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试议住宅楼TNCS接地系统在住宅楼供电系统中运用

收藏本文 2024-03-08 点赞:7616 浏览:24744 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘 要:在早期的住宅楼供电系统中,大多采用TN-C(三相四线制)供电。但随着住户用电量的增加及线路老化等原因,以及在线路检修过程中,出现线路火、零线接反等事故,造成多户家用电器烧毁、金属电器外壳带电等事故的发生。为此,在住宅区每一进户处加装重复接地,即局部采用TN-S(三相五线制)供电,避免类似事故的发生。
关键词:接地系统中性线住宅楼

1、前言
实践证明,配电系统中的接地是当前我国低压电力网中的一种行之有效的安全保护措施。不同的接地类型使用的客观环境不同,因此如果选择使用不当,不仅会影响客户使用的保护性能,还会影响电网的供电可靠性。这就要求工作人员要认识和了解不同类型的接地,掌握他们的保护方式和使用范围。
低压配电系统按保护接地的形式不同可分为:IT系统、TT系统和TN系统。IT系统适用于环境条件不良,易发生单相接地故障的场所,以及易燃、易爆的场所。TT系统广泛应用于城镇、农村居民区、工业企业和由公用变压器供电的民用建筑中。TN系统(又可分为TN-C、TN-S、TN-C-S三种)主要适用于城镇公用低压电力网和厂矿企业等电力客户的专用低压电力网。当前,我国住宅小区通常采用TN-C-S系统,即实行三相四线和三相五线制混合供电方式。本文主要对我公司住宅小区实际遇到的问题和解决办法进行介绍。

2、TN-C(三相四线制)在住宅楼供电系统中存在的隐患

我公司有一早年建造的住宅小区,共23幢,约800户的住户,供电模式为:用架空线路向各住宅楼供电,即采用TN-C(三相四线制)供电(如图1所示):

每幢楼装设一总开关箱,每户装设分电能表和分刀闸开关,L1、L2、L3相分别供一、二、三单元(为使电路简洁,以灯泡代替户内负载,每个单元只画一户)。该小区在90年怎么发表生了一起用电事故,就是供给8、9、10幢供电线路零线,因用电负荷过重,再加上线路老化、年久失修,造成8、9、10幢零线因过负荷烧断事故,造成十多台彩电和其他电器、灯具烧毁,损失惨重。另外一起事故为,在线路检修过程中,由于检修人员疏忽,在重新搭接进户线路时,因火线、零线接反,造成住户冰箱外壳带电,幸亏及时发现,才避免事故的进一步扩大。因此三相四线制在住宅小区中供电,存在许多缺陷。

3、事故调查与分析

3.1、据8、9、10幢住户反映,事发当晚7:00,部分住户照明灯突然变亮,随后电灯、彩电烧坏,多用插座上的电压表指针打到280V以上,而另一部分住户电灯则突然变暗。事故中,电灯突然变亮的住户中有10多台彩电和若干电器及电灯烧毁,而电灯突然变暗的住户则没有发生电器损坏。

3.2、现场勘察

根据住户描述的情况,可以初步判定为零线断线事故造成,据此对8、9、10三幢供电线路进行检查,发现供给8、9、10幢线路中零线烧断。重新连接零线,供电恢复正常,但供电线路中,类似隐患没有消除。这在事隔不久的一次线路检修中,得到了验证。事故是这样的,在更换进户线过程中,由于检修人员的疏忽,火线、零线接反,造成

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住户冰箱外壳带电,幸好及时发现,才避免事故的进一步扩大。

3.3、事故分析

3.3.1、从事故的调查和分析可知,在供给8、9、10幢的供电线路中,因总零线烧断,则在另外两住户间通过内部零线加上380V电压(如图2所示):

为使接线简便,图中只标出8、9两幢接线图,每一个单元只用一个住户表示。以8幢为例,如图2所示a、b两住户的用电设备,从D点至a点用电设备,通过零线再到b用电设备,回到E处,晚上7:00左右正是用电高峰时,此事在M处断线,则加上a、b用电设备上的电压为380V。如两处用电负荷均衡,则a、b处分配的电压约为190V,用电设备不会烧坏。因各家用电负荷不同,故a、b两处的用电负载不同,则加在a、b住户上的电压不同。如a住户正在用彩电,b住户正在用电加热水器,彩电的功率约为100W。
其电阻约为:
Ra=U2/P=2202/100=484Ω
电热水器的功率约为1KW,其电阻约为:
Rb=U2/P=2202/1000=48.4Ω
两用电设备串联后接到380V电路上,则其设备两端分配的电压分别为:
Ua=380*Ra/(Ra+Rb)=380*484/(484+48.4)=345V
Ub=380*Rb/(Ra+ Rb)=380*48.4/(484+48.4)=34.5V
很明显加在彩电上的电压已远远高于正常220V使用电压,从而造成彩电烧毁,酿成大量家用电器和电灯烧毁事故。
3.3.2、由事故调查和分析可知,造成这些事故的原因表面上看是由于零线烧断而引起,但实质上是由于进户线路没有加装重复接地而发生的。如果每一进户线处加装重复接地,也就是采用TN-C-S系统供电。即使零线烧断,也不会发生家用电器烧坏事故。

3.4、防范措施

为防止零线断线而造成事故发生,我们临时在进户处采取重复接地措施,也就是在每一进户线路处零线上加装重复接地,以8幢、9幢为例,如图3所示:

此系统中在发生零线断线,碰壳或接地短路时,可很大程度降低,零线对地电压。但此系统没有真正消除事故隐患。因为如果发生进户线路在重复接地后零线断线(如图中P处),类似事故同样会发生。

4、TN-C-S系统在住宅小区中的应用

我国原实行的是福利分房制度,像我单位都是自建住宅楼分配给职工。这些老式住宅楼电力线路设计、安装不合理,电器配置落后,线路陈旧老化,设计容量偏低。同时,房屋所有权单位,疏于管理,或者经房改成私房了,而日常运行没有物业管理的支持,加上居民缺乏用电常识、安全意识淡薄、私接乱接和以铜线代替熔丝等违章现象比比皆是。为防止此类事故继续发生,我们制定出了切实可行的整改方案,增大供电容量,同时按GB50096-1999《住宅设计规范》等标准,对线路进行改造。也就是采用TN-C-S系统供电,以确保做到安全供电。

4.1、增加供电容量

随着住户生活富裕,用电量日益增长,现一台变压器供给小区用电以不能满足其需求,故需增大供电容量,且每户按8KW负荷进行配备,每三幢住宅楼配备一台变压器,以确保住户用电需要。

4.2、对原供电线路进行改造

原线路陈旧老化,设计容量偏低,以不能满足要求,故对原供电线路按GB50096-1999《住宅设计规范》标准,进行重新更换,以保证供电线路的安全。

4.3、采用TN-C-S系统(三相四线与三相五线混合系统)供电

系统中有一部分中性线和保护是合一的,而且一部分是分开的。它兼有TN-C系统和TN-S系统的特点。也就是把原供电系统中每幢三相四线进线,改为为每一单元单相进线,并在进线处加一重复接地,仍以第8幢为例,如图4所示:




采用此系统供电安全可靠,并从根本上消除了因发生零线断线等原因,而使事故发生。

5、结束语

我公司2000年对住宅小区进行改造后,运行至今,未发生任何事故。
参考文献
原水利部 颁发,《电力设备接地设计技术规程》,1979.1
国家质量技术监督局建设部联合发布,《住宅设计规范》,1999.6

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