施耐德2010年培训讲义07-不同接地系统的特性_200906

1SLIC-LVDItraining–ChenXiliang–2009June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-LVDItraining–ChenXiliang–2009June●低压变压器中性点直接与接地极相连接●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L1L2L3NRnRuPETT系统3SLIC-LVDItraining–ChenXiliang–2009June●故障电流值If=Uo/(Rn+Ru)=220/(10+10)=11A●故障电压值Uf=Ru×If=10×11=110VUL(50V)●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Uo－相线对地标称电压，220VUL－安全电压限值，50V380V/220VL1L2L3NIf=11ARu10Rn10Uo=220VUf=110V设备外露可导电部分负载TT系统的接地故障分析4SLIC-LVDItraining–ChenXiliang–2009June●装设剩余电流保护器(RCD)用于间接接触防护●脱扣条件●接触电压≤安全电压●Ru×IΔn≤UL●即：IΔn≤UL/Ru●举例，图中：●IΔn≤UL/Ru=50/10=5A●IΔn可取1A(或3A)Ru－外露可导电部分的接地电阻IΔn－RCD额定剩余动作电流380V/220VL1L2L3NIn=3ARu10Rn10Uo=220VSCPD25A设备外露可导电部分负载TT系统的间接接触防护6SLIC-LVDItraining–ChenXiliang–2009June●RCD：ResidualCurrentDevice，剩余电流动作保护器，俗称漏电保护器●RCD的主要功能什么是RCD7SLIC-LVDItraining–ChenXiliang–2009June●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有故障i1i2i3iNi1i2i3iNai1+i2+i3+iN=0i1i2i3iNai1+i2+i3+iN=idi1i2i3iN0ididRCD的工作原理8SLIC-LVDItraining–ChenXiliang–2009June●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●通过磁线圈或继电器令保护装置脱扣，将故障回路断开RCD的工作原理（续）lphM检测Ir测量SN脱扣magnetlNM检测差动继电器测量独立电压供电脱扣9SLIC-LVDItraining–ChenXiliang–2009June●三种不同类型用于检测不同的故障电流AC类：只用于检测AC剩余电流tIdtIdtIdMulti9系列Multi9系列Vigirex系列VigiCompactNSX系列A类：用于检测AC型及脉动直流型剩余电流B类：用于检测AC及A以及平滑直流型剩余电流RCD的不同类型10SLIC-LVDItraining–ChenXiliang–2009JuneRCD的动作灵敏度●根据IEC61008,61009,755,60947-2等标准，分为高灵敏度6mA10mA30mA中灵敏度100mA300mA500mA1A低灵敏度3A10A20A30A11SLIC-LVDItraining–ChenXiliang–2009JuneRCD用于防电气火灾●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，进而引起火灾危险研究表明，有70-80%的电气火灾与电气线路的绝缘故障有关。300mA额定动作值的RCD可以有效地检测到危险的泄漏电流，防止电气火灾的发生12SLIC-LVDItraining–ChenXiliang–2009June●垂直选择性●剩余动作电流的设定：IΔn1＞2×IΔn2●延时时间的设定：T1＞T2(total)●水平选择性RCD1RCD2E95454E95455RCD间的配合－选择性13SLIC-LVDItraining–ChenXiliang–2009June●人身保护●危险的故障电流●故障电流不足以启动短路保护装置●保护几乎必须瞬动●由经过计算选择的RCD提供保护●防电气火灾●限制故障电流●用于保护人身的RCD可兼做防电气火灾●供电连续性●通过RCD之间选择性获得TT系统的主要特点14SLIC-LVDItraining–ChenXiliang–2009June●低压变压器中性点直接与接地极相连接●保护接地线PE和中性线N合并成一根PEN线●常采用重复接地的措施L1L2L3PENRnTN-C系统15SLIC-LVDItraining–ChenXiliang–2009June●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PE线连接到同一个接地电极上●PE和中性线分离L1L2L3NPERnTN-S系统16SLIC-LVDItraining–ChenXiliang–2009June●在TN-C-S系统中●上游部分是TN-C●下游部分是TN-S●注意：禁止在TN-C系统的上游使用TN-S系统●当铜芯电缆的截面积小于10mm2，铝芯电缆(和软电缆)的截面积小于16mm2时,应使用TN-S系统●重复接地的作用L1L2L3NPERnPENTN-C-S系统17SLIC-LVDItraining–ChenXiliang–2009June●故障电流等于相线对PE线短路电流●故障电流产生危险的接触电压●电源电压降至0.8Uo●当PE线和相线尺寸相同，接触电压是Uf=0.8×Uo/2=88VUL(50V)●断路器脱扣380V/220VL1L2L3NPEIfRnUo=220VUf设备外露可导电部分故障TN系统的接地故障分析18SLIC-LVDItraining–ChenXiliang–2009June●计算接地故障时的短路电流●If=0.8Uo/(RPE+Rph)其中RPE=L/SPERph=L/Sph●令m=Sph/SPE●短路电流计算式为：If=（0.8×Uo×Sph）/（ρ×(1+m)×L）●断路器脱扣的条件：If＞Imt==L＜LmaxTN系统的间接接触防护380V/220VL1L2L3NPEIfRnUo=220VUf设备外露可导电部分故障19SLIC-LVDItraining–ChenXiliang–2009June●校验断路器脱扣条件0.8×Uo×SphLmax=ρ×(1+m)×ImtU0－相电压，220Vρ－正常温度条件下的电阻率Imt－断路器瞬时动作脱扣电流m=Sph/SPE●当脱扣条件不满足时●减少磁脱扣设定值●零序保护●配置RCDTN系统的间接接触防护（续）20SLIC-LVDItraining–ChenXiliang–2009June校正系数表TN系统回路最大长度表通用型断路器保护的回路21SLIC-LVDItraining–ChenXiliang–2009JuneMulti9断路器C型曲线Multi9断路器D型曲线TN系统回路最大长度表（续）23SLIC-LVDItraining–ChenXiliang–2009June●PEN：保护导线和中性线●PEN线的保护功能优先于中性线，即PEN线必须总是先连接到用电设备的“接地”端子，然后再与中性端子作跨接●PEN必须不被切断，要确保PEN的可靠连接RnUo=220VL1L2L3PEN380V/220V设备外露可导电部分负载短路保护装置TN-C系统中的保护中性线PEN24SLIC-LVDItraining–ChenXiliang–2009June●根据IEC防火标准。对于TN-S系统，如有火灾危险建议使用一个300mA剩余电流保护装置●由RCD提供保护●对If无限制●与TT系统相同●提供RCD●RCD保护设备的选择性●与TT系统相同●剩余动作电流IΔn的设定●延时的设定L1L2L3L4In2In12L1L2L3L4In300mATN-S系统的附加保护25SLIC-LVDItraining–ChenXiliang–2009June●人身防护●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●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RCD提供保护●防火●故障电流大●必须用附加的RCD来处理●供电连续性●通过短路保护装置之间的选择性来实现TN-S系统的特点26SLIC-LVDItraining–ChenXiliang–2009June●人身防护●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●脱扣必须是瞬时的●不能用RCD提供保护●防火保护●不能提供●防火漏电监控系统的应用●供电连续性●通过短路保护装置之间选则性实现,同TN-STN-C系统的特点27SLIC-LVDItraining–ChenXiliang–2009June●低压变压器中性点不与接地极相连接●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，形成一个等电位联结L1L2L3NPEIT系统31SLIC-LVDItraining–ChenXiliang–2009June●系统泄漏阻抗●接触电压不危险●无火灾危险●故障不引起脱扣但必须报警L1L2L3PEIT系统第一次接地故障分析（续）34SLIC-LVDItraining–ChenXiliang–2009JuneIT系统第二次接地故障分析●如果设备共用接地极●原理同TN-S系统（校验回路最大长度）●由断路器提供保护●中性线的保护强制使用(4P4T)●适用于IT系统，即单极断路器线电压下的分断能力(IEC60947-2)施耐德低压断路器适用于IT系统L1L2L3PE36SLIC-LVDItraining–ChenXiliang–2009June●如果设备独立接地●原理同TT系统●由RCD提供保护L1L2L3NCPIIT系统第二次接地故障分析（续）37SLIC-LVDItraining–ChenXiliang–2009June●人身防护:●不需要自动断电●由PIM持续监测绝缘状况●由FTD定位绝缘故障点●防火:●无故障电流=不需要●由PIM监测●供电连续性:●完整IT系统的特点38SLIC-LVDItraining–ChenXiliang–2009June●第一次故障电流很微弱●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●第二次故障脱扣●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●使用PIM作故障检测●检查脱扣条件●必要的补充计算IT系统的特点（续）41SLIC-LVDItraining–ChenXiliang–2009JuneTT(动力设备)IT(特殊负载)123NPE1NPE2NPETNS(照明灯具)RnHV/LV123NPE123NPE●并联模式接地系统的组合应用（续）58SLIC-LVDItraining–ChenXiliang–2009June回顾本次讲座重点●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。●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。●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。●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-LVDItraining–ChenXiliang–2009June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，查阅施耐德选择性表格。●针对工程中的长电缆出线回路校核末端灵敏度。60SLIC-LVDItraining–ChenXiliang–2009JuneAn