防触电配电变压器的研究与分析

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1、防触电配电变压器的研究与分析　　目前配电电力变压器均使用三相四线制低压供电方式，由于民用照明用电使用其中的一线一地单相供电，常常会引起人身触电和设备烧毁事故的发生。本文介绍了一种Y，YE型防触电变压器，该型变压器的二次侧内部结构采用双卷芯双绕组，将380V三相动力与220V单相照明分开，各自一组绕组，互不连接，380V三相动力绕组采用Y型接线，中性点不接地，220V照明采用E型接线，中性点经电阻接地。从而该变压器从根本上解决了人员触电和零线中断后，发生某相电压升高烧毁用户电器的事故。　　关键词：防触电；配电；电力变压器；Y，Y

2、E型接线　　0引言　　目前配电电力变压器均采用三相四线制的低压供电方式，该方式给人们的生产和生活带来极大的方便，既可以供三相动力又可以供单相民用照明。但是同时也会给人身带来一些危险和伤害。因为三相四线供电方式采用零线接地，各相对地电压为220V，一旦人体碰触火线或漏电的设备，人体与地形成回路，触电伤害就会发生；或如果零线中断，还会发生某相电压升高烧毁用户电器的事故。在我国每年都会发生上百万起触电伤亡和烧毁用户电器事故，其中单相触电事故占90%以上。为了避免人身触电和过电压的发生，人们研究出了各种漏电保护和过电压保护装置来减少上

3、述事故。这些装置都是在故障发生之后才启动的，可阻止人身伤亡事故的发生和事故的扩大，因此我们称这种保护为“被动保护”，一旦这些保护装置失灵或反映动作缓慢，事故仍会发生。因此它们始终没有从根本上跳出“被动保护”的圈子，那么我们能不能变“被动”为“主动”，从根本上解决触电和烧毁用户电器的难题，本文介绍了一种新型Y，YE型防触电配电变压器，它从根本上解决了人员触电和零线中断后，发生某相电压升高烧毁用户电器的事故。　　1研究方向　　目前配电变压器主要是三相四线制，既有三相动力又有单相民用照明，在城乡和农村，动力负荷不大，大部分是220V

4、照明用电。所以要想从根本上解决不触电，就要从源头变压器上入手，设计一种变压器使人触及火线后能经电阻形成回路，工作电压不发生变化，人体的触电电压降低到安全范围以内，这样通过人身的电流变得很小，从而解决“电人”的老大难问题。　　2设计思路　　专业人员因此设计了一种新型Y，YE型“防触电”变压器。首先从Y，YE型“防触电”电力变压器的结构和原理上进行说明。Y，YE型“防触电”电力变压器是三相三卷芯配电变压器,其内部结构特点是:一次侧与现在Y，yn变压器一样,二次侧有所不同,内部结构是双卷芯双绕组,它将380V三相动力与220V单相照

5、明分开,各自一组绕组,互不干扰,在电气上毫无连接,380V三相动力绕组采用Y型（或D型）接线，中性点不接地。220V照明绕组采用E型（或E1型）接线，中性点经电阻R接地，见图1,其外部结构为：二次侧有6个接线柱，a、b、c　　3个接线柱为380V动力接线柱。零为地线接线柱，并经电阻R接地。d和e2接线柱为220V照明接线柱。　　工作原理：Y，YE型“防触电”电力变压器在正常运行情况下,三相动力负荷接在变压器的二次侧动力绕组Y型（或D型）绕组abc上。三相绕组分别为aa′、bb′、cc′,接线方式分为2种：一种是Y型接线，Y型接

6、线中性点不接地。另一种是D型接线，D型接线无中性点。所以380V动力线正常情况下不会发生单相触电事故，2种接线方式见图1、图2。　　　　图1Y，YE接线图　　　　图2Y，YE1接线图　　220V照明负荷接照明绕组的E型（或E1型）绕组的d、e接线柱上，照明绕组E型（或E1型）绕组接线方式也分为2种：一种是E型双绕组两相接线，另一种是E1型单绕组单相接线。E1型单绕组单相接线较为简单，见图2。它在变压器铁心中柱上，加一个照明绕组de，在照明E1绕组中间抽头为零线接地，这样就分为2个绕组，它们的矢量相反数值相等，当d、e两端电压为

7、220V时，d、e两端对零线电压各为110V，2种接线矢量图见图3。如果在零线接地加一个人体的3倍电阻，当人体触电时，人体触电电压为对地全电压的1/4，即触电电压U=1/4×110V=27.5V。E型接线和E1型接线有所不同，它是将dd′和ee′两相绕组分别安装在变压器铁心的2个边柱上，见图1，　　de为首端分别引出接在变压器外部低压d、e两接线柱上，d′e′连接为零并经一个4倍人体电阻R后接地，在d、e极之间电压U保持着原来的额定电压220V不变，用户正常使用，两相绕组电压的向角为120°，数值相等，当dd′、ee′两端电压

8、为220V时，则d、e两端对零线电压各为U=1/1.73×220V=127V。见图3，对地127V的电压对人身仍有触电危险，为了能使127V电压降为36V以下电压，在中性点加装一个4倍人体电阻R后接地，当人体触碰带电设备时，人体电阻与4倍人体电阻R形成串联，人体承受电压U=±