新聞主題	柴油發(fā)電機(jī)組與接地網(wǎng)之間的連接方式

 

摘要：柴油發(fā)電機(jī)接地系統(tǒng)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(jī)的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，但是其接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范，再則由于許多柴油發(fā)電機(jī)接地設(shè)計(jì)并沒有完全由專業(yè)的供電管理部門的監(jiān)督，致使在實(shí)際的應(yīng)用中，使柴油發(fā)電機(jī)的接地系統(tǒng)正確設(shè)計(jì)往往被忽略。接地其實(shí)分為系統(tǒng)接地和設(shè)各接地，設(shè)備接地就是把發(fā)電機(jī)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(tǒng)發(fā)生接地的時(shí)候不會對人身造成威脅，沒有設(shè)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(tǒng)接地，這指的是發(fā)電機(jī)組中性點(diǎn)與地網(wǎng)之間的連接，GB14050國標(biāo)將接地方式分為TN、TT、IT三種接地方式。

 

一、系統(tǒng)接地的主要形式

 

     柴油發(fā)電機(jī)及各類分布式電源DG（Distributed GeneraITon）的引入，為電力系統(tǒng)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(yīng)用典范。當(dāng)前世界范圍內(nèi)，對分布式電源接入低壓配電網(wǎng)絡(luò)的研究多側(cè)重于合理配置網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)潮流，以達(dá)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DG生產(chǎn)電能的形式不盡相同，大多需要通過電能變換方可并網(wǎng)使用，其接地往往不能嚴(yán)格按照低壓配電網(wǎng)絡(luò)接地形式配置，而不同接地形式并存的沖突可能會帶來保護(hù)失效等次生問題，應(yīng)引起重視。

1、TN系統(tǒng)

       電源端有一個(gè)直接接地，電氣裝置的外露導(dǎo)電部分通過保護(hù)中性導(dǎo)體或保護(hù)導(dǎo)體連接到此接地點(diǎn)。根據(jù)中性導(dǎo)體和保護(hù)導(dǎo)體的組合情況，TN糸統(tǒng)的型式在實(shí)際應(yīng)用中，市電提供的三相五線制的接線方式就是TN-S系統(tǒng)。如果系統(tǒng)中采用的三相些線制接法，PEN合并在一起，則屬于TN-C系統(tǒng)。而TN-C-S方式主要應(yīng)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(guī)范規(guī)定施工現(xiàn)場必須采用 TN-S 方式供電系統(tǒng)，則可以在系統(tǒng)后部分現(xiàn)場總配電箱分出 PE 線。通常，大部分柴油發(fā)電機(jī)組采用的是TN-S系統(tǒng)，典型結(jié)構(gòu)如下：

（1）在采用TN-S系統(tǒng)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(jī)出線端繞組接成Y型，引出中性導(dǎo)體，機(jī)組外殼與公共接地端子相連。當(dāng)外部電源中止供電.轉(zhuǎn)換為柴油發(fā)電機(jī)供電時(shí)，仍為中性點(diǎn)直接接地的TN-S系統(tǒng)，保持原有線制不變。以TN-S系統(tǒng)接地的柴油機(jī)組僅能作為備用電源而不能作為應(yīng)急電源。因?yàn)楫?dāng)線路發(fā)生接地故障導(dǎo)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(jī)組，.柴油發(fā)電機(jī)組自身的保護(hù)裝置和配電線路的保護(hù)裝置均會動作，系統(tǒng)仍得不到電力供應(yīng)。

（2）在采用TN-S系統(tǒng)的高層建筑內(nèi)作為消防應(yīng)急電源：

      如圖2所示，這種方式下柴油發(fā)電機(jī)出線端繞組仍接為Y型，僅把機(jī)組外殼可靠接地，中性點(diǎn)不接地。平時(shí)消防設(shè)備定期試車可自電網(wǎng)接電，也可自柴油發(fā)電機(jī)接電。火災(zāi)時(shí)若外部電源可用則仍由外部電源提供消防負(fù)荷用電；若外部電源中斷，則將電源轉(zhuǎn)換開關(guān)投向發(fā)電機(jī)側(cè)，以不配出中性導(dǎo)體的IT系統(tǒng)向消防負(fù)荷供電（也可引出中性導(dǎo)體為單相負(fù)載提供220 V電源），避免了原有的TN-S系統(tǒng)因第一次單相接地故障導(dǎo)致的斷電。

 

圖1  柴油發(fā)電機(jī)組作為備用電源接線方式

圖2  柴油發(fā)電機(jī)組作為消防應(yīng)急電源的接線方式

 

2、TT系統(tǒng)

      TT系統(tǒng)就是電源中性點(diǎn)直接接地，用電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分也直接接地的系統(tǒng)，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(shè)備外露可導(dǎo)電部分的接地叫做保護(hù)接地。TT系統(tǒng)中，這兩個(gè)接地必須是相互獨(dú)立的。設(shè)備接地可以是每一設(shè)備都有各自獨(dú)立的接地裝置，也可以若干設(shè)備共用一個(gè)接地裝置。

（1）TT系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)

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

② 對低壓電網(wǎng)的雷擊過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(hù)裝置（漏電保護(hù)器）可靠動作，及時(shí)切除故障。

（2）TT系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)

① 低、高壓線路雷擊時(shí)，配變可能發(fā)生正、逆變換過電壓。

② 低壓電器外殼接地的保護(hù)效果不及IT系統(tǒng)。

③ 當(dāng)電氣設(shè)備的金屬外殼帶電（相線碰殼或設(shè)備絕緣損壞而漏電）時(shí)，由于有接地保護(hù)，可以大大減少觸電的危險(xiǎn)性。但是，低壓斷路器（自動開關(guān)）不一定能跳閘，造成漏電設(shè)備的外殼對地電壓高于安全電壓，屬于危險(xiǎn)電壓。

④ 當(dāng)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(hù)器作保護(hù)，因此TT系統(tǒng)難以推廣。

⑤ TT系統(tǒng)接地裝置耗用鋼材多，而且難以回收、費(fèi)工時(shí)、費(fèi)料。

3、IT系統(tǒng)

      IT系統(tǒng)就是電源中性點(diǎn)不接地，用電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分直接接地的系統(tǒng)，如圖4所示。IT系統(tǒng)可以有中性線，但I(xiàn)EC強(qiáng)烈建議不設(shè)置中性線。因?yàn)槿绻O(shè)置中性線，在IT系統(tǒng)中N線任何一點(diǎn)發(fā)生接地故障，該系統(tǒng)將不再是IT系統(tǒng)。

（1）IT系統(tǒng)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(dǎo)電部分對地電壓不超過50V，不需要立即切斷故障回路，保證供電的連續(xù)性；－發(fā)生接地故障時(shí)，對地電壓升高1.73倍；－220V負(fù)載需配降壓變壓器，或由系統(tǒng)外電源專供；－安裝絕緣監(jiān)察器。使用場所：供電連續(xù)性要求較高，如應(yīng)急電源等。

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

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

（4）在負(fù)載發(fā)生短路故障或漏電使設(shè)備外殼帶電時(shí)，漏電電流經(jīng)大地形成架路，保護(hù)設(shè)備不一定動作，這是危險(xiǎn)的。只有在供電距離不太長時(shí)才比較安全。這種供電方式在工地上很少見。

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

 

圖3  TT系統(tǒng)中線點(diǎn)接地示意圖

圖4  低壓配電IT接地系統(tǒng)示意圖

 

 二、柴發(fā)設(shè)備接地措施

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

1、機(jī)組接地

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

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

（2）在機(jī)組外殼上設(shè)置接地螺栓，通過接地螺栓將機(jī)組與大地連接。

2、電纜接地

      電纜接地是指將柴油發(fā)電機(jī)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(xiǎn)。對于電纜接地，常見的措施包括：

（1）使用符合國家標(biāo)準(zhǔn)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(shè)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(nèi)。

（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(shè)備接地

      設(shè)備接地是指將柴油發(fā)電機(jī)的各個(gè)設(shè)備（如發(fā)動機(jī)、控制盤等）與大地之間建立起可靠的連接，以保護(hù)設(shè)備和人員的安全。對于設(shè)備接地，常見的措施包括：

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

（2）使用可靠的接地線將設(shè)備與大地連接。

（3）在設(shè)備的外殼上設(shè)置接地標(biāo)識，以便在維護(hù)和檢修時(shí)能夠方便地找到接地點(diǎn)。

 

圖5  柴油發(fā)電機(jī)組外形圖

圖6  柴油發(fā)電機(jī)組接地端子與接地網(wǎng)連接圖

 

三、接地系統(tǒng)的作用及維護(hù)

 

1、接地系統(tǒng)的作用

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

（1） 保護(hù)人身安全：接地系統(tǒng)可將電氣設(shè)備周圍的電位維持在安全范圍內(nèi)，避免觸電事故的發(fā)生。

（2）保護(hù)設(shè)備：通過接地系統(tǒng)，柴油發(fā)電機(jī)組的故障電流可以迅速引入地面，保護(hù)設(shè)備不受過電流的損害。

（3）防止干擾：接地系統(tǒng)可以將柴油發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的干擾信號通過地面釋放，避免對周圍設(shè)備和通信線路的干擾。

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

2、接地系統(tǒng)維護(hù)的方法和技巧

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

（1）定期檢查接地電阻：接地電阻是判斷接地系統(tǒng)效果的重要指標(biāo)。定期使用專業(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）檢測接地線路：檢查接地線路是否出現(xiàn)斷裂、老化或接頭松動等情況，并及時(shí)維修或更換受損部分。確保接地線沒有斷裂和腐蝕現(xiàn)象。

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

（5） 防止外來干擾：將接地系統(tǒng)與其他金屬設(shè)備或電源線分開布置，避免產(chǎn)生干擾。在接地附近周圍的土壤中，也要避免鋪設(shè)有金屬物體。

（6）定期維保記錄：建立接地系統(tǒng)的定期維保記錄，記錄維護(hù)時(shí)間、維護(hù)內(nèi)容及檢測結(jié)果，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題和跟蹤維護(hù)工作。

 

總結(jié)：

      如何保證提供的供電服務(wù)是合格的電源，在各種狀況下不會對客戶造成威脅，其中接地系統(tǒng)的正確設(shè)計(jì)和施工是非常值得考慮的。柴油發(fā)電機(jī)的接地措施是設(shè)備安全運(yùn)行的重要保障，必須嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工。同時(shí)，定期維護(hù)和檢測接地系統(tǒng)的狀態(tài)也是非常重要的，以確保接地系統(tǒng)的可靠性和安全性。只有在嚴(yán)格執(zhí)行接地措施的情況下，柴油發(fā)電機(jī)才能正常運(yùn)行，更好地為我們的生活和工作提供電力支持。本文簡單介紹了柴油發(fā)電機(jī)組的接地系統(tǒng)，旨在幫助大家提高對實(shí)際工作中遇到的接地系統(tǒng)重視，如果有任何疑問一定要與客戶進(jìn)行交流，不可在故意回避接地問題，因?yàn)橄到y(tǒng)接地是涉及柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中涉及到設(shè)備可靠運(yùn)行和人員安全操作的關(guān)鍵因素。

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