低壓配電網接地是電氣安全的重要保證。正確接地是減少電擊與電氣火災的重要保證。可靠接地可保證發生對地短路后,保護開關及時切斷電源,減少電擊與電氣火災事故的發生。計量進戶安裝電能表時增加剩余電流保護器可有效防止電擊事故發生,所以接地是進行農村低壓電網改造時,必須重視的一個重要問題。
20世紀50年代,我國低壓配電系統采用TN-C系統,20世紀90年代開始采用TN-S或TN-C-S系統。現在國家要求低壓用戶不再采用TN-C系統,雙孔插座及插頭已不再使用,這主要是為了保證用電安全。TN-C系統將中性線(N)和保護接地線PE合為PEN線,用電設備金屬外殼通過中性線(N)接地。當相線與用電設備發生金屬性短路時,產生短路電流使斷路器跳閘,起到保護作用。當絕緣損壞發生非金屬性短路,故障電流達不到保護動作電流,斷路器不跳閘,金屬外殼對地電位升高,容易引起電擊事故與電氣火災。特別是在兩孔插座插反時,金屬外殼與相線連接,其電位為220 V,金屬外殼與大地間電阻較大時,其電流達不到保護動作電流,此時更加容易發生電擊事故與電氣火災。TN-C系統在中性線斷開時,用電設備金屬外殼對地電位升高,由于中性線(N)已斷開,電流為零,金屬外殼與大地間電阻較大,電源斷路器斷不開時,用電設備金屬外殼對地電位長期接近220 V,更容易發生電擊事故與電氣火災。對于TN-S接地系統,用電設備金屬外殼通過保護地線(PE)與大地可靠連接,當相線與金屬外殼發生金屬性短路,保護可動作跳閘,當發生絕緣損壞,安裝剩余電流斷路器時,剩余電流斷路器就會跳閘或發出報警信號,此時就可以有效防止電擊事故與電氣火災的發生。TN-S系統在發生中性線(N)斷開時,用電設備金屬外殼通過保護地線(PE)與大地連接,其對地電位仍然為零。
低壓配電系統三相供電時,中性線(N)斷開,三相負荷不平衡時,中性點發生漂移,三相對中性線電壓發生變化,從而燒毀用電設備,此種事故幾乎每年都發生,從而引起與用戶間的不必要的糾紛,對雙方都造成一定經濟損失。
10 kV變壓器低壓側引出線采用TN-C系統,即三相四線制,以便于架空線與電纜的施工。目前低壓電纜已經開始生產五芯電纜,以用于TN-S系統,它主要用于工礦企業內部低壓系統供電。在農村中仍以架空線為主。為了保證用電安全,從架空線引下后最好進行重復接地,然后再引出保護地線(PE),從而實現TN-C-S系統供電,保證用電安全,如果再安裝剩余電流保護,用電的安全就有保證。
三相負荷不平衡時,不平衡電流經過中性線(N)流回變壓器。當中性線(N)斷線,不平衡電流無法通過中性線(N)流回變壓器。變壓器二次側發生中性線(N)斷線,三相負荷不平衡,中性線(N)上電流為零,此時就可以檢測出中性線(N)斷線。當中性線(N)在中途甚至末端斷開,三相負荷不平衡時,斷線檢測就要經過較復雜的計算。現在單片機運行與采集速度越來越快,軟件功能也有很大提高,經過一定時間開發研究與試驗,這一問題一定可以解決。
在新產品未開發成功之前,比較合理的方案是沿街道利用架空線以TN-C(三相四線制)系統作為供電干線,由架空線引下時,由幾戶形成一個單相供電,單相供電從架空線引出后中性線(N)進行可靠的重復接地,然后再引出一根保護地線(PE),形成TN-S系統。對于單相負荷的用戶進入每戶電表箱及家庭為相線、中性線(N)與保護地線(PE),有條件的用戶可安裝小型剩余電流低壓斷路器進行保護,用電安全就可得到保證。
農田灌溉水井用電在農村電網中占有一定比例。為保證供電質量,供電線路提高為10 kV,然后再由若干臺小容量變壓器給多臺水井提供220/380 V電源。由于經濟條件限制,水井電機很少安裝斷相保護。當220/380 V用電負荷完全為三相電動機時,可以考慮在變壓器二次側安裝斷相保護。當某一電動機發生斷線,負荷不平衡發出信號并跳閘。
農村低壓配電網改造涉及面大,而且直接針對用戶,每戶投資雖然不大,但由于各戶生活水平與經濟條件的不同,實現起來困難比較大,還有一點就是百姓的用電安全意識與知識不足,所以電力部門必須加強用電安全意識的教育,做好用戶服務。提高農村用電管理水平,使農村用電質量以及用電安全水平不斷得到提高。
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