新聞主題	柴油發電機組與接地網之間的連接方式

 

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

 

一、系統接地的主要形式

 

     柴油發電機及各類分布式電源DG（Distributed GeneraITon）的引入，為電力系統的發展提供了新的發展方向，目前以建筑物為載體，多種DG并存的新型配電網絡即是這一發展方向的應用典范。當前世界范圍內，對分布式電源接入低壓配電網絡的研究多側重于合理配置網絡結構、控制系統潮流，以達到削峰填谷、降低網損等目的，而對于DG接入配電網絡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生產電能的形式不盡相同，大多需要通過電能變換方可并網使用，其接地往往不能嚴格按照低壓配電網絡接地形式配置，而不同接地形式并存的沖突可能會帶來保護失效等次生問題，應引起重視。

1、TN系統

       電源端有一個直接接地，電氣裝置的外露導電部分通過保護中性導體或保護導體連接到此接地點。根據中性導體和保護導體的組合情況，TN糸統的型式在實際應用中，市電提供的三相五線制的接線方式就是TN-S系統。如果系統中采用的三相些線制接法，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必須采用 TN-S 方式供電系統，則可以在系統后部分現場總配電箱分出 PE 線。通常，大部分柴油發電機組采用的是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電機出線端繞組接成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.轉換為柴油發電機供電時，仍為中性點直接接地的TN-S系統，保持原有線制不變。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。因為當線路發生接地故障導致外部電源切斷時，若故障未消除，即使接入柴油發電機組，.柴油發電機組自身的保護裝置和配電線路的保護裝置均會動作，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，這種方式下柴油發電機出線端繞組仍接為Y型，僅把機組外殼可靠接地，中性點不接地。平時消防設備定期試車可自電網接電，也可自柴油發電機接電。火災時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，則將電源轉換開關投向發電機側，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  柴油發電機組作為備用電源接線方式

圖2  柴油發電機組作為消防應急電源的接線方式

 

2、TT系統

      TT系統就是電源中性點直接接地，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接地裝置。

（1）TT系統的主要優點

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，低壓電網出現的過電壓。

② 對低壓電網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，在電器發生碰殼事故時，可降低外殼的對地電壓，因而可減輕人身觸電危害程度。

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

（2）TT系統的主要缺點

① 低、高壓線路雷擊時，配變可能發生正、逆變換過電壓。

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（相線碰殼或設備絕緣損壞而漏電）時，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（自動開關）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，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、費料。

3、IT系統

      IT系統就是電源中性點不接地，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，但IEC強烈建議不設置中性線。因為如果設置中性線，在IT系統中N線任何一點發生接地故障，該系統將不再是IT系統。

（1）IT系統發生第一次接地故障時，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50V，不需要立即切斷故障回路，保證供電的連續性；－發生接地故障時，對地電壓升高1.73倍；－220V負載需配降壓變壓器，或由系統外電源專供；－安裝絕緣監察器。使用場所：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時，供電的可靠性高、安全性好。一般用于不允許停電的場所，或者是要求嚴格地連續供電的地方，例如電力煉鋼、大醫院的手術室、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，即使電源中性點不接地，一旦設備漏電，單相對地漏電流仍小，不會破壞電源電壓的平衡，所以比電源中性點接地的系統還安全。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）在負載發生短路故障或漏電使設備外殼帶電時，漏電電流經大地形成架路，保護設備不一定動作，這是危險的。只有在供電距離不太長時才比較安全。這種供電方式在工地上很少見。

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

 

圖3  TT系統中線點接地示意圖

圖4  低壓配電IT接地系統示意圖

 

 二、柴發設備接地措施

      以康明斯發電機組為例，外觀如圖5所示。對于柴油發電機的接地措施，它是十分重要的，它既關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的柴油發電機接地措施。

1、機組接地

      機組接地是指將柴油發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，接線示例如圖6所示。對于機組接地，常見的措施包括：

（1）在機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）在機組外殼上設置接地螺栓，通過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險。對于電纜接地，常見的措施包括：

（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電機的各個設備（如發動機、控制盤等）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，常見的措施包括：

（1）在設備的金屬外殼上設置接地螺栓，通過接地螺栓將設備與大地連接。

（2）使用可靠的接地線將設備與大地連接。

（3）在設備的外殼上設置接地標識，以便在維護和檢修時能夠方便地找到接地點。

 

圖5  柴油發電機組外形圖

圖6  柴油發電機組接地端子與接地網連接圖

 

三、接地系統的作用及維護

 

1、接地系統的作用

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

（1） 保護人身安全：接地系統可將電氣設備周圍的電位維持在安全范圍內，避免觸電事故的發生。

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

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

      因此，保持接地系統的正常運行是確保柴油發電機組安全運行的關鍵。

2、接地系統維護的方法和技巧

      為確保柴油發電機接地系統的正常運行和安全性能，需要定期進行維護和檢測。對于接地系統的維護，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效果的重要指標。定期使用專業的電阻測試儀進行測量，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斷裂、老化或接頭松動等情況，并及時維修或更換受損部分。確保接地線沒有斷裂和腐蝕現象。

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

（5） 防止外來干擾：將接地系統與其他金屬設備或電源線分開布置，避免產生干擾。在接地附近周圍的土壤中，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，記錄維護時間、維護內容及檢測結果，以便及時發現問題和跟蹤維護工作。

 

總結：

      如何保證提供的供電服務是合格的電源，在各種狀況下不會對客戶造成威脅，其中接地系統的正確設計和施工是非常值得考慮的。柴油發電機的接地措施是設備安全運行的重要保障，必須嚴格遵守相關規范和標準來進行設計和施工。同時，定期維護和檢測接地系統的狀態也是非常重要的，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。本文簡單介紹了柴油發電機組的接地系統，旨在幫助大家提高對實際工作中遇到的接地系統重視，如果有任何疑問一定要與客戶進行交流，不可在故意回避接地問題，因為系統接地是涉及柴油發電機組運行中涉及到設備可靠運行和人員安全操作的關鍵因素。

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