在配电线路保护中称作接地故障保护,以区别于一般的单相短路保护。当一个或多个相导线与地之间出现电气故障时,接地故障保护通过跳脱断路器或报警来示警。这种功能可以一体化设计在断路器上。为防止电击,正常环境中当接触电压超过50V时,应在规定时间内切断故障电路。
在电气故障情况下,为防止因间接接触带电体而导致人身电击,因线路故障导致过热造成损坏,甚至导致电气火灾,低压配电线路应按《低压配电设计规范》(GB50054- 95) 要求装设短路保护过负载保护和接地故障保护,用以分断故障电流或发出故障报警信号。现行的设计和施工中均提出在低压配电线路中需设置接地故障保护。在《低压配电设计规范》(GB50054- 95)指出,接地故障产生的接地电弧可能引起火灾危险。为减少接地故障引起的电气火灾危险而装设的剩余电流监测或保护电器,其动作电流不应小于300mA;当动作于切断电源时,应断开回路的所有带电导体。第5.2.19至.2.23条中分别详细的对几种不同接地型式的系统,明确指出所应采用的不同接地故障保护方式及条件。
这种保护方式因利用所控制的
线路断路器,在不增设其他装置就可以实现接地故障保护功能,所以方便易行。但应能满足规范所要求的在发生故障时,断路器切断故障电流的允许时间。
三相四线制配电线路正常运行时,如果三相负载完全平衡,无谐波电流,忽略正常
泄漏电流,则流过中性线N的电流为0,即零序电流为0;如果三相负载不平衡,则产生零序电流,如果某一相发生接地故障时,零序电流将大大增加。因此利用检测零序电流值发生的变化,可取得接地故障的信号。所以利用零序电流来实现接地故障保护时其动作电流应大于
三相不平衡电流。
剩余电流保护所检测的是三相电流家中性线电流的相量和,三相四线配电线路正常运行时,即使三相负载不平衡,剩余电流只是线路泄漏电流,配电线路在没有发生接地故障时,三相负荷电流与中性线电流的矢量和无论三相负荷电流平衡与否它们的电流均为零,即|IA|+|IB|+|IC|+|IN|=0。零序电流保护一般适用于TN接地系统。对于TT系统;因三相不平衡电流较大,故TT系统在故障回路阻抗大,所发生的单相接地故障电流Id 远小于不平衡电流,很难检测出故障电流,所以零序电流保护不适用于TT接地系统。从利用剩余电流来完成接地故障保护的原理分析可知它保护动作整定电流可以从mA级到A级,有相当高的动作灵敏度。对于TN、TT、IT接地系统均可以运用。但不适用于TN 系统中TN- C接地系统。在TN- C接地系统中保护线PE和中性线N是合为一根PEN线,在正常工作时PEN线要流过三相不平衡电流,当发生单相接地故障时所发生的故障电流也要从PEN线流过,所以剩余电流保护装置无法检测出剩余电流。无论是通过电流保护兼接地故障保护,还是零序电流保护或剩余电流保护,它们都是我国现行规范允许的接地故障保护措施之一,在实施过程中都必须与等电位联接相结合使用,才能完善保护作用。保护电器的装设位置:a.对于树干式配电系统,保护电器应装设在被保护线路与电源线路的连接处。b.当从干线引出的敷设于不燃烧或难燃材料管槽内的分支线,为了操作维护方便,可将分支的保护电器装设在距连接点大于3 米处。c.一般情况下,应在三相线路上装设保护电器,在不引出N线的IT系统中,可在二相上装设保护电器。d.N线上保护电器的装设。在TN- S 系统或TT系统中,当N线的截面与相线相同,或虽小于相线但已能被相线上的保护电器所保护时,N线上可不装设保护。e.断开N线。总之,用电设备的接地接地及安全设计,应根据安全保护所具备的条件并结合工程的特点、规模、地质特点等具体情况确定接地系统的形式。根据低压配电系统的不同的接地型式而采取不同的接地保护措施,以保证供电系统的安全和可靠。