雷 勇
重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程學(xué)院 重慶 410037
電氣系統(tǒng)中重復(fù)接地的重要性分析
雷 勇
重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程學(xué)院 重慶 410037
所謂重復(fù)接地指為保障用電過程人生和電氣設(shè)備安全而將三相四線系統(tǒng)(TN—C系統(tǒng))中將零線上多處通過接地裝置與大地再次連接,這是一種重要的保護人生安全的技術(shù)措施,本文介紹了重復(fù)接地保護工作原理和重復(fù)接地在降低用電設(shè)備對地電壓、縮短故障時間、減輕零線斷線危險、改善防雷性能方面的作用。
重復(fù)接地;TN--C系統(tǒng);零線斷線
重復(fù)接地就是在三相四線(TN--C)系統(tǒng)中將零線上的一處或多處通過接地裝置與大地再次連接,如圖2那樣,就稱為重復(fù)接地。那么為什么需要采用重復(fù)接地呢?重復(fù)接地又有什么作用呢?重復(fù)接地在降低漏電設(shè)備對地電壓、縮短故障時間、減輕零線斷線的危險性、改善防雷性能等方面起著重要的作用。以下我們依次分析重復(fù)接地在上訴四個方面的作用
(一)重復(fù)接地降低漏電設(shè)備的對地電壓
圖1是沒有重復(fù)接地的保護接零系統(tǒng),當(dāng)發(fā)生單相絕緣破損而使設(shè)備金屬外殼帶電時,線路保護裝置將迅速動作,切斷電源。但在該過程中,設(shè)備外殼是帶電的,其對地電壓約為相電壓,將可能造成人身安全事故。使用重復(fù)接地后如圖2所示,在PEN線斷線時發(fā)生一相碰殼故障,則外殼所帶電壓UE是IE在RE′上的壓降,若兩個接地電阻阻值相等,則該電壓約為相電壓的一半。
圖1 未使用重復(fù)接地時PEN線斷線
圖2 使用重復(fù)接地時PEN線斷線
(二)重復(fù)接地縮短故障時間
因為重復(fù)接地、工作接地和零線構(gòu)成并聯(lián)分支,所以當(dāng)發(fā)生單相碰殼短路時,短路電流將大大增加,而且線路越長,效果將越顯著,這就加速了線路中保護裝置的動作,將縮短事故持續(xù)時間。
(三)重復(fù)接地減輕零線斷線的危險性
圖3為沒有重復(fù)接地的TN--C系統(tǒng)。當(dāng)零線斷線時,斷線處后面的某一設(shè)備相線絕緣破損碰殼時,事故電流通過人體和工作接地構(gòu)成回路,又因為工作接地的電阻R。比人體的電阻要小得多,所以人體幾乎承受全部的相電壓。圖4為有重復(fù)接地的接零系統(tǒng)。從圖中可知,這時,碰殼電流主要通過重復(fù)接地電阻Rc和工作接地Ro構(gòu)成回路,在斷線處后面,設(shè)備對地電壓為Uc,在斷線處之處前面的那部分,設(shè)備對地電壓為Uo,Uc與Uo之和為相電壓。因此,Uo和Uc都小于相電壓,所以危險程度減輕了。另外在保護接零系統(tǒng)中。如果出現(xiàn)零線斷線,即使沒有發(fā)生設(shè)備碰殼短路,但是出現(xiàn)三相負荷不平衡,零線上也將出現(xiàn)危險的對地電壓。在這種情況下,重復(fù)接地也能減輕或消除危險。如圖5所示,在三相電源只有一相投入使用時,電流將通過該相電氣設(shè)備、人體和工作接地構(gòu)成回路。而人體阻值較大,所以大部分電壓降產(chǎn)生在人體上,觸電的危險性就很大了。此時如果有采用重復(fù)接地如圖6所示,則人體承受的電壓為重復(fù)接地電阻Rc上的電壓降,其上電壓降為相電壓的一部分。從而減輕或消除觸電的危險。
圖3 無重復(fù)接地時零線斷線示意圖圖4 有重復(fù)接地時零線斷線示意圖
圖5 無重復(fù)接地三相負荷不平衡時零線斷線圖6 有重復(fù)接地三相負荷不平衡時零線斷線
(四)重復(fù)接地改善防雷性能
架空線路零線上的重復(fù)接地,有對雷電分流的作用,可限制雷電的過電壓,改善了架空線路的防雷性能。
重復(fù)接地是一種重要的安全技術(shù)措施,對保護人身和設(shè)備安全有重要意義,TN系統(tǒng)中需要重復(fù)接地的地點有:架空線路終端及沿線每隔1km處;電纜和架空線引入車間和其他建筑物處。另外配合采用等電位連接等技術(shù)措施進一步保護人身和設(shè)備安全。
[1]安剛.重復(fù)接地的安全作用及其要求[J].機床電器,1995(04).
[2]馬敏.淺談重復(fù)接地[J].河南建材,2012(03).
[3]王桂香.談重復(fù)接地的重要性[J].大眾標(biāo)準(zhǔn)化,2005(01).