3L3PEN PEN R Rn nTN-C 系统系统15SLIC-LVDI training Chen Xiliang 2009 June低压变压器中性点直接与接地极相连低压变压器中性点直接与接地极相连装置的外露可导电部分都用装置的外露可导电部分都用PE线连线连接到同一个接地电极上
11、接到同一个接地电极上PE和中性线分离和中性线分离L1L1L2L2L3L3N NPEPER Rn nTN-S系统系统16SLIC-LVDI training Chen Xiliang 2009 June在在 TN-C-S系统中系统中上游部分是上游部分是TN-C下游部分是下游部分是TN-S注意：禁止在注意：禁止在TN-C系统的上游使用系统的上游使用TN-S系统系统当铜芯电缆的截面积小于当铜芯电缆的截面积小于10mm2，铝芯电缆铝芯电缆(和软电缆和软电缆)的截面积小于的截面积小于16mm2时时,应使用应使用TN-S系统系统重复接地的作用重复接地的作用L1L1L2L2L3L3N NPEPER Rn n
12、PENTN-C-S 系统系统17SLIC-LVDI training Chen Xiliang 2009 June故障电流等于相线对故障电流等于相线对PE线短路电流线短路电流故障电流产生危险的接触电压故障电流产生危险的接触电压电源电压降至电源电压降至0.8Uo当当PE线和相线尺寸相同，接触电压是线和相线尺寸相同，接触电压是 Uf=0.8Uo/2 =88V UL(50V)断路器脱扣断路器脱扣380V/220V380V/220VL1L1L2L2L3L3N NPEPEIf IfRnRnUoUo=220 V=220 VUfUf设备外露设备外露设备外露设备外露可导电部可导电部可导电部可导电部分分分分故障
13、故障故障故障TN 系统的接地故障分析系统的接地故障分析18SLIC-LVDI training Chen Xiliang 2009 June计算接地故障时的短路电流计算接地故障时的短路电流If=0.8Uo/(RPE+Rph)其中其中RPE=L/SPE Rph=L/Sph 令令 m=Sph/SPE 短路电流计算式为：短路电流计算式为：If=（0.8UoSph）/（(1+m)L）断路器脱扣的条件：断路器脱扣的条件：If Imt=L LmaxTN 系统的间接接触防护系统的间接接触防护380V/220V380V/220VL1L1L2L2L3L3N NPEPEIf IfRnRnUoUo=220 V=22
14、0 VUfUf设备外露设备外露设备外露设备外露可导电部可导电部可导电部可导电部分分分分故障故障故障故障19SLIC-LVDI training Chen Xiliang 2009 June校验断路器脱扣条件校验断路器脱扣条件 0.8UoSph L max=(1+m)Imt U0相电压，相电压，220V正常温度条件下的电阻率正常温度条件下的电阻率Imt断路器瞬时动作脱扣电流断路器瞬时动作脱扣电流m=Sph/SPE 当脱扣条件不满足时当脱扣条件不满足时减少磁脱扣设定值减少磁脱扣设定值零序保护零序保护配置配置 RCD TN 系统的间接接触防护（续）系统的间接接触防护（续）20SLIC-LVDI tr
15、aining Chen Xiliang 2009 June校正系数表校正系数表TN 系统回路最大长度表系统回路最大长度表通用型断路器保护的回路通用型断路器保护的回路21SLIC-LVDI training Chen Xiliang 2009 JuneMulti 9断路器断路器 C型曲线型曲线Multi 9断路器断路器 D型曲线型曲线TN 系统回路最大长度表（续）系统回路最大长度表（续）23SLIC-LVDI training Chen Xiliang 2009 JunePEN：保护导线和中性线保护导线和中性线PEN线的保护功能优先于中性线，线的保护功能优先于中性线，即即PEN线必须总是先连接到
16、用电设线必须总是先连接到用电设备的备的“接地接地”端子，然后再与中性端子，然后再与中性端子作跨接端子作跨接PEN必须不被切断，要确保必须不被切断，要确保PEN的的可靠连接可靠连接RnUo=220 VL1L2L3PEN380V/220V设备外露可设备外露可导电部分导电部分负载负载短路保护装置短路保护装置TN-C 系统中的保护中性线系统中的保护中性线PEN24SLIC-LVDI training Chen Xiliang 2009 June根据根据 IEC 防火标准。对于防火标准。对于 TN-S系系统，如有火灾危险建议使用一个统，如有火灾危险建议使用一个300 mA 剩余电流保护装置剩余电流保护装
17、置由由 RCD 提供保护提供保护对对 If 无限制无限制与与 TT 系统相同系统相同提供提供 RCD RCD保护设备的选择性保护设备的选择性与与TT系统相同系统相同剩余动作电流剩余动作电流In的设定的设定延时的设定延时的设定L1L1L2L2L3L3L4L4I I n n2 2 I I n n1 1 2 2L1L1L2L2L3L3L4L4I I n n 300mA300mATN-S 系统的附加保护系统的附加保护25SLIC-LVDI training Chen Xiliang 2009 June人身防护人身防护故障电流是危险的故障电流是危险的故障电流通常大到足以被短路保护装置切断故障电流通常大到
18、足以被短路保护装置切断脱扣必须是瞬时的脱扣必须是瞬时的如断路器本身的保护条件不能满足要求，可用如断路器本身的保护条件不能满足要求，可用RCD提供保护提供保护防火防火故障电流大故障电流大必须用附加的必须用附加的 RCD来处理来处理供电连续性供电连续性通过短路保护装置之间的选择性来实现通过短路保护装置之间的选择性来实现TN-S 系统的特点系统的特点26SLIC-LVDI training Chen Xiliang 2009 June人身防护人身防护故障电流是危险的故障电流是危险的故障电流通常大到足以被短路保护装置切断故障电流通常大到足以被短路保护装置切断脱扣必须是瞬时的脱扣必须是瞬时的 不能用不能
19、用RCD提供保护提供保护防火保护防火保护不能提供不能提供防火漏电监控系统的应用防火漏电监控系统的应用供电连续性供电连续性通过短路保护装置之间选则性实现通过短路保护装置之间选则性实现,同同TN-STN-C系统的特点系统的特点27SLIC-LVDI training Chen Xiliang 2009 June低压变压器中性点不与接地极相低压变压器中性点不与接地极相连接连接负载的外露可导电部分都用负载的外露可导电部分都用PE导线连接到一个公共接地极上，导线连接到一个公共接地极上，形成一个等电位联结形成一个等电位联结L1L1L2L2L3L3N NPEPEIT 系统系统31SLIC-LVDI trai
20、ning Chen Xiliang 2009 June系统泄漏阻抗系统泄漏阻抗接触电压不危险接触电压不危险无火灾危险无火灾危险故障不引起脱扣但必须报警故障不引起脱扣但必须报警L1L1L2L2L3L3PEPEIT 系统第一次接地故障分析（续）系统第一次接地故障分析（续）34SLIC-LVDI training Chen Xiliang 2009 JuneIT 系统第二次接地故障分析系统第二次接地故障分析如果设备共用接地极如果设备共用接地极原理同原理同 TN-S 系统（校验回路最大长度）系统（校验回路最大长度）由断路器提供保护由断路器提供保护中性线的保护强制使用中性线的保护强制使用(4P4T)适用
21、于适用于IT 系统，即单极断路器系统，即单极断路器线电压线电压下的分断能力下的分断能力(IEC60947-2)施耐德低压断路器适用于施耐德低压断路器适用于 IT IT 系统系统L1L2L3PE36SLIC-LVDI training Chen Xiliang 2009 June如果设备独立接地如果设备独立接地原理同原理同 TT系统系统由由RCD提供保护提供保护L1L1L2L2L3L3N NCPICPIIT 系统第二次接地故障分析（续）系统第二次接地故障分析（续）37SLIC-LVDI training Chen Xiliang 2009 June人身防护人身防护:不需要自动断电不需要自动断电由
22、由PIM持续监测绝缘状况持续监测绝缘状况由由FTD定位绝缘故障点定位绝缘故障点防火防火:无故障电流无故障电流=不需要不需要由由PIM监测监测供电连续性供电连续性:完整完整IT 系统的特点系统的特点38SLIC-LVDI training Chen Xiliang 2009 June第一次故障电流很微弱第一次故障电流很微弱第一次故障接触电压很低第一次故障接触电压很低第二次故障后产生危险接触电压第二次故障后产生危险接触电压第二次故障脱扣第二次故障脱扣发生第一次故障时是安全的发生第一次故障时是安全的第一次故障发生后不影响供电连续性第一次故障发生后不影响供电连续性使用使用 PIM 作故障检测作故障检测
23、检查脱扣条件检查脱扣条件 必要的补充计算必要的补充计算IT 系统的特点（续）系统的特点（续）41SLIC-LVDI training Chen Xiliang 2009 JuneTT(动力设备)IT(特殊负载)123NPE1NPE2NPETNS(照明灯具)RnHV/LV123NPE1 2 3 N PE并联模式并联模式接地系统的组合应用（续）接地系统的组合应用（续）58SLIC-LVDI training Chen Xiliang 2009 June回顾本次讲座重点回顾本次讲座重点梳理低压配电系统的基本概念。梳理低压配电系统的基本概念。低压元器件各种参数的意义。低压元器件各种参数的意义。强调容易
24、被忽视的参数和概念。强调容易被忽视的参数和概念。低压断路器的各种基本曲线的解读。低压断路器的各种基本曲线的解读。配电系统中上下级配合的选择性和施耐德级联技术。配电系统中上下级配合的选择性和施耐德级联技术。三大接地系统的分析。三大接地系统的分析。几种简化计算方法的介绍几种简化计算方法的介绍电动机保护的简便选型方法。二级配电系统中短路电流的简便计算方法。常用接地系统TN系统中开关灵敏度校验的方法。59SLIC-LVDI training Chen Xiliang 2009 June课程后建议的计算和查阅课程后建议的计算和查阅大容量变压器低压小电缆出线情况下出现金属短路，断路器瞬大容量变压器低压小电
25、缆出线情况下出现金属短路，断路器瞬动工作时是否满足短路热效应？动工作时是否满足短路热效应？查阅熟悉厂家资料上断路器的保护曲线，保护设定，动作时间查阅熟悉厂家资料上断路器的保护曲线，保护设定，动作时间以及以及Ics,Icu.Icw。熟悉施耐德选型手册中电动机保护的选型方法，有兴趣可以用熟悉施耐德选型手册中电动机保护的选型方法，有兴趣可以用手工计算校核参数。手工计算校核参数。熟悉合成法计算要点，有兴趣可以用手工计算校核参数。熟悉合成法计算要点，有兴趣可以用手工计算校核参数。尝试校核一个配电系统上下级之间的选择性，查阅施耐德选择尝试校核一个配电系统上下级之间的选择性，查阅施耐德选择性表格。性表格。针对工程中的长电缆出线回路校核末端灵敏度。针对工程中的长电缆出线回路校核末端灵敏度。60SLIC-LVDI training Chen Xiliang 2009 JuneAnyAny Question?Question?61SLIC-LVDI training Chen Xiliang 2009 June祝愿大家圣诞节快乐祝愿大家圣诞节快乐祝愿大家圣诞节快乐祝愿大家圣诞节快乐