什么是低壓接地系統(tǒng)？想必大部分電氣設(shè)計(jì)人員都不陌生了。但是如果說(shuō)到低壓接地系統(tǒng)的接地故障保護(hù)要求，可能不少電氣設(shè)計(jì)人員都是云里霧里，對(duì)于一些剛剛參加電氣設(shè)計(jì)工作的新手來(lái)說(shuō)更是一問(wèn)三不知了。我們都知道根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，配電線路保護(hù)的設(shè)置除了短路保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)外，還應(yīng)有接地故障保護(hù)，用于防止人身間接電擊以及電氣火災(zāi)、線路損壞等事故。而低壓配電系統(tǒng)有三種不同接地型式，分別是：TN系統(tǒng)、TT系統(tǒng)、IT系統(tǒng)。那么問(wèn)題來(lái)了，三者對(duì)接地故障保護(hù)的要求有何不相同呢？下面本文詳細(xì)地給大家講一講，看完文章希望能給廣大電氣設(shè)計(jì)人員一些參考。

? 01 TN系統(tǒng)的接地故障保護(hù)要求

對(duì)于 TN 系統(tǒng)，接地故障保護(hù)有以下三種方式：

1）采用過(guò)電流保護(hù)作接地故障保護(hù)

當(dāng)過(guò)電流保護(hù)滿足靈敏度要求時(shí)，采用斷路器的過(guò)電流脫扣器的短路瞬時(shí)保護(hù)，是最經(jīng)濟(jì)、最方便的。但當(dāng)配電線路較長(zhǎng)時(shí)，線路阻抗增大，接地故障電流 Id 較小，以致短路瞬時(shí)保護(hù)難以滿足靈敏度要求。

這時(shí)，我們則可以考慮采用帶短延時(shí)過(guò)電流脫扣器的斷路器作接地故障保護(hù)。斷路器的短延時(shí)保護(hù)整定值（Isd）往往只有瞬時(shí)保護(hù)整定值（Ii）的 1/5~1/3 左右，所以更容易實(shí)現(xiàn)保護(hù)。但這種方式需要斷路器脫扣器選型是電子脫扣器，其價(jià)格往往比常規(guī)的熱磁脫扣器要貴很多，故很少被采用，一般用在一級(jí)配電的饋線斷路器上。

這兩種方式均應(yīng)滿足下式要求：

◆ Id ≥ 1.3 x Ii（或 Isd）

以上方式是借助了斷路器本體的過(guò)電流脫扣器來(lái)提供保護(hù)，以下兩種方式則是要通過(guò)帶有接地故障保護(hù)功能附件的斷路器來(lái)保護(hù)，我們可以二選一。

2）采用零序電流（三相不平衡電流）保護(hù)作接地故障保護(hù)

當(dāng)過(guò)電流脫扣器的瞬時(shí)和短延時(shí)保護(hù)都不滿足靈敏度要求時(shí)，可以采用零序電流保護(hù)，它適用于TN-C、TN-C-S、TN-S系統(tǒng)，但不適用于諧波電流較大的配電回路，且此方式僅能通過(guò)斷路器中電子脫扣器的接地故障保護(hù)功能（Ig）來(lái)實(shí)現(xiàn)。

設(shè)計(jì)中，在低壓側(cè)總進(jìn)線斷路器處就采用了這種方式，斷路器有四段保護(hù)功能，即長(zhǎng)延時(shí)Ir、短延時(shí)Isd、短路瞬時(shí)Ii、接地故障保護(hù)Ig。

什么是零序電流 In ？即 In = Iu + Iv + Iw。

通常情況下，配電線路的三相負(fù)荷接近于平衡，當(dāng)諧波電流又很小時(shí)，流過(guò)中性線（N）的電流很小。如發(fā)生單相接地故障時(shí)，零序電流 In 會(huì)大大增加。

所以零序電流保護(hù)整定值 Ig 必須大于正常運(yùn)行時(shí)PEN或N線中流過(guò)的最大三相不平衡電流、諧波電流、正常泄漏電流之和。

這種方式應(yīng)滿足以下要求：

◆ Ig ≥ 2.0 x In （式1）

◆ Id ≥ 1.3 x Ig （式2）

我們具體如何操作呢？

配電干線正常運(yùn)行時(shí)的零序電流值 In 一般不會(huì)超過(guò)線路計(jì)算電流的20%~25%，零序電流保護(hù)整定值 Ig 可整定在斷路器長(zhǎng)延時(shí) Ir 的50%~60%之間，同時(shí)再滿足式（2） 的要求即可。

3）采用剩余電流保護(hù)裝置（RCD）作接地故障保護(hù)

當(dāng)過(guò)電流保護(hù)不滿足靈敏度要求時(shí)，也可以采用RCD剩余電流保護(hù)。設(shè)計(jì)中，我們通常將這種方式運(yùn)用在二、三級(jí)配電中。

什么是剩余電流 Ie ？即 Ie = Iu + Iv + Iw + In。從這個(gè)公式中，我們可以看到它多增加了一個(gè)中性線電流的矢量和，這樣測(cè)得的電流值將更小、更精確，實(shí)際上就是通過(guò)PE線上的接地故障電流。

因此，采用剩余電流保護(hù)比零序電流保護(hù)的動(dòng)作靈敏度更高。它只適用于TN-S系統(tǒng)，不適用于TN-C系統(tǒng)。TN-C-S系統(tǒng)使用RCD時(shí)，RCD不應(yīng)穿過(guò)PEN線，PE線與PEN線的匯合點(diǎn)應(yīng)在RCD的電源側(cè)，以免RCD拒動(dòng)。

這種方式應(yīng)滿足以下要求：

◆ Ie ≥ 1.3 x Ia，Ia 為剩余電流保護(hù)動(dòng)作值

但還應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題：

◆ 為避免保護(hù)誤動(dòng)作，RCD整定值應(yīng)大于正常運(yùn)行時(shí)所保護(hù)回路的泄漏電流總和的2.5~4倍。

◆ 對(duì)于手握式或移動(dòng)式設(shè)備、插座回路應(yīng)裝設(shè)RCD，且其額定動(dòng)作電流應(yīng)小于等于30mA；用于醫(yī)療設(shè)備、游泳池、浴室照明的剩余電流保護(hù)器，其整定值應(yīng)為10mA；為防電氣火災(zāi)而裝設(shè)的RCD，其額定動(dòng)作電流不應(yīng)超過(guò)300mA。

◆ 多級(jí)裝設(shè)RCD時(shí)，需注意額定剩余 動(dòng)作電流 和 動(dòng)作時(shí)間 都應(yīng)具有選擇性。

◆ 嚴(yán)禁將PE線穿過(guò)RCD。

◆ 剩余電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)應(yīng)斷開所保護(hù)回路的相線和中性線。

? 02 TT系統(tǒng)的接地故障保護(hù)要求

對(duì)于TT系統(tǒng)，電源側(cè)的系統(tǒng)接地（接地電阻值Rb不大于4Ω）和用電設(shè)備端的保護(hù)接地（接地電阻值Ra一般取10~30Ω）沒(méi)有電氣連通，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障回路阻抗較大，故障電流較小，采用斷路器的過(guò)電流保護(hù)常難以滿足靈敏度要求，故應(yīng)采用 RCD 來(lái)進(jìn)行接地故障保護(hù)，其注意事項(xiàng)與上面的TN系統(tǒng)相同。

? 03 IT系統(tǒng)的接地故障保護(hù)要求

對(duì)于IT系統(tǒng)，發(fā)生第一次單相接地故障時(shí)，故障電流很?。ê涟布?jí)），僅為另兩相對(duì)地電容電流的相量和，用電設(shè)備外露導(dǎo)電部分的故障電壓處于接觸電壓限值以下，不構(gòu)成對(duì)人體的危害，無(wú)需切斷電源，故接地故障保護(hù)通常采取對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行絕緣監(jiān)測(cè)并報(bào)警的方式。故障發(fā)生后值班人員應(yīng)在2小時(shí)內(nèi)排除故障，否則建議手動(dòng)切除故障回路，以避免另兩相發(fā)生二次接地故障形成相間短路，引起供電中斷。