第五章_保护接地与保护接零

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1、保护接地和保护接零电力系统中性点接地方式电力系统中性点有三种接地连接方式：中性点直接接地中性点不接地中性点经消弧线圈接地小电流接地系统大电流接地系统1中性点直接接地方式中性点直接接地系统发生单相短路时，非故障相对地电压不变，电气设备绝缘水平可按相电压考虑。可以配出中性线N，既三相四线制，一般民用建筑均采用。中性点不接地方式中性点不接地系统发生单相接地故障时，线电压不变，而非故障相对地电压升高到原来相电压的倍单相接地电流等于正常时单相对地电容电流的三倍。电力系统中性点接地方式中性点经消弧线圈接地方式工作接地在采用380/220V的低压电

2、力系中，一般都从电力变压器引出四根线，即三根相线和一根中性线，这四根兼做动力和照明用。动力用三根相线，照明用一根相线和中性线。在这样的低压系统中，考虑当正常或故障的情况下，都能使电气设备可靠运行，并有利人身和设备的安全，一般把系统的中性点直接接地，如图-1中的R。即为工作接地。由变压器三线圈接出的也叫中性线即零线，该点就叫中性点。工作接地的作用有两点，一是减轻一相接地的危险性；稳定系统的电位，限制电压不超过某一范围，减轻高压窜入低压的危险。工作接地：减轻一相接地的危险性如图-2所示，如果电网的中性点不接地，当有一相碰地时，接地电流不大

3、，设备仍可运行，故障可能长时间存在，但这时电流通过设备和人体回到零线而构成回路，这是很危险的。应当看到，发生上述故障时，不只是某一接零设备处在危险状态，而是由该变压器供电的所有接零设备都处在危险状态中，同时，没有碰地的两相对地电压显著升高，大大增加触电的危险。如果是如图-3那样，变压器的中性电直接接地，即变压器有工作接地，上述危险就可减轻或基本消除，这时，接地电流ID主要通过碰地处接地电阻Rd和工作接地电阻R0构成回路，接零设备对地电压为：Uo=IdR=U/Rd+Ro*R。(式-1）由此可见，减少R。可限制U。在某一安全范围以内。工作

4、接地：稳定系统电位如图-4所示，高压为10千伏电网，低压为380/220伏电网，当绝缘损坏时，高压电意外窜入低压边时，整个低压系统对地电压都将升高，如果低压系统不接地，其对地电压可升高到数千伏，这对大量接触低压设备的工作人员是非常危险的。如果象图-4示那样，低压边中性点直接接地，则低压边对地电压将受到工作接地电阻的限制，不会太高。这时，高压接地电流Icd通过低压工作接地和高压线路对地分布电容构成回路。低压零线对地电压Uo=Idro（式-2）一般情况下，要求在发生高压窜入低压时U。不得超过120伏，这就要求工作接地电阻：ro≤120/I

5、cd(式-3)，对于中、小容量的10千伏电网，高压接地电流一般不超过30安，r。≤4欧姆是能满足上述要求的。接地与接零(1)保护接地不接地系统故障分析例如：若线路对地电阻无穷大，但对地电容为0.5uF时，由于Ud=3URr/√9Rr2+(1/ω2C2)，假设相电压=230V，频率=50Hz，人体电阻Rr=2000。如果设备漏电，其故障对地电压为Ud=133.4V，流过人体的电流Id=66.7mA。远远超过人的心室颤动电流，足以使人致命。UdIT系统防护；有保护接地电阻Rb时，由于Rb与人体电阻Rr并联，且Rb<

6、3URb/

7、3Rr+Z

8、因为Rr<

9、金属外壳、电缆的金属外皮和配线的钢管；此外，某些架空电力线路的金属杆塔和钢筋混凝土杆塔、互感器的二次线圈等，也应予以接地。保护接零TT系统的危险：在接地系统中，如果没有保护接地，当设备漏电时，人体接触漏电设备外壳将承受U=220V的相电压。如果有保护接地，当设备漏电时，人体接触漏电设备外壳时，受承受的电压为：UrRb·U/(Ro+Rb)，由于Ro与Rb大小相当，所以Ur将在100V以上，这仍是相当危险的。保护接零是将设备外壳导电部份与系统零线相联接，在熔断器Fu的配合下，当设备漏电时，该相与零线短路，巨大的短路电流可使熔断器迅速动作

10、，从而切断故障部分电源。在三相四线制变压器中性点直接接地的电网中，如果用电设备不采取任何的安全措施，则设备漏电时，触及设备的人体将承受近220V的相电压，这样的情况显然是非常危险的。如图-10所示，当有一相带电部分碰连设