学术简报︱配电网用户设备接地-接零保护混用风险分析
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福州大学电气工程与自动化学院、国网福建省电力有限公司、国网福建省电力有限公司电力科学研究院的研究人员郭峰、李天友、郑文迪、吴涵，在2019年第8期《电气技术》杂志上撰文指出，我国低压配电网接地形式普遍采用TT系统，而在人口密度较大的城镇地区普遍采用TN-C-S系统。
针对低压配电网人身触电事故频发和漏保频跳的现象，课题组在福建部分地区对采用TT系统和TN-C-S系统区域展开调研，发现用户侧设备保护接线不规范，同一台区的用户设备存在不接保护线、保护接地与保护接零混用的现象。
本文对TT系统、TN-C-S系统中在单相接地故障、相线碰壳、“断零”3种情况下对设备接地-接零保护混用存在的安全风险进行分析，这对现场规范设备保护接线具有实践指导意义。
低压配电网接地形式广泛采用的TT系统，具有建设前期投资小、又可配置3级漏电保护器等优点，在一定程度上规避了人身触电的风险。在城镇地区广泛采用TN-C-S系统，将电源前段PEN线合一，再将后段PE、N线分开，使PE线重复接地，并且分开后不再合一。
根据国标GB 14050—2008《系统接地的形式及安全技术的要求》中对TT系统的定义，即“电源端有一点直接接地，电气装备的外露可导电部分直接接地”，要求带金属外壳的设备采用接地保护。根据对TN系统的定义，即“电源端有一点直接接地，电气装置的外露可导电部分通过保护中性线导体或保护导体连接到此接地点”，要求带金属外壳的设备采用接零保护。
但在实际工程现场，并不能对同一接地系统的设备外壳进行规范化保护接线。在调研中发现，同一台区现场设备外壳的保护接线较为复杂，有设备外壳不接保护线的，如图1中1号设备所示；有设备外壳接地保护的，如图1中2号设备所示；也有设备外壳从PEN线引出PE线做接零保护的，如图1中3号设备所示。这些做法可能使得某个台区所有接零设备外壳都带上电压。
本文针对这一现场情况，分析在发生单相接地故障（分为金属性接地和高阻接地）、相线碰壳、“断零”这3种情况下，在接地保护和接零保护混用的台区存在的安全风险。
图1 TT系统单相接地故障示意图
低压配电网用户侧设备接地-接零保护混用存在一定的安全风险。对TT系统而言，在发生金属性单相接地故障、相线碰壳、“断零”时，会使得接零设备外壳带上超过50V的危险电压；当发生高阻性单相接地故障时，虽接零设备外壳电压可以忽略不计，但无法靠漏保切除故障，存在一定的安全隐患；当发生“断零”时，电源侧中性点电位会发生漂移，使得设备无法正常工作。
而对于TN-C-S系统而言，因PEN线重复接地，总保无法投运。在发生单相接地、相线碰壳时，虽然接零设备外壳带上的电压相对于TT系统较小，但同样存在一定的风险，并且无法靠漏保切除金属性与高阻性单相接地的故障。因此，针对同一接地形式的台区应规范设备外壳保护方式，不要将接地-接零保护混用，杜绝发生人身触电事故，避免出现漏保频跳的现象，提高低压配电网供电的可靠性和安全性。