简析剩余电流动作继电器在油气田站场内监测路灯接地方式

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

【摘要】油气站站场内路灯接地方式多采用TT系统，部分采用TN-S系统，但无论TT系统还是TN-S系统均存在相应问题，为解决相应问题，本文建议油气田站场内路灯接地方式采用TN-S系统+局部TT系统。

【关键词】接地方式；转移故障电压；剩余电流动作保护器

0引言

适用于油气田场景中路灯的接地方式。本文将讨论TN系统或TT系统的单独使用中存在的问题，并提出解决合理化问题的建议。

1接地方式

根据其保护接地类型，低压配电系统分为TN系统、TT系统和IT系统。*带电导体与地球之间的关系，一个字母代表电源。T：一点电源直接与大地相连；I：电源与地球隔离或电源的一点通过高阻抗与地球连接。*两个字母说明了电气设备暴露导电部分与地球的关系。T：暴露导电部分直接接地；N:暴露导电部分通过连接接地电源的中性点来连接。

根据N线和PT线的不同组合，TN系统分为TN-C系统，TN-S系统和TN-C-S系统。TN-C系统中的N线与PE线合为PEN线；TN-在S系统中，N线与PE线**分开；TN-C-S系统的部分是TN-C系统，后部分是TN-C系统-C，另外一部分是TN-S系统。

本文不讨论IT系统，因为油气田站内的路灯接地系统采用TT或TN系统。

TN-S系统接地方式见图1.1-1，TT系统接地方式见图1.1-2。

2转移故障电压

在TN系统中，若任一相发生接大地故障，接地故障电流通过接地故障点、大地、配电变压器的接地电阻返回到变压器构成回路，由于接地故障点电阻较大导致故障电流较小，不足以使保护电器动作，故障电流就经配电变压器的接地电阻，使电源星型结点、中性线、PEN线、PE线以及电气装置的外露导电部分都将带对地故障电压。转移故障电压示意见图1.2-1。

3同一剩余电流动作保护电器所保护的设备应共用接地

如果同一剩余电流动作保护电器中保护的每个设备都是单独接地的，那么其中一个设备的中性线就会接地故障。由于中性线的接地电压接近零伏，剩余电流动作保护电器将不工作，故障将继续存在；如果另一台设备发生相线接地故障，故障电流ID的一部分ID1将通过系统接地电阻返回电源，另一部分ID2将通过中性线返回电源。ID2抵消了剩余电流动作保护电器的内部ID，剩余电流动作保护电器可能会被拒绝。所有设备将继续带有故障电压，导致电机事故。

如果同一剩余电流动作保护电器中保护的所有设备都采用共用接地，则ID都是金属通道，ID值非常大。虽然RCD拒绝移动，但过流保护电器可以立即移动，消除电风险。

4接地方式的比较

TN-S系统：油气田站内路灯采用TN-S系统，路灯存在因转移故障电压而对地面电压造成危险的安全隐患。

TT系统：油气田站路灯采用TT系统。根据GB50054-2011《低压配电设计规范》的相关规定，在TT系统中，配电线路间接接触保护的保护电器应使用剩余电流动作保护电器或过流保护电器。由于TT系统中的接地故障，除了金属导体外，故障电路中的剩余部分还与电源侧的系统接地和电气设备外漏垫的保护接地串联。其故障电路阻抗大于TN系统的故障阻抗，故障电流小。对于过流保护电器，接地电阻值非常低。

同一剩余电流动作保护电器保护的路灯需要共用接地，因此油气田站的路灯需要重新铺设接地装置，以连接所有路灯。由于油气田站路灯间距较大，共用接地装置需要重新铺设热浸镀锌扁钢，可靠连接站内同一剩余电流动作保护电器保护的路灯，导致接地部分成本高，造成浪费。

5.关于接地方式的意见

本文建议油气田站路灯接地系统采用TN系统+局部TT系统，保护电器采用剩余断路器，提高路灯接地系统的经济性，同时确保安全。

TN系统+局部TT系统，当发生转移故障电压时，局部TT系统可以降低路灯金属外壳的接地电压，确保人身安全；当单相短路接地故障发生时，剩余电流动作保护器灵敏度高，可直接配合断路器切断电路，保护设备和人身安全；当一个路灯的中性线接地故障，另一个路灯的相线接地故障时，断路器可以直接切断电路，保护设备和人身安全。

6安科瑞ASJ系列产品介绍

安科瑞ASJ系列剩余电流动作继电器和多回路剩余电流监测器可与低压断路器或低压接触器组成组合式剩余电流保护装置。主要适用于TT和TN系统配电线路，交流50Hz，额定电压400V及以下，用于保护电路的接地故障，防止设备损坏和接地故障电流引起的电气火灾事故，也可用于间接接触保护人身触电风险。

ASJ10/20系列剩余电流动作继电器

ASJ60系列剩余电流监测仪

6.1功能介绍

ASJ10/20系列剩余电流动作继电器具有以下功能：A型或者AC型剩余电流测量，剩余电流越限报警指示，额定剩余动作电流可设定，*限不驱动时间可设定，两组继电器输出，具有就地，远程“测试”、“复位”功能；

ASJ60系列剩余电流监测仪具有以下功能：16路剩余电流监测，1路预警继电器输出，16路报警继电器输出，2路DI输入，自动重合闸功能，远程通讯功能，远程分合闸功能。

6.2技术指标

ASJ10/20系列剩余电流动作继电器技术指标

ASJ60系列剩余电流监测仪技术指标

6.3选用说明

剩余电流动作继电器在应用时应注意低压系统的接线型式。

其余接线型式需要改造成以上两种型式使用，防止出线误动作或者不动作的情况。剩余电流互感器的选择应根据主回路的额定电流为参考选择，

实际应如图所示，互感器安装在主回路或者支路上，通过测量剩余电流判断是否驱动断路器动作。

ASJ10/20剩余电流继电器典型应用

ASJ60剩余电流监测仪典型应用

6.4注意事项

当采用剩余电流动作保护器（RCD）作为电击防护附加防护措施时，应符合下列规定：

· 额定剩余电流动作值不应大于30mA；

· 额定电流不超过32A的下列回路应装设剩余电流动作保护器（RCD）：

· 供一般人员使用的电源插座回路；

· 室内移动电气设备；

· 人员可触及的室外电气设备。

· 剩余电流动作保护器（RCD）不应作为*一的保护措施；

· 采用剩余电流动作保护器（RCD）时应装设保护接地导体（PE）。

参考文献：

[1]建筑物电气装置500问，王厚余编著，中国电力出版社，2008年4月1日出版

[2]路灯配电系统若干问题的探讨，李良胜章友俊，《建筑电气》2007年02月

[3]路灯低压供电系统保护接地方式分析，徐文雷《江苏科技信息》2009年01期

[4]张小田.浅谈油气田站场内路灯接地方式.

[5]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.06版

作者简介：叶根胜，男，安科瑞电气股份有限公司，主要从事剩余电流动作保护器的研发与应用，

原创作者：上海安科瑞新能源有限公司