電氣火災在火災事故中占有很大比例,僅次于一般由火引起的火災。而電氣火災中有相當一部分是由接地故障引起的。本文就幾種低壓接地保護方式的防火安全程度作一探討。
低壓接地故障是指相線對地及與地有聯系的導體之間的短路,包括相線與大地、PE線、PEN線、設備金屬外殼、金屬管道及金屬構件等之間的短路,針對低壓接地故障而采取的保護措施為接地故障保護,即把在故障情況下可能呈現危險的對地電壓的金屬部分同大地緊密地連接起來,從而降低對地的危險電壓;提供低阻抗電流通路,以便線路保護裝置可靠動作、切斷故障回路,。低壓接地故障保護的方式在TN-C、TN-S、TT、IT幾種接地形式不盡相同。
1、TN-C系統：此系統中PE線與N線合二為一,是過去廣泛采用的接零保護方式。正常工作時,PEN線上有不對稱負荷電流通過,可能有三次諧波電流通過,在PEN線上產生的壓降將呈現在與PEN線相連的用電設備外殼以及線路的金屬導管上。當發生PEN線斷線(或PEN線連接端子連接不牢)或相地短路故障時,會呈現較高的對地故障電壓,且某一處的故障電壓可沿PEN線竄至其它部位,當電氣設備外殼和金屬套管上帶上此危險電壓,就可能出現一處或多處對地打火,產生電弧,引燃附近易燃物,造成火災。此系統不很安全,一般用于三相負荷基本平衡的一般企業。
2、TN-S系統：此系統中PE線與N線分開設置,正常工作,PE線上沒有不平衡電流通過,與PE線相連的設備外殼不帶電位,只是在接地故障時才帶電位,因而上述故障危險可大為減少。此系統應用較廣,但應確保接地保護裝置動作的可靠性,PE連接端子應連接牢固。
3、TT系統：此系統中,設備金屬外殼用單獨接地極接地,與電源的接地無直接聯系,設備外殼是地電位,不會產生火花或電弧。因此,較為安全。但當發生接地故障時,故障電流需通過設備接地電阻和電源接地電阻,回路阻抗較大,故障電流比TN系統小,降低了線路保護裝置的靈敏感,隨著漏電保護器的開發和應用,克服了TT系統保護電器不靈敏的弱點。
4、IT系統：此系統中電源中性點對地絕緣或經消弧線圈接地。當發生接地故障時, 故障電流為非故障相的對地電容電流,故障電壓不超過50V,不會產生電火花或電弧,一般場所不要求立即切除故障回路,只需發出報警信號,并在規定時間內消除故障,就能保證了供電的可靠性。因此,IT系統用于煤礦等對防火有特殊要求的場所,但IT系統不宜配出中性線,另外,對電源及用電設備耐壓要求也較高。
5、改善TN系統的保護性能
(1)重復接地：重復接地的概念即將TN系統中PEN(PE)線,通過接地裝置與大地再次接地。重復接地可降低設備漏電引起的對地電壓,減輕PEN(PE)線斷線引起的危險性,縮短故障持續時間,從而減少了低壓接地故障引起火災的危險性。
(2)總等電位聯結：總等電位聯結就是將建筑內進線配電箱PE母排;由接地極引來的接地干線、用電設備外殼、公用設施各管道以及建筑物的金屬結構等互相連接。等電位連接可顯著降低建筑內發生接地故障的接觸電壓,消除由建筑物外沿PEN（PE)線竄入的危險故障電壓,降低保護電器動作不可靠帶來的危險性,還可減少雷電危害。不僅有利于防人身電擊,也有利于防電氣火災。
(3)建筑總進線安裝防火的漏電保護器,由于電弧性短路靠斷路器、熔斷器往往難以在起火前及時切斷電路,但接地故障產生的剩余電流可使漏電保護器及時動作,從而顯著提高線路保護裝置的靈敏度和可靠性,大大縮短故障時間,降低接地故障引起火災的危險性。
(4)提高PEN(PE)線的連接質量。
(5)正確選定PEN(PE)線的線芯截面。
