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安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
【摘要】油氣站站場(chǎng)內路燈接地方式多采用TT系統，部分采用TN-S系統，但無(wú)論TT系統還是TN-S系統均存在相應問(wèn)題，為解決相應問(wèn)題，本文建議油氣田站場(chǎng)內路燈接地方式采用TN-S系統+局部TT系統。
【關(guān)鍵詞】接地方式；轉移故障電壓；剩余電流動(dòng)作保護器
0引言
適合于油氣田場(chǎng)景下路燈接地方式，本文將淺談一下單獨采用TN系統或TT系統存在的問(wèn)題，并提出解決合理化建議。
1接地方式
低壓配電系統，按其保護接地型式分為T(mén)N系統、TT系統和IT系統。*一個(gè)字母代表電源的帶電導體與大地的關(guān)系。T：電源的一點(diǎn)與大地直接連接；I：電源與大地隔離或電源的一點(diǎn)經(jīng)高阻抗與大地連接。*二個(gè)字母說(shuō)明電氣裝置的外露導電部分與大地的關(guān)系。T：外露導電部分直接接大地；N:外露導電部分通過(guò)與接地的電源中性點(diǎn)的連接而連接。
TN系統根據N線(xiàn)和PT線(xiàn)的不同組合分為T(mén)N-C系統、TN-S系統和TN-C-S系統。TN-C系統中的N線(xiàn)與PE線(xiàn)合為一根PEN線(xiàn)；TN-S系統中N線(xiàn)與PE線(xiàn)分開(kāi)；TN-C-S系統中前一部分為T(mén)N-C系統，后面一部分為T(mén)N-C，另一部分為T(mén)N-S系統。
由于油氣田站場(chǎng)內路燈接地系統采用TT或TN系統，故本文不對IT系統進(jìn)行論述。
TN-S系統接地方式見(jiàn)圖1.1-1，TT系統接地方式見(jiàn)圖1.1-2。
2轉移故障電壓
在TN系統中，若任一相發(fā)生接大地故障，接地故障電流通過(guò)接地故障點(diǎn)、大地、配電變壓器的接地電阻返回到變壓器構成回路，由于接地故障點(diǎn)電阻較大導致故障電流較小，不足以使保護電器動(dòng)作，故障電流就經(jīng)配電變壓器的接地電阻，使電源星型結點(diǎn)、中性線(xiàn)、PEN線(xiàn)、PE線(xiàn)以及電氣裝置的外露導電部分都將帶對地故障電壓。轉移故障電壓示意見(jiàn)圖1.2-1。
3同一剩余電流動(dòng)作保護電器所保護的設備應共用接地
若同一剩余電流動(dòng)作保護電器內所保護的各個(gè)設備采用單獨接地，其中一設備中性線(xiàn)發(fā)生接地故障，由于中性線(xiàn)對地電壓接近零伏，剩余電流動(dòng)作保護電器將不動(dòng)作，故障將持續存在；另一設備發(fā)生相線(xiàn)接地故障，故障電流Id的一部分Id1經(jīng)系統接地電阻返回電源，另一部分Id2則經(jīng)中性線(xiàn)返回電源，Id2抵消了剩余電流動(dòng)作保護電器內部Id，剩余電流動(dòng)作保護電器存在拒動(dòng)的可能性。設備均將持續帶故障電壓而引發(fā)電機事故。
若同一剩余電流動(dòng)作保護電器內所保護的各個(gè)設備采用共用接地，則Id全為金屬性通路，Id值甚大。RCD雖然拒動(dòng)，但過(guò)電流保護電器可瞬時(shí)動(dòng)作，消除了電極危險。
4接地方式的對比
TN-S系統：油氣田站場(chǎng)內路燈采用TN-S系統，路燈存在因轉移故障電壓而使燈桿帶危險對地電壓的安全隱患。
TT系統：油氣田站場(chǎng)內路燈采用TT系統，根據《低壓配電設計規范》GB50054-2011的相關(guān)規定，TT系統中，配電線(xiàn)路的間接接觸防護的保護電器應采用剩余電流動(dòng)作保護電器或過(guò)電流保護電器。因TT系統內發(fā)生接地故障時(shí)，其故障回路內除部分是金屬導體外，還串聯(lián)有電源側的系統接地和電氣裝置外漏墊墊部分的保護接地，其故障回路阻抗較TN系統的故障阻抗大，故障電流較小，為采用過(guò)電流防護電器設置很低接地電阻值的接地極是很困難的，故TT系統采用剩余電流動(dòng)作保護電器。
同一剩余電流動(dòng)作保護電器所保護的路燈需共用接地，故油氣田站場(chǎng)內路燈需重新敷設接地裝置將所有路燈相連，由于油氣田站場(chǎng)內路燈間距較大，共用接地裝置需重敷設熱鍍鋅扁鋼，對站場(chǎng)內同一剩余電流動(dòng)作保護電器所保護的路燈進(jìn)行可靠連接，導致接地部分費用較高，造成浪費。
5接地方式的意見(jiàn)
本文建議油氣田站場(chǎng)內路燈接地系統采用TN系統+局部TT系統，保護電器采用帶剩余斷路器，在保障安全的前提下，提高路燈接地系統的經(jīng)濟性。
TN系統+局部TT系統，當出現轉移故障電壓時(shí)，局部TT系統能夠降低路燈金屬外殼對地電壓，保障人身安全；當發(fā)生單相短路接地故障時(shí)，剩余電流動(dòng)作保護器靈敏度高，可直接配合斷路器切斷電路，保護設備及人身安全；當某一路燈中性線(xiàn)發(fā)生接地故障，另一路燈發(fā)生相線(xiàn)接地故障，斷路器可直接切斷電路，保護設備及人身安全。
6安科瑞ASJ系列產(chǎn)品介紹
安科瑞ASJ系列剩余電流動(dòng)作繼電器和多回路剩余電流監測儀可與低壓斷路器或低壓接觸器等組成組合式剩余電流保護裝置，主要適用于交流50Hz，額定電壓400V及以下的TT和TN系統配電線(xiàn)路，用來(lái)對電氣線(xiàn)路進(jìn)行接地故障保護，防止接地故障電流引起的設備損壞和電氣火災事故，也可用來(lái)對人身觸電危險提供間接接觸保護。
ASJ10/20系列剩余電流動(dòng)作繼電器
ASJ60系列剩余電流監測儀
6.1功能介紹
ASJ10/20系列剩余電流動(dòng)作繼電器具有以下功能：A型或者AC型剩余電流測量，剩余電流越限報警指示，額定剩余動(dòng)作電流可設定，*限不驅動(dòng)時(shí)間可設定，兩組繼電器輸出，具有就地，遠程“測試"、“復位"功能；
ASJ60系列剩余電流監測儀具有以下功能：16路剩余電流監測，1路預警繼電器輸出，16路報警繼電器輸出，2路DI輸入，自動(dòng)重合閘功能，遠程通訊功能，遠程分合閘功能。
6.2技術(shù)指標
ASJ10/20系列剩余電流動(dòng)作繼電器技術(shù)指標
項目 | 指標 | ||||
AC型 | A型 | ||||
輔助電源 | 電壓 | AC110/220V（±10%） | AC/DC85~270V | ||
功耗 | <5W | <5W | |||
輸入 | 額定剩余動(dòng)作 電流I△n | 0.03、0.1、0.3、0.5(A) | 0.03、0.05、0.1、0.3、0.5、1、3、5、10、30(A) | ||
極限不驅動(dòng)時(shí)間△t | 0.1、0.5(s) | 0、0.06、0.1、0.2、0.3、0.5、0.8、1、4、10(s) | |||
額定剩余不動(dòng)作 電流I△no | 50%I△n | 50%I△n | |||
動(dòng)作特性 | AC正弦交流電流 | AC正弦交流電流、 脈動(dòng)直流電流 | |||
頻率 | 50Hz±5Hz | 50Hz±5Hz | |||
動(dòng)作誤差 | -20% ~ -10%I△n | -20% ~ -10%I△n | |||
輸出 | 輸出方式 | 一組常開(kāi)、一組轉換 | 一組常閉或常開(kāi)、一組轉換 | ||
觸點(diǎn)容量 | 5A 250VAC 5A 30VDC | AL1:8A 250VAC; 5A 30VDC AL2:6A 250VAC; 5A 30VDC | |||
復位方式 | 就地、遠程 | 就地、遠程、自動(dòng) | |||
環(huán)境 | 工作溫度 | 運行溫度：-20℃ ~ +55℃，存儲溫度：-30℃ ~ +70℃ | |||
工作濕度 | ≤95%RH，不結露，無(wú)腐蝕性氣體場(chǎng)所 | ||||
海拔高度 | ≤2000m | ||||
污染等級 | 3級 | ||||
安裝類(lèi)別 | Ⅲ類(lèi) | ||||
ASJ60系列剩余電流監測儀技術(shù)指標
項目 | 指標 | |
電源 | 電壓范圍 | AC/DC85V~265V |
*大功耗 | ≤10VA | |
輸入 | *大測量支路數 | 16路 |
剩余電流測量范圍 | 1mA~30A | |
額定剩余動(dòng)作電流I△n | 1 mA ~30A連續可調 | |
動(dòng)作特性 | AC正弦交流電流及脈動(dòng)直流電流 | |
頻率 | 50Hz±5Hz | |
動(dòng)作延時(shí) | 0~10s可設 | |
開(kāi)關(guān)量 | 2路無(wú)源干接點(diǎn)輸入 | |
輸出 | 輸出方式 | 1路水浸報警繼電器（常開(kāi)） 16路剩余電流報警繼電器（常開(kāi)） |
觸點(diǎn)容量 | AC 250V/3A DC 30V/3A | |
重合閘 | 次數 | 0~99連續可設 |
間隔時(shí)間 | 0~999秒連續可設 | |
通訊 | 方式1 | RS485通訊，Modbus-RTU協(xié)議 |
方式2（可選） | 4G無(wú)線(xiàn)通訊 | |
環(huán)境要求 | 溫度 | 工作溫度：-10℃~55℃，存儲溫度：-30℃~70℃ |
濕度 | ≤95%，不結露 | |
海拔 | ≤2500m | |
平均工作時(shí)間 | ≥50000小時(shí) | |
6.3選用說(shuō)明
剩余電流動(dòng)作繼電器在應用時(shí)應注意低壓系統的接線(xiàn)型式。
系統形式 | 系統接線(xiàn) | 說(shuō)明 |
TT系統 |
| 采用ASJ。因為當發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障電流很小，且較難估計，達不到開(kāi)關(guān)的動(dòng)作電流，外殼上將出現危險電壓。 |
TN-S系統 |
| 可采用ASJ。更快速靈敏切斷故障，以提高安全可靠性，此時(shí)PE線(xiàn)不得穿過(guò)互感器，N線(xiàn)要穿互感器，且不得重復接地。 |
其余接線(xiàn)型式需要改造成以上兩種型式使用，防止出線(xiàn)誤動(dòng)作或者不動(dòng)作的情況。剩余電流互感器的選擇應根據主回路的額定電流為參考選擇，
型號 | 孔徑 | 主回路額定電流 | 變比 |
AKH-0.66L45 | 45mm | 80A | 1A:1mA |
AKH-0.66L80 | 80mm | 250A | 1A:1mA |
AKH-0.66L100 | 100mm | 400A | 1A:1mA |
AKH-0.66L150 | 150mm | 630A | 1A:1mA |
AKH-0.66L200 | 200mm | 1000A | 1A:1mA |
AKH-0.66L-260*100II | 265*104mm | 1000A | 1A:1mA |
實(shí)際應如圖所示，互感器安裝在主回路或者支路上，通過(guò)測量剩余電流判斷是否驅動(dòng)斷路器動(dòng)作。
ASJ10/20剩余電流繼電器典型應用
ASJ60剩余電流監測儀典型應用
6.4注意事項
當采用剩余電流動(dòng)作保護器（RCD）作為電擊防護附加防護措施時(shí)，應符合下列規定：
額定剩余電流動(dòng)作值不應大于30mA；
額定電流不超過(guò)32A的下列回路應裝設剩余電流動(dòng)作保護器（RCD）：
供一般人員使用的電源插座回路；
室內移動(dòng)電氣設備；
人員可觸及的室外電氣設備。
剩余電流動(dòng)作保護器（RCD）不應作為*一的保護措施；
采用剩余電流動(dòng)作保護器（RCD）時(shí)應裝設保護接地導體（PE）。
參考文獻：
[1]建筑物電氣裝置500問(wèn)，王厚余編著(zhù)，中國電力出版社，2008年4月1日出版
[2]路燈配電系統若干問(wèn)題的探討，李良勝章友俊，《建筑電氣》2007年02月
[3]路燈低壓供電系統保護接地方式分析，徐文雷《江蘇科技信息》2009年01期
[4]張小田.淺談?dòng)蜌馓镎緢?chǎng)內路燈接地方式.
[5]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022.06版
作者簡(jiǎn)介：韓歡慶，安科瑞電氣股份有限公司，主要從事剩余電流動(dòng)作保護器的研發(fā)與應用，
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