农网接地与电气安全

电力18讯：    
作者: 夏红光  

低压配电网接地是电气安全的重要保证。正确接地是减少电击与电气火灾的重要保证。可靠接地可保证发生对地短路后，保护开关及时切断电源，减少电击与电气火灾事故的发生。计量进户安装电能表时增加剩余电流保护器可有效防止电击事故发生，所以接地是进行农村低压电网改造时，必须重视的一个重要问题。

20世纪50年代，我国低压配电系统采用TN-C系统，20世纪90年代开始采用TN-S或TN-C-S系统。现在国家要求低压用户不再采用TN-C系统，双孔插座及插头已不再使用，这主要是为了保证用电安全。TN-C系统将中性线（N）和保护接地线PE合为PEN线，用电设备金属外壳通过中性线（N）接地。当相线与用电设备发生金属性短路时，产生短路电流使断路器跳闸，起到保护作用。当绝缘损坏发生非金属性短路，故障电流达不到保护动作电流，断路器不跳闸，金属外壳对地电位升高，容易引起电击事故与电气火灾。特别是在两孔插座插反时，金属外壳与相线连接，其电位为220 V，金属外壳与大地间电阻较大时，其电流达不到保护动作电流，此时更加容易发生电击事故与电气火灾。TN-C系统在中性线断开时，用电设备金属外壳对地电位升高，由于中性线（N）已断开，电流为零，金属外壳与大地间电阻较大，电源断路器断不开时，用电设备金属外壳对地电位长期接近220 V，更容易发生电击事故与电气火灾。对于TN-S接地系统，用电设备金属外壳通过保护地线（PE）与大地可靠连接，当相线与金属外壳发生金属性短路，保护可动作跳闸，当发生绝缘损坏，安装剩余电流断路器时，剩余电流断路器就会跳闸或发出报警信号，此时就可以有效防止电击事故与电气火灾的发生。TN-S系统在发生中性线（N）断开时，用电设备金属外壳通过保护地线（PE）与大地连接，其对地电位仍然为零。

低压配电系统三相供电时，中性线（N）断开，三相负荷不平衡时，中性点发生漂移，三相对中性线电压发生变化，从而烧毁用电设备，此种事故几乎每年都发生，从而引起与用户间的不必要的纠纷，对双方都造成一定经济损失。

10 kV变压器低压侧引出线采用TN-C系统，即三相四线制，以便于架空线与电缆的施工。目前低压电缆已经开始生产五芯电缆，以用于TN-S系统，它主要用于工矿企业内部低压系统供电。在农村中仍以架空线为主。为了保证用电安全，从架空线引下后最好进行重复接地，然后再引出保护地线（PE），从而实现TN-C-S系统供电，保证用电安全，如果再安装剩余电流保护，用电的安全就有保证。

三相负荷不平衡时，不平衡电流经过中性线（N）流回变压器。当中性线（N）断线，不平衡电流无法通过中性线（N）流回变压器。变压器二次侧发生中性线（N）断线，三相负荷不平衡，中性线（N）上电流为零，此时就可以检测出中性线（N）断线。当中性线（N）在中途甚至末端断开，三相负荷不平衡时，断线检测就要经过较复杂的计算。现在单片机运行与采集速度越来越快，软件功能也有很大提高，经过一定时间开发研究与试验，这一问题一定可以解决。

在新产品未开发成功之前，比较合理的方案是沿街道利用架空线以TN-C（三相四线制）系统作为供电干线，由架空线引下时，由几户形成一个单相供电，单相供电从架空线引出后中性线（N）进行可靠的重复接地，然后再引出一根保护地线（PE），形成TN-S系统。对于单相负荷的用户进入每户电表箱及家庭为相线、中性线（N）与保护地线（PE），有条件的用户可安装小型剩余电流低压断路器进行保护，用电安全就可得到保证。

农田灌溉水井用电在农村电网中占有一定比例。为保证供电质量，供电线路提高为10 kV，然后再由若干台小容量变压器给多台水井提供220/380 V电源。由于经济条件限制，水井电机很少安装断相保护。当220/380 V用电负荷完全为三相电动机时，可以考虑在变压器二次侧安装断相保护。当某一电动机发生断线，负荷不平衡发出信号并跳闸。

农村低压配电网改造涉及面大，而且直接针对用户，每户投资虽然不大，但由于各户生活水平与经济条件的不同，实现起来困难比较大，还有一点就是百姓的用电安全意识与知识不足，所以电力部门必须加强用电安全意识的教育，做好用户服务。提高农村用电管理水平，使农村用电质量以及用电安全水平不断得到提高。