配電網畢業設計-智能樓宇配電系統及綜合防雷的設計研究-資料下載頁

　　

【正文】 所時進線采用該系統。如圖35所示：當電氣設備相線碰殼直接短路，如短路電流較大，可采用一般過電流保護電器的切斷故障線路。如線路較長，可在線路首端裝設RCD切除故障線路。當N線斷開，如三相負荷不平衡，中性點電位會升高，但外殼無電位，PE 圖35 TNS系統線也無電位，這是TNS區別于TNC的重要特點。TNS系統的N線不宜重復接地，因于重復接地后對N線斷線后保護設備不明顯，但必要時PE線可以重復接地。TN－S系統的特點是，中性線N與保護接地線PE除在變壓器中性點共同接地外，兩線不再有任何的電氣連接。中性線N是帶電的，而PE線不帶電。該接地系統完全具備安全和可靠的基準電位。只要按TN－C－S接地系統，采取同樣的技術措施，TN－S系統可以用作智能建筑物的接地系統。如果計算機等電子設備沒有特殊的要求時，一般都采用這種接地系統。（3）TNCS系統TN－C－S系統由兩個接地系統組成，第一部分是TN－C系統，第二部分是TN－S系統，分界面在N線與PE線的連接點。當PE線與N線從某點（一般為進戶處）分開后就不能再合并，且N線絕緣水平應與相線（L）相同，如圖36所示。當電氣設備發生單相碰 殼時，其后果與TNS系統相同。該系統一般用在建筑物的供電由區域變電所引來的場所，進戶之前采用TN－C系統，進戶處做重復接地， 圖36 TNCS系統進戶后變成TN－S系統。TN－C系統前面已做分析。TN－S系統的特點是：中性線N與保護接地線PE在進戶時共同接地后，不能再有任何電氣連接。該系統中，中性線N常會帶電，保護接地線PE沒有電的來源，且系統中PE應重復接地，N線不應重復接地。PE線連接的設備外殼及金屬構件在系統正常運行時，始終不會帶電。因此TN－S接地系統明顯提高了人及物的安全性。同時只要我們采取接地引線，各自都從接地體一點引出，及選擇正確的接地電阻值使電子設備共同獲得一個等電位基準點等措施，那么TN－C－S系統可以作為智能型建筑物的一種接地系統。值得注意的是：同一低壓三相供電系統不應采用兩種運行方式，即不允許將一部分電氣設備的金屬外殼采用保護接地，而將另一部分電氣設備的金屬采用保護接零。在智能化樓宇內，要求保護接地的設備非常多，有強電設備，弱電設備，以及一些正常情況下不帶電的導電設備與構件，均必須采用有效的保護接地。如果采用TN－C系統，將TN－C系統中的N線同時用做接地線；或者在TN－S系統中將N線與PE線接在一起，再連接到底板上去；再或不設置電子設備的直流接地引線，而將直流接地直接接到PE線上；有的干脆把N線、PE線、直流接地線混接在一起。以上這些做法都是不符合接地要求的，且是錯誤的。前面已經分析過，在智能化大樓內，單相用電設備較多，單相負荷比重較大，三相負荷通常是不平衡的，因此在中性線N中帶有隨機電流。另外，由于大量采用熒光燈照明，其所產生的三次諧波疊加在N線上，加大了N線上的電流量，如果將N線接到設備外殼上，會造成電擊或火災事故；如果在TN－S系統中將N線與PE線連在一起，再接到設備外殼上，那么危險更大，凡是接到PE線上的設備，外殼均帶電；會擴大電擊事故的范圍；如果將N線，PE線，直流接地線均接在一起，除會發生上述的危險外，電子設備將會受到干擾而無法工作。因此智能建筑應設置電子設備的直流接地，直流工作接地，安全保護接地，及普通建筑也應具備的防雷保護接地。此外，由于智能建筑內多設有具有防靜電要求的程控交換機房，計算機房，消防及火災報警監控室，以及大量易受電磁波干擾的精密電子儀器設備，所以在智能化樓宇的設計和施工中，還應考慮防靜電接地和屏蔽接地的要求。 觸電事故的防范應用漏電保護器從以上的分析中可以看出來，保護接地對接地電阻值的要求較高，在土壤電阻率值較大的地區很難實現，而接零保護系統中存在著保護零線斷線后不能保證安全的缺陷，重復接地也只能起到平衡電位、減輕故障程度的作用。為了提高安全程度，就要配合使用漏電保護器。漏電保護是從泄漏電流，人體觸電等非金屬性單相接地等故障考慮，用來保護人身安全及設備安全的一種保護方式。在實際使用中，由于電流動作型的檢測特性好，即可作全系統的總保護，也可作為各干線、支線的分級保護，因此，電流型的漏電保護器是應用較普遍的一種。由于漏電保護采用的是“差動”保護，當配電線路是發生相地故障或絕緣破壞時，漏電保護能否可靠動作，主要取決于故障電流或漏電電流的路徑。因此，漏電保護與接地系統的形式有很大的關系。（1）應用于IT系統中因IT系統一般只能供給小容量的負荷，而且IT系統必須裝設絕緣監視及接地故障報警或顯示裝置。當IT系統供電容量較大時，必須采用RCD。（2）應用于TT系統中，如圖37所示，當發生碰殼短路時，當漏電保護器的漏電動作電流為30mA時，只要滿足： （35）顯然，漏電保護器應用于TT系統中，可以大大降低對接地電阻值的要求，一般取，這是很容易實現的。在TT系統中，采用RCD做保護器，應注意以下幾點：① 在供電干線首端裝設RCD，其后面線路中N線不重復接地；② 如在干線首端不裝設RCD，則N線可在線路適當地點重復接地。N線上不允許安裝熔斷器和自動開關；③ TT系統的N線斷開后，三相負荷如不平衡，中性點電位發生漂移，使個別相線電壓升高，單相設備可能被燒毀。可安裝斷零開關，但缺點是：當某一用 圖37 漏電保護器用于TT系統電設備單相碰殼，而保護裝置不靈敏時， 由于中性電位升高，會使所有斷零開關動作，擴大事故停電范圍。故TT系統更 要求裝設RCD，以彌補此缺點；④ TT系統裝設RCD，應采用四極 （三相）和兩極（單相）切斷相線的同時切斷N線；⑤ 在TT系統中，安裝漏電保護器和 圖38 共用一組接地體的情況不安裝漏電保護器的設備不得共用一組接地裝置，如圖38所示，當未安裝漏電保護的電氣設備M1發生碰殼時，由于共用一組接地裝置，電氣設備M2的漏電保護器無電流通過，起不到保護作用。 （3）TN系統中應用漏電保護器，主要是防止保護零線斷線后發生的觸電事故，如圖39所示，當發生斷線時，如電氣設備發生碰殼短路事故，則會有漏電電流存在，可使漏電保護器動作，能起到有效的保護作用。但在實際應用中要注意，TNS系統干線首端不能裝設RCD；TNC不宜采用 圖39 漏電保護器應用于TN系統RCD，因為如相、零導線錯接，220V接觸電壓通過PEN傳到所有接零設備和外殼；同時因PEN不允許通過RCD而無法裝設 RCD。一般采用零序過流保護，如有必要裝設RCD，則采取以下兩種措施之一：① 設備外殼改接零為接地，即在TNC系統中采用局部的TT型式。② 當TNC系統進戶后，從總配電箱開始改為TNCS系統，即將PEN分為N線和PE線，分開后不重新合并為PEN線。也就是說保護線和零線分開，且中性線絕緣水平應與相線相同，將相線和中性線穿過漏電保護的零序電流互感器中，而保護線不得穿在零序電流互感器中，如圖39所示，當發生碰殼故障時，漏電電流流經設備外殼、保護線回到電源中性點，從而使零序電流互感器中能檢測出電流差值，以使保護動作。③ 當在此點采用漏電保護后，零線不可再重復接地。否則將引起漏電保護器誤動作。因為在系統正常運行時，三相負荷有可能不完全平衡，其不平衡電流需經中性線返回電源中性點，使形成的閉合磁通為零，保護不動作。但如果中性線設置了重復接地（如圖39中的虛線所示），則部分不平衡電流經重復接地點、大地流至電源中性點，零序電流互感器會檢測出電流差值，當此電流差值達到保護動作電流值時，漏電保護器就會產生誤動作。④ 保護線PE要進行重復接地，因為當PEN線發生斷線時，如發生碰殼故障，漏電電流通過設備外殼、保護線重復接地點、電源中性點形成閉合回路，漏電電流將使漏電保護裝置動作。因此，在保護接零系統中，保護線實施了重復接在以后，即使發生保護線斷裂，漏電保護器也會起到安全保護的作用，解決了保護零線斷線后接零保護不安全的缺陷。（4）漏電保護器額定動作電流的選擇（電流通過人體的效應）確定，通過人體的交流50Hz電流不超過30mA時，人體不會因發生心室纖維性顫動而死亡，它與人體潮濕程度、接觸電壓高低無直接關系。因此，國際電工標準在所有防人身電擊的條文中，都規定采用動作電流不大于30mA的RCD。據此在醫院手術室、浴室等電擊危險大的場所都可裝用動作電流為30mA的RCD來防人身電擊。防人身電擊只需裝用動作電流為30mA的RCD。因此確定在配電系統未端選用RCD的電擊能量（電能*時間）的安全界限為。特殊場所如浴室、游泳池、隧道等觸電危險性很大的場所，應選用高靈敏度，快速型漏電保護裝置（動作電流不宜超過10mA）。如果安裝場所發生人觸電事故時，能得到其他人的幫助及時脫離電源，則漏電保護裝置的動作電流可以大于擺脫電流；如系快速型保護裝置，動作電流可按心室顫動電流。如果作業場所得不到其他人的幫助及時脫離電源，則漏電保護裝置動作電流不應超過擺脫電流。在觸電后可能導致嚴重二次事故的場所，應選用動作電流6mA的快速型漏電保護裝置。為了保護兒童或病人，也應采用動作電流10mA以下的快速型漏電保護裝置。對于I類手持電動工具，應視其工作場所危險性的大小，安裝動作電流10—30mA的快速型漏電保護裝置。選擇動作支流還應考慮誤動作的可能性。保護器應能避開線路不平衡的泄漏電流而不動作；還應能在安裝位置可能出現的電磁干擾下不誤動作。選擇動作電流還應考慮保護器制造的實際條件。例如，由于純電磁式產品的動作電流很難做到40mA以下而不應追求過高靈敏度的電磁式漏電保護裝置。在多級保護的情況下，選擇動作電流還應考多級保護選擇性的需要，總保護宜裝靈敏度較低或有少許延時的漏電保護裝置。對于電動機，保護器應能躲過電動機的起動漏電電流（100kw的電動機可達15mA）而不動作。保護器應有較好的平衡特性，以避免在數倍于額定電流的堵轉電流的沖擊下誤動作。對于不允許停轉的電動機應采用漏電報警方式，而不應采用漏電切斷方式。對于照明電路，宜根據泄漏電流的大小和分布，采用分級保護的方式。支線上選用高靈敏度的保護器，干線上選用中靈敏度保護器。電熱設備的絕緣電阻隨著溫度變化在很大的范圍內波動，應按熱態漏電狀況選擇保護器的動作電流。僅有一級保護時， （36）式中： ——安全接觸電壓，干燥場所取50V，潮濕場所取25V，；——設備外露可導電部分接地電阻（）；——RCD額定漏電動作電流（A）。有幾級漏電保護時， （35）式中： ——上一級RCD額定動作電流（mA）；——下一級RCD額定動作電流（mA）；——一級RCD可返回的時間（S）；——下一級RCD合、分斷時間（S）。系統的正常泄漏電流要小于RCD額定動作電流，且。實際設計時：① 對于分支線及線路未端用電設備選擇RCD，取；② 對于支線選擇RCD，取漏電保護裝置的極數應按線路特征選擇。單相線路選用二極保護器，僅帶三相負載的三相線路或三相設備可選用三極保護器，動力與照明合用三相四線線路，三相照明線路必須選用四極保護器。漏電開關的額定電壓、額定電流、分斷能力等性能指標應與線路條件相適應。（5）漏電保護器的誤動和拒動。 造成漏電保護裝置的誤動和拒動的因素很多，排除選型和裝置本身的原因外，大多原因是安裝和接線還要注意用電源母線上各個漏電保護裝置中性線的接法應一致，避免中性線不經漏電保護裝置或中性線直接與保護地線連接或電環流，導致RCD誤動作。RCD動作的可靠性還受電網中高次諧波的影響，因為保護回路與大地間存在電容，當電網高次諧波成份過大時，其對地電容將變小，泄露電流增大，當它超過RCD的額定不動作電流時，RCD將誤動。除上述情況外，漏電保護裝置誤動或拒動的主要原因是RCD的安裝接線。TNS系統的中性線必須和相線一起穿過RCD的電流互感器，但TNS系統的PEN線則不得穿過，如果穿過，當發生接地故障時，相線和PEN線的故障電流在電流互感器中感應的電磁場互相抵消，RCD將檢測不出故障電流而不動作，TNC系統內不能安裝RCD。正確的接線應在RCD前將PEN線分為PE線和中性線N，中性線穿入RCD，PE線直接接設備的外露導電部分，這時RCD才能檢測出接地故障電流，但此時這個系統已不在是TNC系統而變成了TNCS系統。RCD后的中性線不應接地或接另一回路，TNS系統自電源引出后不應再接地，TNCS系統自重復接地后不再有任何電器聯系。實施等電位聯結等電位聯結是指將保護接零總線與建筑物的總水管、總煤氣管、暖通管等金屬管道或裝置用導線聯結的措施，以達到均衡建筑物內電位的目的，降低接觸電壓，防止因TN系統相線接地及其它原因所引起故障電壓的電擊，防止因TN系統PEN線斷線而形成危險電壓的電擊。總之，總等電位聯結對防止或減輕側接接觸電壓是一種很有效的措施。但不能認為設置了總等電位聯結就能防止單相接地故障的電擊危害，裝置自動切斷故障電源的保護裝置仍為主要保護措施。對此IEC規定，在采用自切斷電源的防間接接觸器保護措施中應作總等電位聯結。英國IEE則認為總等電位聯結與自動切斷電源這一保護措施不能單獨成立，除非補充其它安全措施。 智能樓宇低壓配電系統漏電的火災危險性及其防范多年來，我國對電氣火災的防范工作大多只限于一般性的防火檢查，這與許多發達國家存在著較明顯的差異。發達國家更注重依靠完善的電氣系統設計、安裝和管理來消除電氣起火的隱患，從根本上杜絕電氣起火事故的發生。正是由于側重點的差異，才造成今日我國電氣火災此起彼伏，防不勝防的嚴峻局面。近年來，由漏電引起的火災不斷發生，而且這種火災比起短路等引起的火災更具隱蔽性。通常是消消地發生，失火后也難以找到真正的原因（被短路