理论教育 各种接地方式遭受电击的情况详解

各种接地方式遭受电击的情况详解

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:各种接地方式的电击危险情况不完全相同,现分述如下。因此,站在地面上的人,当直接触摸任何相线,立即遭受相电压的电击。TN—C系统中PEN线断线将发生电击危险,危险程度视用电设备具体情况而异。但同时外露可导电体对地电压升高,人触及时有遭电击危险。否则故障情况下将因无保护线而失去保护。人触及相线是否有危险决定于各相对地电容和绝缘电阻的数值。

各种接地方式遭受电击的情况详解

各种接地方式的电击危险情况不完全相同,现分述如下。

1.TN—S系统

TN—S系统,在正常情况下各导体在线路各点上的对地电位是基本固定的。相线对地电位接近变压器低压侧相线与中性线之间的电压;中性线对地电位很低,其数值随中性线电流大小而变化;保护线PE对地电位为零。因此,站在地面上的人,当直接触摸任何相线,立即遭受相电压的电击。触摸中性线一般无危险(电压低于25V)。

在发生相线对外露导电体短路时,短路电流通过保护线形成金属回路,能达到很大的数值。此时电气设备的外露导电体对地电压的数值,决定于保护线上的电压分配,即决定于保护线阻抗与相线阻抗的比值。对于保护线和相线一起敷设的线路,阻抗的比值基本上等于电阻的比值。因此,故障点距离变压器较远时,短路电流不会很大,在变压器内部不致引起显著的电压降时,保护线末端(即发生故障的外露导电体处)对地电压UPE近似计算式为

式中 UPE——低压系统额定相电压;

RPE——保护线电阻;

Rφ——相线电阻。

在保护线截面为相线截面的一半时,对220/380V系统

因此,在TN—S系统中人触摸故障电器的外露导电体时,最高可能接触电压即为UPE,明显低于系统额定相电压。如人所站地点不是安全的地电位,则其数值还将略小。这是TN—S系统的优点。TN—S系统的缺点是:自变压器起直至用电设备均为五根导体,线路投资较大。

2.TN—C系统

TN—C系统中PE线与N线合二为一,正常情况下有电流通过,故接至PEN线的外露导电体,在正常情况下对地电位不是零,而是PEN线上的电压降。除此以外,正常情况下TN—C系统的特点与TN—S系统相同。相线对外露导电体短路时的情况也与TN—S系统基本相同,PEN线上的电压分配值即相当于TN—S系统中PE线上的电压分配值。故障情况下外露导电体对地电位也明显低于系统相电压。

TN—C系统中PEN线断线将发生电击危险,危险程度视用电设备具体情况而异。

(1)三相无中性线用电设备:三相无中性线的用电设备的PEN线,实际上只起PE线一种作用,故其电源中的PEN线断线时与TN—S系统中PE线断线一样。(www.daowen.com)

(2)单相用电设备:单相用电设备的PEN线断线后,用电设备实际上失去电源,一般将停止工作,故易于发现。但同时外露可导电体对地电压升高,人触及时有遭电击危险。

3.TN—C—S系统

在低压回路中的干线部分采用TN—C系统,因其中性线截面较大,发生PEN线断线的概率低,而在支线或分干线部分采用TN—S系统以防止PEN线断线带来危险,这种方式在技术上和经济上都较合理,因此在一定的条件下得到较广泛的采用。在出现PEN线断线时,其TN—C部分和TN—S部分的情况分别与前述TN—C和TN—S情况相同。

4.TT系统

TT系统中正常情况下在线路各点上导体的对地电位是基本固定的。相线对地电位接近变压器低压侧相电压;中性线对地电位很低,等于中性线上电流产生的电压降;保护线对地为零电位。因此站在地面上的人如直接触及任何相线立即遭电击,触及中性线一般无危险。

TT系统中的相线对外露可导电体短路时不形成金属导电回路,仅通过RA和RB两个接地电阻形成故障电流通路,而一般RA大于RB,故障时RA上的分压大于RB上分压,即PE线上所连接的各电气设备的外露可导电体的对地电压将占相电压的很大比例,并可能接近相电压。由于接地电阻值随土壤情况而变化,TT系统中最大可能接触电压如按最不利情况考虑将接近相电压。

和TN—S系统一样,TT系统中保护线断线时当时无危险。但断线不能立即发现,只能依赖于定期检查。否则故障情况下将因无保护线而失去保护。

TT系统中变压器至用电点之间导线为四线,与TN—C系统相同,比TN—S系统经济。但用电点内部各用电设备及相关设备的外露可异电体与共用的接地极之间须用保护线相连接,故同一接地极范围内的线路实际上也是五线。

5.IT系统

配电变压器处中性端子(如引出时)和各相端子均不与地直接相连的IT系统,其正常情况下线路各点上导体对地电位不是固定的。它决定于各相对地电容和绝缘电阻。人触及相线是否有危险决定于各相对地电容和绝缘电阻的数值。因此,实际用于配电的IT系统在人触及相线时有遭电击危险,而用于电气隔回路的很小系统则无危险。

中性点经阻抗Z接地的IT系统,中性点电位在正常情况下是固定的,系统中其他各点对地电位因而也是固定的。在出现各相对地电容和绝缘电阻不平衡时,接地阻抗Z上有电流通过,中性点电位将有偏移。

相线对外露可导电体短路时,因接地阻抗Z的数值显著大于RA,RA上的分压很小,故外露可导电体上对地电位不高,人触及没有危险。

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