新聞主題	柴油發(fā)電機組與接地網(wǎng)之間的連接方式

 

摘要：柴油發(fā)電機接地系統其實(shí)并不等同于的市電供電網(wǎng)絡(luò )，雖然柴油發(fā)電機的應用已經(jīng)非常廣泛，但是其接地系統的設計并沒(méi)有統一的標準來(lái)規范，再則由于許多柴油發(fā)電機接地設計并沒(méi)有完全由專(zhuān)業(yè)的供電管理部門(mén)的監督，致使在實(shí)際的應用中，使柴油發(fā)電機的接地系統正確設計往往被忽略。接地其實(shí)分為系統接地和設各接地，設備接地就是把發(fā)電機的外殼、底座與接地網(wǎng)用軟電纜或柔性銅排與接地網(wǎng)進(jìn)行連接，確保外殼與地網(wǎng)之間等電位；而在系統發(fā)生接地的時(shí)候不會(huì )對人身造成威脅，沒(méi)有設備的接地要可靠，而且最好有多處進(jìn)行可靠連接。本文重點(diǎn)介紹了系統接地，這指的是發(fā)電機組中性點(diǎn)與地網(wǎng)之間的連接，GB14050國標將接地方式分為T(mén)N、TT、IT三種接地方式。

 

一、系統接地的主要形式

 

     柴油發(fā)電機及各類(lèi)分布式電源DG（Distributed GeneraITon）的引入，為電力系統的發(fā)展提供了新的發(fā)展方向，目前以建筑物為載體，多種DG并存的新型配電網(wǎng)絡(luò )即是這一發(fā)展方向的應用典范。當前世界范圍內，對分布式電源接入低壓配電網(wǎng)絡(luò )的研究多側重于合理配置網(wǎng)絡(luò )結構、控制系統潮流，以達到削峰填谷、降低網(wǎng)損等目的，而對于DG接入配電網(wǎng)絡(luò )接地形式的研究少有涉及。低壓配電有TN、TT和IT三種不同接地形式，并延伸出TN-C、TN-S、TN-C-S。各類(lèi)DG生產(chǎn)電能的形式不盡相同，大多需要通過(guò)電能變換方可并網(wǎng)使用，其接地往往不能?chē)栏癜凑盏蛪号潆娋W(wǎng)絡(luò )接地形式配置，而不同接地形式并存的沖突可能會(huì )帶來(lái)保護失效等次生問(wèn)題，應引起重視。

1、TN系統

       電源端有一個(gè)直接接地，電氣裝置的外露導電部分通過(guò)保護中性導體或保護導體連接到此接地點(diǎn)。根據中性導體和保護導體的組合情況，TN糸統的型式在實(shí)際應用中，市電提供的三相五線(xiàn)制的接線(xiàn)方式就是TN-S系統。如果系統中采用的三相些線(xiàn)制接法，PEN合并在一起，則屬于TN-C系統。而TN-C-S方式主要應用在建筑施工臨時(shí)供電中，如果前部分是 TN-C 方式供電，而施工規范規定施工現場(chǎng)必須采用 TN-S 方式供電系統，則可以在系統后部分現場(chǎng)總配電箱分出 PE 線(xiàn)。通常，大部分柴油發(fā)電機組采用的是TN-S系統，典型結構如下：

（1）在采用TN-S系統的地下工程中作為備用電源：

      如圖1所示，這種方式下的柴油發(fā)電機出線(xiàn)端繞組接成Y型，引出中性導體，機組外殼與公共接地端子相連。當外部電源中止供電.轉換為柴油發(fā)電機供電時(shí)，仍為中性點(diǎn)直接接地的TN-S系統，保持原有線(xiàn)制不變。以TN-S系統接地的柴油機組僅能作為備用電源而不能作為應急電源。因為當線(xiàn)路發(fā)生接地故障導致外部電源切斷時(shí)，若故障未消除，即使接入柴油發(fā)電機組，.柴油發(fā)電機組自身的保護裝置和配電線(xiàn)路的保護裝置均會(huì )動(dòng)作，系統仍得不到電力供應。

（2）在采用TN-S系統的高層建筑內作為消防應急電源：

      如圖2所示，這種方式下柴油發(fā)電機出線(xiàn)端繞組仍接為Y型，僅把機組外殼可靠接地，中性點(diǎn)不接地。平時(shí)消防設備定期試車(chē)可自電網(wǎng)接電，也可自柴油發(fā)電機接電?；馂臅r(shí)若外部電源可用則仍由外部電源提供消防負荷用電；若外部電源中斷，則將電源轉換開(kāi)關(guān)投向發(fā)電機側，以不配出中性導體的IT系統向消防負荷供電（也可引出中性導體為單相負載提供220 V電源），避免了原有的TN-S系統因第一次單相接地故障導致的斷電。

 

圖1  柴油發(fā)電機組作為備用電源接線(xiàn)方式

圖2  柴油發(fā)電機組作為消防應急電源的接線(xiàn)方式

 

2、TT系統

      TT系統就是電源中性點(diǎn)直接接地，用電設備外露可導電部分也直接接地的系統，如圖3所示。通常將電源中性點(diǎn)的接地叫做工作接地，而設備外露可導電部分的接地叫做保護接地。TT系統中，這兩個(gè)接地必須是相互獨立的。設備接地可以是每一設備都有各自獨立的接地裝置，也可以若干設備共用一個(gè)接地裝置。

（1）TT系統的主要優(yōu)點(diǎn)

① 能抑制高壓線(xiàn)與低壓線(xiàn)搭連或配變高低壓繞組間絕緣擊穿時(shí)，低壓電網(wǎng)出現的過(guò)電壓。

② 對低壓電網(wǎng)的雷擊過(guò)電壓有一定的泄漏能力。

③ 與低壓電器外殼不接地相比，在電器發(fā)生碰殼事故時(shí)，可降低外殼的對地電壓，因而可減輕人身觸電危害程度。

④ 由于單相接地時(shí)接地電流比較大，可使保護裝置（漏電保護器）可靠動(dòng)作，及時(shí)切除故障。

（2）TT系統的主要缺點(diǎn)

① 低、高壓線(xiàn)路雷擊時(shí)，配變可能發(fā)生正、逆變換過(guò)電壓。

② 低壓電器外殼接地的保護效果不及IT系統。

③ 當電氣設備的金屬外殼帶電（相線(xiàn)碰殼或設備絕緣損壞而漏電）時(shí)，由于有接地保護，可以大大減少觸電的危險性。但是，低壓斷路器（自動(dòng)開(kāi)關(guān)）不一定能跳閘，造成漏電設備的外殼對地電壓高于安全電壓，屬于危險電壓。

④ 當漏電電流比較小時(shí)，即使有熔斷器也不一定能熔斷，所以還需要漏電保護器作保護，因此TT系統難以推廣。

⑤ TT系統接地裝置耗用鋼材多，而且難以回收、費工時(shí)、費料。

3、IT系統

      IT系統就是電源中性點(diǎn)不接地，用電設備外露可導電部分直接接地的系統，如圖4所示。IT系統可以有中性線(xiàn)，但IEC強烈建議不設置中性線(xiàn)。因為如果設置中性線(xiàn)，在IT系統中N線(xiàn)任何一點(diǎn)發(fā)生接地故障，該系統將不再是IT系統。

（1）IT系統發(fā)生第一次接地故障時(shí)，僅為非故障相對地的電容電流，其值很小，外露導電部分對地電壓不超過(guò)50V，不需要立即切斷故障回路，保證供電的連續性；－發(fā)生接地故障時(shí)，對地電壓升高1.73倍；－220V負載需配降壓變壓器，或由系統外電源專(zhuān)供；－安裝絕緣監察器。使用場(chǎng)所：供電連續性要求較高，如應急電源等。

（2）IT方式供電系統在供電距離不是很長(cháng)時(shí)，供電的可靠性高、安全性好。一般用于不允許停電的場(chǎng)所，或者是要求嚴格地連續供電的地方，例如電力煉鋼、大醫院的手術(shù)室、地下礦井等處。地下礦井內供電條件比較差，電纜易受潮。

（3）運用IT方式供電系統，即使電源中性點(diǎn)不接地，一旦設備漏電，單相對地漏電流仍小，不會(huì )破壞電源電壓的平衡，所以比電源中性點(diǎn)接地的系統還安全。但是，如果用在供電距離很長(cháng)的情況下，供電線(xiàn)路對大地的分布電容就不能忽視了。

（4）在負載發(fā)生短路故障或漏電使設備外殼帶電時(shí)，漏電電流經(jīng)大地形成架路，保護設備不一定動(dòng)作，這是危險的。只有在供電距離不太長(cháng)時(shí)才比較安全。這種供電方式在工地上很少見(jiàn)。

      以上的接地系統方式也適用于低壓發(fā)電機系統，但是由于存在發(fā)電機系統和市電供電兩個(gè)系統，所以如何選擇作接地則成為一個(gè)認真對待。

 

圖3  TT系統中線(xiàn)點(diǎn)接地示意圖

圖4  低壓配電IT接地系統示意圖

 

 二、柴發(fā)設備接地措施

      以康明斯發(fā)電機組為例，外觀(guān)如圖5所示。對于柴油發(fā)電機的接地措施，它是十分重要的，它既關(guān)系到設備的安全性能，也影響設備的正常運行。本文將介紹幾種常見(jiàn)的柴油發(fā)電機接地措施。

1、機組接地

      機組接地是指將柴油發(fā)電機組與大地之間建立起可靠的連接，以確保設備帶電部分與地之間的電位差維持在安全范圍內，接線(xiàn)示例如圖6所示。對于機組接地，常見(jiàn)的措施包括：

（1）在機組接地引線(xiàn)上安裝可靠的接地裝置，如接地棒、接地線(xiàn)和接地極。

（2）在機組外殼上設置接地螺栓，通過(guò)接地螺栓將機組與大地連接。

2、電纜接地

      電纜接地是指將柴油發(fā)電機的電纜與大地之間建立起可靠的連接，以防止電纜的絕緣損壞引起的漏電和觸電風(fēng)險。對于電纜接地，常見(jiàn)的措施包括：

（1）使用符合國家標準的絕緣電纜，提高電纜的絕緣性能。

（2）在電纜終端和連接點(diǎn)處設置接地裝置，確保電纜與大地之間的電位差維持在安全范圍內。

（3）定期檢測電纜的絕緣電阻，確保電纜的絕緣性能符合要求。

3、設備接地

      設備接地是指將柴油發(fā)電機的各個(gè)設備（如發(fā)動(dòng)機、控制盤(pán)等）與大地之間建立起可靠的連接，以保護設備和人員的安全。對于設備接地，常見(jiàn)的措施包括：

（1）在設備的金屬外殼上設置接地螺栓，通過(guò)接地螺栓將設備與大地連接。

（2）使用可靠的接地線(xiàn)將設備與大地連接。

（3）在設備的外殼上設置接地標識，以便在維護和檢修時(shí)能夠方便地找到接地點(diǎn)。

 

圖5  柴油發(fā)電機組外形圖

圖6  柴油發(fā)電機組接地端子與接地網(wǎng)連接圖

 

三、接地系統的作用及維護

 

1、接地系統的作用

      接地系統是柴油發(fā)電機組中的一個(gè)重要組成部分，它的作用主要體現在以下幾個(gè)方面：

（1） 保護人身安全：接地系統可將電氣設備周?chē)碾娢痪S持在安全范圍內，避免觸電事故的發(fā)生。

（2）保護設備：通過(guò)接地系統，柴油發(fā)電機組的故障電流可以迅速引入地面，保護設備不受過(guò)電流的損害。

（3）防止干擾：接地系統可以將柴油發(fā)電機組產(chǎn)生的干擾信號通過(guò)地面釋放，避免對周?chē)O備和通信線(xiàn)路的干擾。

      因此，保持接地系統的正常運行是確保柴油發(fā)電機組安全運行的關(guān)鍵。

2、接地系統維護的方法和技巧

      為確保柴油發(fā)電機接地系統的正常運行和安全性能，需要定期進(jìn)行維護和檢測。對于接地系統的維護，常見(jiàn)的措施包括：

（1）定期檢查接地電阻：接地電阻是判斷接地系統效果的重要指標。定期使用專(zhuān)業(yè)的電阻測試儀進(jìn)行測量，確保接地電阻是否符合要求。

（2）清理接地裝置：定期清理接地裝置，包括接地極、接地網(wǎng)等，保持接地裝置表面的清潔，并檢查其是否存在損壞或腐蝕等問(wèn)題。清潔接地裝置目的是防止接地裝置的表面被灰塵和腐蝕物覆蓋，影響接地效果。

（3）檢測接地線(xiàn)路：檢查接地線(xiàn)路是否出現斷裂、老化或接頭松動(dòng)等情況，并及時(shí)維修或更換受損部分。確保接地線(xiàn)沒(méi)有斷裂和腐蝕現象。

（4）維護設備連接：確保設備與接地系統的連接良好，檢查設備連接點(diǎn)的緊固情況，并重點(diǎn)關(guān)注接地線(xiàn)與設備金屬部分的接觸情況。

（5） 防止外來(lái)干擾：將接地系統與其他金屬設備或電源線(xiàn)分開(kāi)布置，避免產(chǎn)生干擾。在接地附近周?chē)耐寥乐?，也要避免鋪設有金屬物體。

（6）定期維保記錄：建立接地系統的定期維保記錄，記錄維護時(shí)間、維護內容及檢測結果，以便及時(shí)發(fā)現問(wèn)題和跟蹤維護工作。

 

總結：

      如何保證提供的供電服務(wù)是合格的電源，在各種狀況下不會(huì )對客戶(hù)造成威脅，其中接地系統的正確設計和施工是非常值得考慮的。柴油發(fā)電機的接地措施是設備安全運行的重要保障，必須嚴格遵守相關(guān)規范和標準來(lái)進(jìn)行設計和施工。同時(shí)，定期維護和檢測接地系統的狀態(tài)也是非常重要的，以確保接地系統的可靠性和安全性。只有在嚴格執行接地措施的情況下，柴油發(fā)電機才能正常運行，更好地為我們的生活和工作提供電力支持。本文簡(jiǎn)單介紹了柴油發(fā)電機組的接地系統，旨在幫助大家提高對實(shí)際工作中遇到的接地系統重視，如果有任何疑問(wèn)一定要與客戶(hù)進(jìn)行交流，不可在故意回避接地問(wèn)題，因為系統接地是涉及柴油發(fā)電機組運行中涉及到設備可靠運行和人員安全操作的關(guān)鍵因素。

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