对接地保护几种不同方式的论文
对接地保护几种不同方式的探讨
（动力中心炼铁站二高炉电议班郭志刚）
摘要：依据《低压配电设计规范》对接地故障与接地保护与实际工作中的应用进行分析。 关键词：故障接地、接地保护、接零保护 概述：
为防止因配电线路接地故障所发生的人身间接电击、电气火灾、仪表干扰及线路的热稳定性，现行的设计和施工中均提出在低压配电线路及仪表保护中需设置接地故障保护。本文依据规范所认定的三种不同接地故障保护方式对其工作原理及条件进行分析，以便在实际工作中更好的应用。
一、电器故障接地
指导体与大地的意外连接。当连接的阻抗小到可以忽略时，这种连接叫做\完全接地\。故障接地共分为三种情况：利用配电线路所设置的过电流保护兼作接地故障保护；利用零序电流来实现接地故障保护；利用剩余电流实现接地故障保护。
1、利用配电线路所设置的过电流保护：预定当被测电流增大超过允许值时执行相应保护动作(如使断路器跳闸)的一种措施保护，兼作接地故障保护。其中发生一相(如A相)不完全接地时，即通过高电阻或电弧接地，这时故障相的电压降低，电流瞬间升高，而非故障相的电压升高，它们大于相电压，但达不到线电压。这是电流检查回路达到或超过整定值，电流继电器动作，发出接地信号。其次如果发生A相或某一相完全接地，则故障相的电压降到零，非故障相的电压升高到线电压。此时电压互感器开口三角处出现100V电压，电压继电器动作，发出接地信号。这种保护方式因利用所控制的线路断路器，在不增设其他装置就可以实现接地故障保护功能，所以方便易行。但应能满足规范所要求的在发生故障时，断路器切断故障电流的允许时间。
2、利用零序电流来实现接地故障保护：依据基尔霍夫定律（任一集总参数电路中的任一节点，在任一瞬间流出该节点的所有电流的代数和恒为零）流入电路中任意节点的复电流的代数和为零。 零序电流保护：中性点直接接地系统发生接地短路，将产生很大的零序电流，利用零序电流分量构成保护，可以作为一种主要的接地短路保护。零序过流保护不反应三相和两相短路，在正常运行和系统发生振荡时也没有零序分量产生，所以它有较好的灵敏度。但零序过流保护受电力系统运行方式变换影响较大，灵敏度因此降低，特别是短距离线路上以及复杂的环网中，由于速动段的保护范围太小，甚至没有保护范围，致使零序电流保护各段的性能严重恶化，使保护动作时间很长，灵敏度很低。
3、利用剩余电流实现接地故障保护：剩余电流也叫漏电电流，在被测三项导线上于N线上各加一个CT ，或三相导线与N线一起穿过一个零序CT，得到三项导线与中性线N的电流矢量和为0，即∣IA︱+︱IB︱+︱IC∣+∣IN∣=0。当某一相发生单相接地故障时，故障电流通过保护线PE与大地构成通路，所以此时∣IA︱ +︱IB︱ +︱IC∣ +∣IN∣≠0.此时的电流应为接地故障电流加上配电线路及电器设备的正常泄漏电流，我们称此电流为剩余电流。由此分析可知利用剩余电流来实现接地故障保护时其动作电流应为剩余电流。
我们目前应用最为广泛的接地有以下几种 TN-S：L1L2L3+PE（保护线）+N（中性线） TN-C：L1L2L3+PEN（二者合一）
TN-C-S：L1L2L3+前半部PEN，后半部PE+N
对于TT系统；低压系统接地制式按配电系统和电气设备接地的不同组合分类，可分为TN、TT、IT三种形式，其文字代号的意义如下：
1、 第一个字母表示配电系统的对地关系： T：电源端有一点直接接地；
I：电源端所有带电部分与地绝缘，或有一点经阻抗接地。 2、 第二个字母表示电气装置的外露导电部分与地的关系：
T：外露导电部分对地直接做电气连接，与配电系统的任何接地点无关；
N：外露导电部分与配电系统的接地点直接做电气连接（在交流配电系统中，接地点通常就是中性点）
因三相不平衡电流较大，在发生某相接地故障时其回路阻抗应包括相线阻抗Z1，PE线阻抗ZPE，负载侧接地电阻RA和电源侧接地电阻RB及接触阻抗Zf，即ZS=Z1+ ZPE +RA+ RB+ Zf，接地故障电流Id=220/ZS.由于RA RB＞Z1 ZPE Zf，并且RA RB数值一般较大，故TT系统在故障回路阻抗大，所发生的单相接地故障电流Id远小于不平衡电流，很难检测出故障电流，所以零序电流保护不适用于TT接地系统。
从利用剩余电流来完成接地故障保护的原理分析可知它保护动作整定电流可以从mA级到A级，有相当高的动作灵敏度。对于TN、TT、IT接地系统均可以运用。但不适用于TN系统中TN—C接地系统。在TN–C接地系统中保护线PE和中性线N是合为一根PEN线，在正常工作时PEN线要流过三相不平衡电流，当发生单相接地故障时所发生的故障电流也要从PEN线流过，所以剩余电流保护装置无法检测出剩余电流。也就是说对于TN-C系统，剩余电流保护已无检测剩余电流的功能。
从保护动作灵敏度与使用安全性来说，剩余电流保护高于零序电流保护，并且零序电流保护不能应用于单相配电线路上。
4、接地安装规范
埋入大地以便与大地连接的导体或几个导体的组合称为接地极。接地极就是与大地充分接触，实现与大地连接的电极，在电气工程中接地极是用多条2.5M长，45X45mm镀锌角钢，钉于800mm深的沟底，间隔距离为5M, 再用引出线引出。
接地电阻标准
接地极选择要求 地上 种类 规格单位 室内 直径 mm 圆钢 截面 mm2 扁钢 角钢 钢管 厚度 mm 厚度 mm 钢管壁厚度 mm 60 3 2 2.5 100 4 2.5 2.5 100 4 4 3.5 100 6 6 4.5 6 室外 8 路 10 地下 交流电流回直流电流回路 12
二、仪表保护接地
仪表系统接地分为保护接地、工作接地 1、保护接地
通常需要做接地的自控设备如：仪表盘、仪表柜、仪表箱、DCS/PLC的机柜和操作站、仪表供电设备、电缆桥架、穿线管、接线盒一般来讲，使用DC24V为电源的现场仪表、变送器等无特殊要求的可不作保护接地。
保护接地的方法：现场仪表桥架、穿线管应每隔30m用接地线与已接地的金属构件相连。控制室的仪表自控设备、机柜、仪表盘等应单独设置保护接地汇流排。其接地体可与电力系统的接地体共用。 2、工作接地
工作接地包括信号回路接地、屏蔽接地、
2.1、信号回路接地
在非隔离的信号系统中，应建立一个统一的信号参考点。即进行信号回路接地。通常为直流电源的负极接地。使用非隔离的信号系统这是我在设计中一般的首选方法。在运行时，系统受到干扰的情况极其少见。
