带你了解IT系统内发生第二次故障时的自动切断电源

第二次故障

当在另一相线或中性线上发生第二次故障时，必须快速切除故障。在下述不同情况下，切除故障的要求也是不同的：

第一种情况

电气装置内所有的外露可导电部分都连接到一共同的PE线上，如图表F18所示。

在此情况下故障电流路径内没有接地极，这样故障电流将很大，可采用通常的过电流保护电器，即断路器和熔断器。

第一次故障可能发生在电气装置内的远端，而第二次故障则可能发生在电气装置的另一远端。为此当确定过电流保护电器故障动作整定值时，通常取回路阻抗的两倍值。

当IT系统内除3根相线外还有1根中性线时，如果（两个）故障中的一个故障是中性线与地间的故障（在IT系统内四根导线都是与地绝缘的），则将出现最小的短路故障电流。 因此在四线的IT电气装置内必须用相线对中性线的电压来验证短路时是否满足

的要求。

式中：

Uo—— 相线对中性线的电压；

Zc—— 故障回路的故障电流回路阻抗；

Ia—— 跳闸整定电流。

如果未配出中性线，则用以计算故障电流的电压为相间电压，即

最大切断电源时间

IT系统的切断电源时间视不同电气装置外露可导电部分如何互相连接而定。

对于额定电流不大于32 A的给电气设备供电的末端电路，且其外露可导电部分之间相连接，其最大跳闸时间示于图表F13。对于在同一组内外露可导电部分互相连接的其他回路，其最大切断电源时间为5s，这是因为在这些同一组的回路内如果发生两个回路异相接地故障时，其短路电流是与TN系统相同的。

对于额定电流不大于32 A的给电气设备供电的末端回路，且其外露可导电部分系连接于无电气联系的单独的接地极上，其最大切断电源时间列于图表F10，对于外露可导电部分不互相连接的其他回路，其最大切断电源时间为1s，这是因为当发生两个回路异相接地故障时，其中的一个绝缘故障发生在这一个组内，而另一个绝缘故障则发生在另一个组内，这时故障电流将像TT系统那样受到各个接地极电流的限制。

断路器保护

在图表F18所示的情况下必须确定瞬动和短延时过电流跳闸的整定值，上文建议的时间值要求是很易于满足的。

示例：在图表F18所示的情况下，在短路保护中如选用NSX160型断路器，对回路负载端发生的异相接地故障是适用的。

提示：在IT系统内如两个回路发生异相接地故障，是假设它们的导体长度和截面相同，且其PE线的截面和相线截面也相同来进行计算的。在这种情况下，当采用“通用法”进行计算时，回路的回路阻抗将是TN系统条件下一个回路的阻抗计算值的2倍。

这样回路1的回路FGHJ的电阻

式中：

ρ——长度为1 m，截面为1mm²铜导体的电阻（mΩ）

L——回路的长度（m）

a——导体的截面积（mm²）

R_FGHJ=2 x 23.7 x 50/35 = 67.7mΩ

BCDEFGHJ回路的电阻为2 x 67.7 = 135mΩ.

故障电流将为

熔断器保护

为保证熔断器在上文规定的时间内熔断的电流I_a可在图表F15所示的曲线上查到。此电流I_a宜大大小于计算所得的回路故障电流。

RCCB（剩余电流断路器）保护

对小的短路电流需采用RCCB，此时可在每个回路上装设一个RCCB能得到故障防护。

第二种情况

在这种情况下外露可导电部分各自单独接地（每一部分有自己的接地极），或分组接地（一组设备的外露可导电部分共用一接地极）。

如果全部外露可导电部分不是连接到一个共用的接地极系统，则第二次故障可能发生在不同的接地组内或单独接地的某一电器内。对于该种情况需要附加防护措施，对每一组电器或每一台单独接地的电器装设带RCD功能的断路器。

这一要求的理由是各分组的接地极通过大地而互相“连接”，这样，流经不同相之间的接地故障电流通过与大地的连接点时，将受到接地极与大地间接触电阻的限制，因此采用过电流保护电器作保护不可靠，需要采用更灵敏的RCD，且RCD的动作电流必须远远大于第一次故障的故障电流（见图表F19）。

在一共用接地极的一组电器内发生第二次故障时，其过电流保护电器的动作见前文第一种情况内的介绍。

在三相四线电气装置内中性线的过电流防护有时可通过在单芯的中性线上装设环型电流互感器来实现（见图表F20）。