零線重複接地。
1、 重複接地的定義。
在中性點直接接地的低壓供電系統中,零線在供電變壓器處是接地的。在低壓供電線路的幹線和支線的終端以及沿線,或引入車間或大型建築物時,零線上的一處或多處通過接地裝置與大地再次連接,稱為重複接地。重複接地是tn接地系統中不可缺少的安全措施。
因此,gbj65—83《工業與民用電力裝置接地設計規範》對重複接地做了規定:在中性點直接接地的低壓電力網中,採用接零保護時,零線宜在電源處接地,但移動式電源設備除外。架空線路的幹線和支線的終端以及沿線每一公里處,零線應重複接地。
電纜和架空線在引入車間或大型建築物處,零線應重複接地(但距接地點不超過50米者除外),若室內配電屏、控制屏有接地裝置時,也可將零線直接連接到接地裝置上。
低壓線路零線每一重複接地裝置的接地電阻不應大於10ω。在電力設備接地裝置的接地電阻允許達到10ω的電力網中,每一重複接地裝置的接地電阻不應超過30ω,但重複接地不應少於三處。零線的重複接地,應充分利用自然接地體。
直流電力網中零線重複接地應採用人。
工接地體,並不得與金屬管道等有金屬。
連接,如無絕緣隔離裝置,相互之間的。
距離不宜小於1米。
這是國內唯一對重複接地的接地電阻大小進行規定的標準。它是在水電部行業標準sdj8—79《電力設備接地設計技術規程》基礎上,上升為接地方面的權威國家技術標準。
2、 零線重複接地的作用。
1) 零線未斷線時,重複接地可降低漏電設備金屬外殼上的對地電壓。
圖1有對地電壓重複接地的。
圖2 重複接地的作用1
圖3重複接地的作用2
沒有裝重複接地的保護接零系統,當發生碰殼短路時,線路上的保護裝置將迅速動作,切斷故障電源。但是,從發生碰殼短路起,到保護裝置動作完畢止的一段時間,設備外殼是帶電的,其對地電壓即短路電流在零線上的電壓降。ud=ul=idlzl=uzl/(zx+zl).
式中,idl為單相短路電流;zl為零線阻抗; zx為相線阻抗; u為相電壓。零線阻抗愈大,設備對地電壓愈高。這個電壓比安全電壓大的多。
可以用降低零線阻抗來降低設備上的對地電壓,使它達到安全電壓,理論上是可能的,實際上是不現實的。設備上的對地電壓為50v,在380/220v的系統中,相線上的電壓降為220-50=170v,零線阻抗與相線阻抗之比為50/170=1/3.4;零線阻抗是相線阻抗的1/3.
4;或者說是零線截面是相線截面的3.4倍。這顯然是不現實的。
但是,加大零線截面對降低漏電設備上的對地電壓,是有利的。
一般地說,零線截面是相線截面的1/2倍(或相等)。零線阻抗是相線阻抗2倍。代入上式得,ud=ul=idlzl=uzl/(zx+zl).
=uzl/(1/2zl+zl)=(2/3)u=(2/3)×220=147v。是危險電壓。可見,沒有裝重複接地的保護接零系統,當發生碰殼短路時,線路上的保護裝置未動作前的一段時間,設備外殼的對地電壓是147v的危險電壓。
裝有重複接地的保護接零系統,當發生碰殼短路時,線路上的保護裝置未動作前的一段時間,設備外殼的對地電壓將有所降低,觸電的危險可以減輕。
設重複接地的接地電阻為10ω,中性點的接地電阻為4ω。重複接地的接地電阻上的電壓降就是漏電設備上的對地電壓。設零線上的電壓降不變,還是147v。
ud=×10=105v。這個電壓對人還有危險,但比沒有裝重複接地時的147v減輕為105v。可見,重複接地有降低漏電設備外殼線上路上的保護裝置未動作前的一段時間的對地電壓的作用。
而且,重複接地的接地電阻愈低或一條支路上重複接地處愈多,降低對地電壓的作用愈顯著。例如,一條支路上有兩處重複接地,接地電阻均為10ω時,支路上有一設備漏電,對地電壓為:ud=147/×10/2=82v。
顯然,危險減輕的更多。
但是,如果電網有幾條支路,每條支路都有重複接地,這對穩定中性點的電位是有利的,但對降低降低漏電設備外殼的對地電壓是不利的。若每條支路重複接地的接地電阻為10ω,一條支路發生漏電時,另兩條支路與中性點接地電阻是並聯的,並聯電阻是,10×10×4/(10×10+10×4+10×4)=20/9,再與這條支路的10ω串聯,對地電壓為ud=}×10=120v。比支路少時的對地電壓要大。
因此,降低對地電壓的作用是指重複接地的接地電阻愈低,或一條支路上重複接地處愈多,降低對地電壓的作用愈顯著。
2) 零線斷線時,重複接地可降低漏電設備金屬外殼上的對地電壓。
沒有裝重複接地的保護接零系統,零線斷線時,當發生碰殼短路時,短路電流極小,線路上的保護裝置不能動作,不能切斷故障電源。漏電設備金屬外殼上的對地電壓近似為220v。
裝重複接地時,在零線上加了一個重複接地的接地電阻rc,中性點接地電阻r0是串聯在相電壓上,設重複接地的接地電阻rc=10,中性點接地電阻r0=4,當發生碰殼短路時,短路電流為220/14=15.7a。,線路上的保護裝置不能動作,不能切斷故障電源。
,在零線斷口的前面,零線上的對地電壓為:u0=id r0=×4=63v。在零線斷口的後面,漏電設備金屬外殼上的對地電壓近似為220v-63=157v。
少於沒有裝重複接地時的220v。在同一條零線上,適當多加一些重複接地是有好處的。
零線斷線時,重複接地可降低零線斷口的後面漏電設備金屬外殼上的對地電壓,但卻增加了零線斷口的前面零線上的對地電壓。如重複接地的接地電阻rc=2,中性點接地電阻r0=4,在零線斷口的前面,零線上的對地電壓為:u0=id r0=×4=147v。
在零線斷口的後面,漏電設備金屬外殼上的對地電壓近似為220v-147v=73v。
因此,零線斷線時,降低重複接地的接地電阻來降低零線斷口的後面漏電設備金屬外殼上的對地電壓的作用是不可取的。
3)、零幹線斷線時,三相嚴重不平衡時,零線重複接地有穩定系統工作電壓的作用。
o為電源中性點和o/,負載中性點。ea,eb,ec為三相電源。設ea=220∠0o ;eb=220∠-120o ,ec=220∠+120o
eb=220∠-120o =220[(cos(-120o )+jsin(-120o ))220(-1/2-j√3/2)=-110—j110√3; ec=220∠+120o =220[cos(120o )+jsin(-120o )]220(-1/2+j√3/2)=-110+j110√3;ya;yb;yc為三相負載電阻的倒數--電導,yn為零線電阻的倒數--電導,由基爾霍夫第二第一定律得:,電源中性點o和負載中性點o/之間的電壓uoo/ =yaea+ybeb+ycec)/(ya+yb+yc+yn)。
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