电力系统中因运行需要,将中性点直接或经消弧线圈、电阻、击穿保险器等与大地作金属连接,称为工作接地。
(一)中性点接地的作用
1.迅速切断故障设备电源
在中性点接地系统中,当一相故障接地时,接地电流成为很大的单相短路电流,保护装置能迅速准确动作切断电源,从而保证了人体免于触电和避免设备故障扩大。
2.降低系统故障时的人体接触电压
在中性点绝缘系统中,当发生单相接地故障时,如果人体又触及非故障相,人体所承受的接触电压为相电压的倍。
在中性点接地系统中,由于中性点接地电阻很小,在一相故障接地时,另外两相对地电压变化不大。如人体触及非故障相,人体承受的接触电压不再是相电压的倍,而是接近或等于相电压,减轻了触电伤害后果。
3.降低电气设备绝缘要求
中性点对地绝缘系统中,单相接地故障会使其他两相对地电压升高至相电压的倍;而在中性点接地系统中,单相接地故障时,非接地相对地电压增加很少,接近相电压。因此在中性点接地系统中,设备绝缘水平按相电压考虑而不必按相电压的倍考虑,降低了制造成本和建设费用。
(二)保护接地原理和作用
1.保护接地的作用
保护接地,就是将电气设备在正常情况下不带电的金属外壳部分与接地体之间作良好的金属连接。保护接地是一种技术上的安全措施。若电气设备绝缘损坏,使外壳意外带电时,可使电流经接地体流入大地,人接触带电的金属外壳时,可能产生的接触电压。若将接触电压控制在安全范围以内,才能保护人身的安全。(www.daowen.com)
2.保护接地原理
在绝缘中性点配电系统中,当某一相导体因绝缘破损而使设备外壳带电时,故障电流经人体、大地和各相对地绝缘阻抗形成回路。流过人体的电流大小与各相对地绝缘阻抗有关。低压配电系统中各相对地绝缘阻抗小于20kΩ时,即有遭受电击危险。
图102 保护接地原理图
如图102所示,电气设备有保护接地装置。当发生碰壳短路故障时,故障相接地短路。由于中性点对地绝缘,一般情况下接地短路电流不大,低压配电系统单相接地短路电流不到1A,漏电设备外壳对地电压决定于接地装置的接地电阻Rd的大小
式中 Id——系统单相接地短路电流;
Ud——系统相电压;
Z——各相对地绝缘阻抗;
Rd——保护接地装置接地电阻值。
当人体触及漏电设备外壳时,人相当于人体电阻Rr与Rd并联,因Rd≪Rr,Rr的并入对Rd上的压降影响不大,人体承受的接触电压基本上等于(略小于)漏电设备对地电压,适当调整Rd的大小,就可以将这个电压控制在安全范围以内。当接地电阻很小时,大部分接地电流从接地装置流入大地,流过人体的电流接近零值,就能避免触电危险。
保护接地除了用于因绝缘损坏而使设备外壳意外带电的防护外,还广泛用于其他原因的意外带电防护,如在高压设备附近的金属栅栏,可因静电感应而带电,也必须有良好的接地。
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