TT系统运行中的问题及解决办法

接要:本文对TT系统运行中，目前存在的三大主要问题，进行了深入的探讨，并提出了解决办法。

关键词:TT系统运行问题解决办法

TT系统作为我国低压供电系统三大运行方式之一，TT系统运行中目前存在的主要问题：一是馈电用电源回路总开关或中级保护用的漏电电流保护器不能保证正常供电，如一合闸就跳闸等；二是末级用户产生故障时越级跳闸而末级漏电电流保护器却拒绝动作，扩大停电范围，影响工农业生产；三是在保证安全供电的条件下用电设备容量受到限制。本文提出解决办法，条件是现行国家标准和农网建设与改造技术原则以及只限于防电击保护分类为I类的电气设备。

1 电源系统接地与电气设备接地

在TT系统内电源有一点与地直接连接，负荷侧电气设备包括低压配电屏、开关箱在内的所有电气设备外露可导电部分与电源接地点无电气联系，故障电流只能流经大地才能返回电源。这是TT系统所独具的特点，与IT、TN系统的主要区别之一。比如一个变电所或柱上变电站，变压器与低压配电屏或开关(仪表)箱之间，虽然都紧靠安装，但是都必须各自设置互无电气连接的独立的接地极。这样做才能消除故障时接地点电位窜动，有效防止越级跳闸等异常现象出现。

2 选择性保护

虽然非重要负荷可采用无选择性切断，但在TT系统采用漏电电流保护器时，应采用上、中(如果有)、下级选择性保护。为使上、下级合理配合，必须综合考虑电气设备容量、用途、停电后果及损失等情况。一般有以下三种配合方式：

2.1级差

上级IΔn1＞下级ＩΔn²，级差一般一到二级。末端只对一个设备或一户民宅等小设备进行保护。

2.2延时动作

末端安装固有动作时间为0.1s高灵敏度的漏电电流保护器，而在分支线上安装带有延时特性的中等灵敏度的漏电电流保护器，虽有延时但系统具有良好的选择性保护。电源侧保护器分断时间最长不宜超过1s。这种配合方式在TT系统中被普遍采用，发挥很好的作用。2.3综合保护

为线路更加安全可靠运行，采用选择性保护时采取综合保护形式，即漏电电流保护器既具有级差又有延时动作的保护器。故障频率较高的地区应该都采用这种保护形式，以确保供电可靠性。

3 供电范围

供电范围不仅取决于供电半径，而且还要延伸到一个回路分接几个分支回路或一个末端漏电电流保护器接有几个分支回路的问题，即供电范围还要考虑供电回路覆盖面积。

3.1漏电电流保护器经常动作的原因

(1)民宅漏电电流较大，其原因如下：

1)电缆(线)制造质量差；

2)施工质量差；

3)家用电器和日用电器质量差；

4)随意性和临时用电较多；

5)错误接线，TT系统内严禁N线和设备外露可导电部分的接地端子相连，以防系统产生过电压，损坏电气设备。

(2)分支线数过多：我们可以相象到，产生如此大的漏电流的几十户或百来户作为一个回路供电，对馈电或分支电源回路的漏电流将相对增大，保护电器都将处于动作值的临界状态，或者达到动作值，不能正常供电。

(3)三相不平衡也是漏电保护器误动作的因素之一。

3.2克服这些问题的办法

(1)降低每户漏电流：已投运的用户，凡漏电流大者应逐一检查找出原因并加以处理。新建的用户在投运前需经供电部门检测和验收，凡漏电流大者需整改后再行供电。对农网来说，这一步工作非常必要，将问题处理在末端及用户内部，减轻对系统保护的压力。

(2)缩小供电范围：缩小供电范围，除农网改造原则中规定外正如上所述减少分支与末端并联回路数。应该在本次农电网建设与改造过程中，在长江、黄河流域，广东与海南，东南沿海等地选择几个点，如优先在移民工程中搞示范，实践中总经验，以利于全国推广应用。从笔者的观点看，一户一个漏电电流保护器，一个分支回路(或中级)漏电电流保护器保护的用户不宜超过10户，如6户或9户，而一个馈电回路所保护的中级保护器数量宜少于5处等。

(3)采了降低线路漏电流的措施：

1)架空线高度不宜过低，必要时由钢铝绞线改为双绝缘电线等；

2)加强线路绝缘措施，绝缘子一定要选用质量合格产品，水泥杆钢筋不要外露，尤其在与横担固定处；

3)规范引下线和分支线处的处理等等。

(4)加强维护，定期检测和监视：供电部门各级职能机构作为能源供应主要服务窗口，以拓展电力市场为宗旨，加强服务。不能只忙于抢修，而应强化维护防止故障发生，尤其事故多发季前加强检修与监测，将事故隐患消除在事发前。经过几年或十几年的勤奋努力，加大科研与技改措施，使世界上最大的中国TT系统的面貌焕然一新。

4 探讨接地电阻

在TT系统中，中性点接地与保护接地电阻均为4Ω时，单相接地故障时，能自动切断供电电源的断路器脱扣电流要20A，而熔断器熔体电流只有6A。如果电气设备稍大则就不能自动切断供电电源，且在外壳上长期存在110V(＞50V)的电压，是对人体十分危险的。

利用现代接地技术，在农网大多数地区不难做到或得到不小于0.5Ω阻值的接地电阻。如果保护接地电阻在0.5～1Ω时，满足安全电压的短路电流≤10～50A，断路器或熔断器整定电流在75～32A或20～10A，可提高TT系统受电设备容量，即断路器保护的电机容量可达50kW左右。这种提高是我们人工建造了电源侧中性点接地电阻和保护接地电阻比3.4(或3.6)∶1取得的。

因为产生漏电电流保护器动作电流ＩΔn的短路电流远比熔体和断路器动作电流小，前者以毫安而后者以安或千安计量。漏电电流保护器对电气设备保护接地电阻值要求不高，当ＩΔn为30～100mA时满足安全电压的电阻为1660～500Ω之间。因此受电设备容量也不受限制。这就是TT系统采用漏电电流保护器的根本原因。但是接地电阻值的配置宜为倒宝塔形，以利于防止越级跳闸扩大停电范围。

5 关于断路器瞬时脱扣器的动作电流问题

当单相对地短路时TT系统，短路电流需经大地返回电源，故有效制约了接地故障电流。但其保护接地电阻值不可能做得很小，接目前接地技术，较经济地达到0.5Ω左右，但还要满足ＩdR≤50V及5s或0.4s内切断电源。这就要求，当线路或设备发生接地故障时，在断路器瞬动电流倍数设有1.25、1.5、1.75、2倍等，但目前100A及以下的断路器只有10倍，个别的有3倍或5倍整定值，满足不了要求。

当断路器具有低倍数瞬动值，且满足切断电源要求时，不都使用漏电电流保护器，亦可使用断路器，也可使用断路器和漏电电流保护器相互配合使用的新格局，TT系统将发挥出更大的作用。

6 漏电电流断路器

漏电保护器是漏电电流动作保护器的简称，按其脱扣器来分，可分为电磁式、电子式两种。按其保护功能分为漏电开关、漏电断路器、漏电保护插座等。漏电开关是由零序电流互感器、漏电脱扣器和主开关的组合，具有漏电保护和手动通断电路的功能。漏电断路器又称漏电自动开关，是由漏电开关和带有过负荷保护及短路保护的主断路器组成，下面对漏电电流断路器的选择说明两个问题。

6.1漏电保护器功能选择

根据有关规范和规定，配电线路与用电设备、日用电器保护均应设过负荷保护、短路保护和接地故障保护，作用于切断供电电源或发出报警信号。因此在系统中，总、中、末级保护应根据规定和要求，选用带有短路、过载、接地故障保护功能的漏电断路器，而不应选用只作为线路和设备漏电、触电保护用漏电开关。

6.2末端保护器选择

漏电电流保护器可检测、判断线路和设备是否漏电，通过电源输入的电流和返回电网的电流相量是否平衡来判断。尤其适用于对单相接地故障检测和判断。可是它对于相零、相间短路以及过载故障或其他异常现象无检测和判断有力。带有短路、过载脱扣器的漏电断路器才能承担起保护配电线路和设备的短路、过载以及单相接地故障保护。末端保护器是这一保护的最重要环节。中级或总保护器是它的后备保护。

漏电保护器中有过压保护、欠压保护、漏电流保护，还有过载保护、短路保护及延时动作型等多种功能的保护器。设计和选用时根据实际要求，依据产品说明书合理选用满足要求的所需保护器。

有些用户错误的选用了保护器，安装了只带有漏电保护功能的漏电开关。当过载和短路时不能及时切断电源导致了火灾，误认为保护器质量有问题，这种案例不少见。我们千万要注意，漏电保护器也有功能选择和配合问题，设计时一定要按照规定设置所需要的保护，选用满足要求的保护器。

7 等电位连接

辅助等电位和总等电位连接技术已广泛应用于工业企业和民用建筑。该技术也能适用于TT系统供电的村庄和民宅。我们将等电位连接技术延伸到设备外露可导电部分的保护接地技术上，充分利用自然条件，较经济地实现和得到阻值较低的保护接地电阻，从而增加TT系统只能靠漏电电流保护器一统天下的局面，重新开拓断路器、熔断器保护的TT供电系统。7.1保护接地

新建村庄可统一规划、设计保护接地系统。沿村寨边缘或内环路边设计施工一闭合的接地极，用面积法(R－0.5ρg/(Ω))，(ρg为大地电阻率公式估算接地电阻)，最后实测确定R值。实践证明，接地体所包围的面积Ａ大于100m2就很有效，如果某村寨为100户，可设适量接地井，每户将保护接地线引至接地井即可。接地系统设计寿命为25～30年。埋地接地线年平均最大腐蚀厚度，圆钢为0.2～0.3mm、扁钢为0.1～0.3mm、镀锌扁钢为0.065mm。当土壤电阻率大于300Ω·m干燥土壤内年平均最大腐蚀厚度，圆钢为0.07～0.2mm、扁钢为0.07～0.1mm、镀锌扁钢为0.065mm，故4～5mm厚扁钢就能满足设计要求。

7.2水下接地极

许多山庄依河两岸布阵，我们可利用人类赖以生存的河水作水下接地极。因为水的电阻率很低，容易得到低电阻值，水越深其电阻值越低。水下接地极电阻按Ｒ＝Ｋ0.245ρw(Ω)(ρw为水的电阻率)计算。Ｋ为水深系数，可从有关资料查到，ρw也可由测试或当地环保部门水文资料中查得。

8 结论

综上所述，从TT系统存在的三个问题入手作了详细的分析、探讨，并分七个问题分别提出了解决办法。

(注：本文获优秀论文三等奖)

许命寿洛阳有色金属加工设计研究院(471039)