第一章電氣安全基礎知識

2021-04-05 01:31:38 字數 2021 閱讀 7886

電網種類很多。按照電壓可分為1000伏以上的高壓電網和1000伏及1000伏以下的低壓電網; 按電流種類可分為交流電網和直流電網;按相數可分為三相電網和單相電網;按用途可分為動力電網、照明電網和專用電網等;按執行方式可分為直接接地電網、經阻抗接地電網和不接地電網等。接地電網和不接地電網對出現的各種電氣故障防護能力是不相同的。

本節將重點討論這兩種低壓電網的安全特徵。

一、接地電網

1. 單相觸電的危險性

如下圖所示 ,電網的中性點直接接地。即電網的低壓工作接地。正是由於中性線是通過工作接地與零電位的大地連在一起的,這時中性線可稱作零線。

當人體單相觸電時,電流經人體、鞋、大地以及電網的工作接地構成迴路,人體承受的接觸電壓和流過人體的電流分別為:

式中 u——電網相電壓

ro——工作接地電阻

rd——人腳下的土壤流散電阻

rs——鞋的電阻

rr——人體的電阻

由於rn、rd都很小,rr又有一定的範圍,觸電的危險性主要決定於rs的大小.例如,在u=220v、rn、rd 很小、rr=2000ω、rs=20000ω的情況下,人體承受的電壓和流過的電流約分別為20v和10ma。在用樣條件下,如果人沒有穿鞋或鞋的絕緣完全被破壞,則人體承受的電壓接近220v、流過的電流接近110ma。

由此可見,在接地電網中,單相觸電的危險性是比較大的。

結論:接地電網的單相觸電的危險性較大.考慮到線路的絕緣阻抗和重複接地(rc),情況也差不多.

2. 抑制過電壓的能力

過電壓是指一切對電氣裝置或電氣線路絕緣有危害的電壓公升高。電網中出現過電壓的原因很多,根據造成過電壓的原因,過電壓分可為外部過過電壓和內部過電壓。外部過電壓主要有雷擊過電壓、雷電感應過電壓、電磁感應過電壓和靜電感應過電壓等;內部過電壓主要有操作過電壓、諧振過電壓以及變壓器高壓侵入低壓等。

下面以變壓器高壓侵入低壓為例來分析接地電網的安全性。設高壓10kv, 低壓0.4kv(見圖2-17a),儘管高壓相線對地電壓將近為 5800v,但當高壓側意外與低壓側發生短路時(圖中是與低壓中性點短路),由於10kv是不接地電網,單相接地電流iad不超過 20~30a,如能控制rn≤4ω,即可限制低壓中性點對地電壓un不超過80~120v。

若變壓器為y/yo-12接法,可由電壓向量圖(圖2-17b)求得各相對地電壓,a相和b相為269~299伏、c相為140~100v。

2-17a 2-17b

結論:由於接地電阻小(一般rn≤4ω),接地電網可大大地抑制過電壓,減輕了觸電的危險性,同時由於控制了各導體間產生過大的電位差,也減輕了由放電火花所造成的火災的危險性。但是,該故障還是會影響到電氣裝置的正常執行應及時排除。

3.系統間的影響

有些裝置或供電線路系統採用了自然接地體,或者由於兩系統的接地裝置相距過近,當乙個系統發生接地故障,可能另乙個系統的中性線意外帶電。

結論:系統間存在影響。

原因:(1)兩系統間的接地裝置相距過近,接地電流的流散產生影響。

(2)兩系統共用接地裝置或兩接地裝置間存在某些電氣聯接產生影響。

措施:施工中採取適當的間距和隔離措施,外系統的影響是可以控制或消除的。

4. 一相接地的危險性

一相接地是電網最常見的故障之一。一相故障接地不僅破壞了電網的執行方式,破壞了電氣裝置的安全執行,甚至損壞電氣裝置本身,還有可能危及人身安全。如圖2-26α所示,接地電網一相故障接地時,接地電流id經故障接地電阻rd和工作接地電阻rn成迴路。

在一般低壓電網中,接地電流有時可達數十安。由電壓向量圖(圖2-26b)可以知道,各相對地電壓都發生了變化,並可用下列計算式表達:

在工作接地電阻符合規定的條件下( 一般要求rn≤4ω),可以把中性線對地電壓ud限制在50v以下;相應地,沒有接地的兩相對地電壓雖有所公升高,但一般不會超過250v。50v是安全電壓的限值、250v是帶電體對地電壓高、低壓劃分的限值。由此可見,在接地電網中,只要保持良好的工作接地,即可抑制各相對地電壓過分的波動。

結論:(1) 只要保證工作接地rn≤4ω,中性點對地電壓ud將被抑制;

(2) 由於故障接地電流id較大,一相接地故障易被檢測出來;

(3) 雖然觸電的危險性增加不大,但也將危及到電氣裝置的正常執行,應及時排除故障。

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