4、防范TT系統(tǒng)電氣絕緣擊穿事故的安全措施
為防范TT系統(tǒng)絕緣擊穿事故可采取以下安全措施。
4.1限制10kV網(wǎng)絡(luò)的接地故障電流Id值和變電所接地電阻值
為防止低壓系統(tǒng)絕緣被暫態(tài)工頻過電壓擊穿損壞,IEC標準(3)規(guī)定了低壓絕緣允許承受的工頻暫態(tài)過電壓和切斷電源時間如下表:
由表和圖6可知,如果變電所10kV斷路器能在5s內(nèi)切斷電源,只要RB上的故障電壓降Uf=Id·RB不大于1200V,用戶低壓絕緣就能承受此過電壓而不損壞。為此應(yīng)盡量限制RB和Id值,使其乘積不大于1200V。對于戶內(nèi)變電所,如利用等電位聯(lián)結(jié)內(nèi)的基礎(chǔ)鋼筋、金屬水管和電纜金屬外皮等自然接地體作接地極,RB可不難達到1Ω以下。但對于孤立的桿上變壓器,靠人工接地極達到低接地電阻是困難的。綜合考慮各種電氣安全要求,RB值不大于2Ω是比較安全也是可行的。如前例所述10kV網(wǎng)絡(luò)小電阻接地系統(tǒng)的接地故障電流Id若不大于600A,則在變電所采用一共用接地裝置且接地電阻RB不大于2Ω的情況下,TT系統(tǒng)低壓絕緣將是安全的。有些地區(qū)供電部門采用過大的接地故障電流值,卻要求高壓用戶將變電所接地電阻大大降低以至小到0.5Ω,顯然是不合適的和缺乏依據(jù)的。
在防雷擊電脈沖裝置中,SPD的Uc值一般為300V左右,在TT系統(tǒng)內(nèi)如圖6所示的相地間的Uf+220V暫態(tài)過電壓將使SPD導(dǎo)通,其持續(xù)時間長達數(shù)百毫秒,它泄放的過大能量將燒壞SPD。為此在TT系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)采用3+1的SPD裝用方式,以防SPD被燒壞。這在有關(guān)防雷規(guī)范已有具體規(guī)定,此處不多敘述。
4.2在變電所內(nèi)分開設(shè)置10kV側(cè)的保護接地和低壓側(cè)的系統(tǒng)接地,前文已述。
5、變電所與低壓用戶同處于一建筑物內(nèi)時不存在高壓側(cè)接地故障引起低壓用戶電氣事故的危險
當變電所與低壓用戶共處于同一建筑物內(nèi)時是不能采用TT系統(tǒng)的,因在同一建筑物內(nèi)低壓系統(tǒng)的系統(tǒng)接地和保護接地是難以做到電氣上的隔離的。因此不存在低壓絕緣被暫態(tài)過電壓擊穿和防雷SPD被暫態(tài)過電壓燒壞的危險。在同一建筑物內(nèi)也不能采用TN-C-S系統(tǒng),因PEN線難以做到與地絕緣,其對地電位將產(chǎn)生雜散電流(4),引起地下金屬部分的腐蝕,它也對信息設(shè)備引起干擾。所以在同一建筑物內(nèi)只能采用TN-S系統(tǒng)。這樣如圖7所示
變電所10kV側(cè)的保護接地和低壓側(cè)的系統(tǒng)接地及保護接地通過建筑物的總等電位聯(lián)結(jié)而共用一接地極(即基礎(chǔ)鋼筋和水管等自然接地體構(gòu)成的接地極),它們同處在一相同的電位水平上。這樣當變電所高壓側(cè)發(fā)生接地故障時,無論圖中接地母排對地電位Uf升至多高,在此建筑物內(nèi)由于總等電位聯(lián)結(jié)的作用,全部電氣裝置的電位都升高至同一Uf而不出現(xiàn)危險的電位差,前述人身電擊以至絕緣損壞事故都不可能發(fā)生,沒有必要采取任何防范措施。
6、結(jié)束語
6.1城市10kV網(wǎng)絡(luò)改用小電阻接地系統(tǒng)后可能在另一建筑物的低壓用戶內(nèi)引起人身電擊事故以及絕緣擊穿導(dǎo)致設(shè)備損壞、短路起火等事故。這種事故發(fā)生后變電所內(nèi)很快切斷電源,現(xiàn)場故障電壓瞬即消失,很難查出事故起因。對此電氣危險,供電部門或低壓用戶都不能掉以輕心,應(yīng)在變電所和低壓用戶內(nèi)采取有效的安全措施。
6.2最徹底的安全措施,是在變電所將10kV側(cè)的保護接地和低壓側(cè)中性點的系統(tǒng)接地分開設(shè)置,以隔斷10kV側(cè)危險接地故障電壓傳導(dǎo)至低壓用戶的途徑。
6.3如變電所難以分開設(shè)置兩個接地極,可采取如下安全措施:
6.3.1在TN系統(tǒng)內(nèi)為防人身電擊危險,在建筑物內(nèi)應(yīng)實施總等電位聯(lián)結(jié),以消除沿低壓線路導(dǎo)入的危險電位差。在難以作等電位聯(lián)結(jié)的TN系統(tǒng)戶外部分應(yīng)改用局部TT系統(tǒng)。
6.3.2在TT系統(tǒng)內(nèi)為防低壓絕緣被暫態(tài)工頻過電壓擊穿,應(yīng)限制10kV網(wǎng)絡(luò)小電阻接地系統(tǒng)的接地故障電流Id和變電所共用接地極的接地電阻RB,使故障電壓Uf=Id·RB不大于1200V。如果在TT系統(tǒng)內(nèi)裝用SPD,則SPD的裝用應(yīng)采用3+1的裝用方式。
6.4當變電所和低壓用戶共處于同一建筑物內(nèi)時,由于總等電位聯(lián)結(jié)的作用,變電所高壓側(cè)接地故障不會引起該建筑物內(nèi)低壓用戶的電氣事故,不必采取防范措施。這時總等電位聯(lián)結(jié)內(nèi)的鋼筋等自然接地體成為變電所良好的接地極。除非基礎(chǔ)鋼筋混凝土被防水層包裹,對其接地電阻RB的阻值無要求。