接地系統知識

2021-03-03 22:52:00 字數 4319 閱讀 2664

工作接地就是變壓器處中性點接地;

保護接地是裝置金屬外殼經接地線接到接地體上;

保護接零就是金屬外殼接保護零線。

以保護人身安全為目的,把電氣裝置不帶電的金屬外殼接地或接零,叫做保護接地及保護接零。

用電規程規定保護接地電阻應≤4ω,而人體的電阻一般大於2000ω(乾燥2kω,出汗時1kω,有傷口時800ω),根據歐姆定律,絕緣損壞時通過人體的電流僅為總電流的1/500。

國際電工委員會(iec)對供電系統作了統一規定:分為it系統、tt系統、tn系統,其中tn系統包含tn-c、tn-s、tn-c-s系統。

【tt系統】

tt方式供電系統tt方式是指將電氣裝置的金屬外殼直接接地的保護系統,稱為保護接地系統,也稱tt系統。

【tn 系統】

在tn系統中,所有電氣裝置的外露可導電部分均接到保護線上,並與電源的接地點相連,這個接地點通常是配電系統的中性點。tn系統,稱作保護接零。當故障使電氣裝置金屬外殼帶時,形成相線和零線短路,迴路電阻小,電流大,能使熔絲迅速熔斷或保護裝置動作切斷電源。

tn系統的電力系統有一點直接接地,電氣裝置的外露可導電部分通過保護導體與該點連線。

tn系統通常是乙個中性點接地的三相電網系統。其特點是電氣裝置的外露可導電部分直接與系統接地點相連,當發生碰殼短路時,短路電流即經金屬導線構成閉合迴路。形成金屬性單相短路,從而產生足夠大的短路電流,使保護裝置能可靠動作,將故障切除。

如果將工作零線n重複接地,碰殼短路時,一部分電流就可能分流於重複接地點,會使保護裝置不能可靠動作或拒動,使故障擴大化。

在tn系統中,也就是三相五線制中,因n線與pe線是分開敷設,並且是相互絕緣的,同時與用電裝置外殼相連線的是pe線而不是n線。因此我們所關心的最主要的是pe線的電位,而不是n線的電位,所以在tn-s系統中重複接地不是對n線的重複接地。如果將pe線和n線共同接地,由於pe線與n線在重複接地處相接,重複接地點與配電變壓器工作接地點之間的接線已無pe線和n線的區別,原由n線承擔的中性線電流變為由n線和pe線共同承擔,並有部分電流通過重複接地點分流。

由於這樣可以認為重複接地點前側已不存在pe線,只有由原pe線及n線併聯共同組成的pen線,原tn-s系統所具有的優點將喪失,所以不能將pe線和n線共同接地。

由於上述原因在有關規程中明確提出,中性線(即n線)除電源中性點外,不應重複接地。

【tn-s 系統】

該系統中保護線和中性線分開,系統造價略貴。除具有tn-c系統的優點外,由於正常時pe線不通過負荷電流,故與pe線相連的電氣裝置金屬外殼在正常執行時不帶電,所以適用於資料處理和精密電子儀器裝置的供電,也可用於**危險環境中。在民用建築內部、家用電器等都有單獨接地觸點的插頭。

採用 tn-s供電既方便又安全。

【tn-c系統】

該系統中保護線與中性線合併為pen線,具有簡單、經濟的優點。當發生接地短路故障時,故障電流大,可使電流保護裝置動作,切斷電源。

該系統對於單相負荷及三相不平衡負荷的線路,pen線總有電流流過,其產生的壓降,將會呈現在電氣裝置的金屬外殼上,對敏感性電子裝置不利。此外,pen線上微弱的電流在危險的環境中可能引起**。所以有**危險環境不能使用tn-c系統,。

【tn-c-s系統】

該系統pen線自a點起分開為保護線(pe)和中性線(n)。分開以後n線應對地絕緣。為防止pe線與n線混淆,應分別給pe線和pen線塗上黃綠相間的色標,n線塗以淺藍色色標。

此外,自分開後,pe線不能再與n線再合併。

tn-c-s系統是乙個廣泛採用的配電系統,無論在工礦企業還是在民用建築中,其線路結構簡單,又能保證一定安全水平。

tn-s系統pe線是接地,n線是零線。它們只能在變壓器的中心點上相連,其它地方是不允許連在一起的!

一、保護接地

在中性點不接地的三相電源系統中,當接到這個系統上的某電氣裝置因絕緣損壞而使外殼帶電時,如果人站在地上用手觸及外殼,由於輸電線與地之間有分布電容存在,將有電流通過人體及分布電容回到電源,使人觸電,如圖6-7-13所示。在一般情況下這個電流是不大的。但是,如果電網分布很廣,或者電網絕緣強度顯著下降,這個電流可能達到危險程度,這就必須採取安全措施。

保護接地就是把電氣裝置的金屬外殼用足夠粗的金屬導線與大地可靠地連線起來。電氣裝置採用保護接地措施後,裝置外殼已通過導線與大地有良好的接觸,則當人體觸及帶電的外殼時,人體相當於接地電阻的一條併聯支路,如圖6-7-14所示。由於人體電阻遠遠大於接地電阻,所以通過人體的電流很小,避免了觸電事故。

保護接地應用於中性點不接地的配電系統中。

二、保護接零

(一)保護接零的概念

所謂保護接零(又稱接零保護)就是在中性點接地的系統中,將電氣裝置在正常情況下不帶電的金屬部分與零線作良好的金屬連線。圖6-7-15是採用保護接零情況下故障電流的示意圖。當某一相絕緣損壞使相線碰殼,外殼帶電時,由於外殼採用了保護接零措施,因此該相線和零線構成迴路,單相短路電流很大,足以使線路上的保護裝置(如熔斷器)迅速熔斷,從而將漏電裝置與電源斷開,從而避免人身觸電的可能性。

保護接零用於380/220v、三相四線制、電源的中性點直接接地的配電系統。在電源的中性點接地的配電系統中,只能採用保護接零,如果採用保護接地則不能有效地防止人身觸電事故。如圖6-7-16所示,若採用保護接地,電源中性點接地電阻與電氣裝置的接地電阻均按4ω考慮,而電源電壓為220v,那麼當電氣裝置的絕緣損壞使電氣裝置外殼帶電時,則兩接地電阻間的電流將為:

熔斷器熔體的額定電流是根據被保護裝置的要求選定的,如果裝置的容量較大,為了保證裝置在正常情況下工作,所選用熔體的額定電流也會較大,在27.5a接地短路電流的作用下,將不會熔斷,外殼帶電的電氣裝置不能立即脫離電源,所以在裝置的外殼上長期存在對地電壓ud,其值為:ud=27.

5*4=110v。

顯然,這是很危險的。如果保護接地電阻大於電源中性點接地電阻,裝置外殼的對地電壓還要高,這時危險更大。

在同一供電系統中,一般不允許保護接零線和保護接地線同時採用。否則當用電裝置漏電碰及裝置機殼後,若經過機殼、接地體形成的短路電流不能及時切斷線路,零線電位公升高,這樣使所有接零線的用電裝置的金屬外殼或框架就出現了對地電壓,造成更多的觸電。

電源電性點不接地的三相四線制配電系統中,不允許用保護接零,而只能用保護接地。在電源中性點接地的配電系統中,當一根相線和大地接觸時,通過接地的相線與電源中性點接地裝置的短路電流,可以使熔斷器熔斷,立即切斷發生故障的線路。但在中性點不接地的配電系統中,任一相發生接地,系統雖仍可照常執行,但這時大地與接地的相線等電位,則接在零線上的用電裝置外殼對地的電壓將等於接地的相線從接地點到電源中性點的電壓值,是十分危險的,如圖6-7-18所示。

三、重複接地

對於tn—s系統,重複接地就是對pe線的重複接地,其作用如下:

(1)如不進行重複接地,當pe斷線時,系統處於既不接零也不接地的無保護狀態。而對其進行復重接地以後,當pe正常時,系統處於接零保護狀態;當pe斷線時,如果斷線處在重複接地前側,系統則處在接地保護狀態。進行了重複接地的tn—s系統具有乙個非常有趣的雙重保護功能,即pe斷線後由tn—s轉變成tt系統的保護方式(pe斷線在重複接地前側)。

pe與n它們在變壓器的中心點上相連。

(2)當相線斷線與大地發生短路時,由於故障電流的存在造成了pe線電位的公升高,當斷線點與大地間電阻較小時,pe線的電位很有可能遠遠超過安全電壓。這種危險電壓沿pe線傳至各用電裝置外殼乃至危及人身安全。而進行重複接地以後,由於重複接地電阻與電源工作接地電阻併聯後的等效電阻小於電源工作接地電阻,使得相線斷線接地處的接地電阻分擔的電壓增加,從而有效降低pe線對地電壓,減少觸電危險。

(3)pe線的重複接地可以降低當相線碰殼短路時的裝置外殼對地的電壓,相線碰殼時,外殼對地電壓即等於故障點p與變壓器中性點間的電壓。假設相線與pe線規格一致,裝置外殼對地電壓則為110v.而pe線重複接地後,從故障點p起,pe線阻抗與重複接地電阻re同工作接地電阻ra串聯後的電阻相併聯。

在一般情況下,由於重複接地電阻re同工作接地電阻ra串聯後的電阻遠大於pe線本身的阻抗,因而從p至變壓器中性點的等效阻抗,仍接近於從p至變壓器中性點的pe線本身的阻抗。如果相線與pe線規格一致,則p與變壓器中性點間的電壓upo仍約為 110v,而此時裝置外殼對地電壓up僅為故障p點與變壓器中性點間的電壓upo 的一部分,可表示為:up=upo×re/(ra+re)

假設重複接地電阻re為10ω,工作接地電阻ra為4ω,則up=78.6v.

如果只是對n線重複接地,它不具有上述第(1)項與第(3)項作用,只具有上述第(2)項的作用 .對於tn—s系統,其用電裝置外殼是與pe線相接的,而不是n線。因此,我們所關心的更主要的是pe線的電位,而不是n線的電位,tn—s系統的重複接地不是對n線的重複接地。

如果將pe線和n線共同接地,由於pe線與n線在重複接地處相接,重複接地前側( 接近於變壓器中性點一側)的pe線與n線已無區別,原由n線承擔的全部中性線電流變為由n線和pe線共同承擔(一小部分通過重複接地分流)。可以認為,這時重複接地前側已不存在pe線 ,只有由原pe線及n線併聯共同組成的pen線,原tn—s系統實際上已變成了t n—c—s系統,原tn—s系統所具有的優點將喪失,故不能將pe線和n線共同接地。

接地系統介紹

1.接地系統概述 接地系統國際上沒有統一的標準,只要在理論上能站住腳 在工程實踐中行之有效,各國可以有自己的接地規範和習慣做法。下面主要介紹我國的做法,也吸取了美國同行的經驗,僅供借鑑。1.1 為什麼要接地 1.裝置的工作接地 為射頻電流提供均勻和穩定的導體,穩定電路的對地電位,為瞬態功率雜訊提供天...

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