中日韩免费视频,韩国精品视频在线观看,日韩中文字幕在线有码视频网,一区在线看,动漫美女被到爽了流漫画,国产精品成人网,免费一区二区

史上最全的接地系統詳解,值得收藏!
添加時(shí)間 2018-07-20 返 回

                                                                                


如圖所示, 一直搞不清楚地線(xiàn)和零線(xiàn)的原理, 地線(xiàn)的兩端分別是什么,保護中性線(xiàn)的兩端是什么。漏電流為什么走的地線(xiàn)而回線(xiàn)的電流不走地線(xiàn)。快搞暈了……圖中都是我自己標注的,可能有錯誤。

      這個(gè)問(wèn)題挺好,好在兩處:第一,標題好,直接切入主題;第二,對保護中性線(xiàn)錯誤的認識表述很到位,的確是許多人的認知盲區。零線(xiàn)的準確名稱(chēng)是保護中性線(xiàn)。

       先說(shuō)答案:題主的主題本身就是錯的。要知道,保護中性線(xiàn)是中性線(xiàn)與地線(xiàn)的合并線(xiàn),保護中性線(xiàn)包括了地線(xiàn)功能在內。

現在,我來(lái)回答問(wèn)題。
       我們看圖1
                                                

注意到圖1中還未出現保護中性線(xiàn),只有三條相線(xiàn)L1/L2/L3,以及三條相線(xiàn)的中性線(xiàn)N。三條相線(xiàn)對N線(xiàn)的電壓均為220V,相線(xiàn)之間的電壓則為380V。

我們知道,交流電壓的表達式為:

而交流電流的表達式為: 

注意到一個(gè)事實(shí),當三相平衡時(shí),中性線(xiàn)總線(xiàn)上的電壓和電流有如下特性:

在圖1中,具有此特性的只有標注了N字樣的中性線(xiàn)總線(xiàn),而中性線(xiàn)支線(xiàn)是不具有此特性的。

對于中性線(xiàn)支線(xiàn)來(lái)說(shuō),流過(guò)中性線(xiàn)的電流與相線(xiàn)電流大小相等方向相反。

我們再來(lái)看圖1。圖1中的中性線(xiàn)發(fā)生了斷裂,于是在斷裂點(diǎn)的前方,中性線(xiàn)的電壓依舊為零,但斷裂點(diǎn)的后方若三相平衡時(shí),它的電壓為零;但若三相不平衡,則斷裂點(diǎn)后方的中性線(xiàn)電壓會(huì )上升,最高會(huì )升到相電壓。

事實(shí)上,我們發(fā)現,只要三相不平衡,盡管中性線(xiàn)并未斷裂,但中性線(xiàn)的電壓也會(huì )上升。
                                                 
圖2中,在變壓器的中性點(diǎn)做了接地,此接地在國家標準和規范中,被稱(chēng)為系統接地。注意,這里的接地符號是接大地的意思。
系統接地的意義有兩個(gè):
第一個(gè)意義:系統接地使得變壓器的中性線(xiàn)的電位被強制性地鉗制在大地的零點(diǎn)位
第二個(gè)意義:給系統的接地電流提供了一條通道值得注意的是:圖2中的N線(xiàn)因為有了工作接地,所以它的符號也變了,變成PEN,也就是題主主題中的保護中性線(xiàn)。保護中性線(xiàn)在這里,保護優(yōu)先于中性線(xiàn)功能。通過(guò)前面的論述我們已經(jīng)知道,若保護中性線(xiàn)斷裂,由于保護性中性線(xiàn)具有中性線(xiàn)功能,所以斷裂點(diǎn)后部的保護性中性線(xiàn)電壓可能會(huì )上升。
事實(shí)上,保護性中性線(xiàn)斷裂點(diǎn)后部的由電壓完全由下式?jīng)Q定:

可以看出,如果  和  各不相同,則三相電壓就不平衡,保護性中性線(xiàn)電壓 當然也不等于零。
同理,我們可以看到保護性中性線(xiàn)斷裂點(diǎn)后部的電流也與三相不平衡有關(guān).
再看圖3,我們發(fā)現保護性中性線(xiàn)PEN中采取多點(diǎn)接地的方法,以避免出現保護性中性線(xiàn)斷裂點(diǎn)后部電壓上升的情況。
注意哦,圖2對應的接地系統叫做TN-C,而圖3對應的接地系統叫做TN-C-S。

現在,我們可以回答題主的問(wèn)題了。
我們來(lái)看圖4


                                                 
                                                          
零線(xiàn)的準確名稱(chēng)是保護中性線(xiàn)

圖4中,變壓器中性點(diǎn)接地,而用電設備的外殼直接接地。

正常運行時(shí),我們看到,用電設備的外殼根本就不會(huì )有任何電流流過(guò)。現在,我們來(lái)分析L3相對用電設備的外殼發(fā)生碰殼事故的情況。

我們首先遇見(jiàn)的是外殼接地電阻有多大這個(gè)基礎參數。在國家標準GB50054《低壓配電設計規范》中,把外殼接地后的電阻以及地網(wǎng)電阻合并叫做接地極電阻,并規定它的值不得大于4歐。但在工程上,一般認為接地極電阻為0.8歐。

其次,我們需要知道保護性中性線(xiàn)電纜的電阻是多少。這個(gè)值可以根據具體線(xiàn)路參數來(lái)考慮。方便起見(jiàn),不妨先規定這條保護性中性線(xiàn)電纜的長(cháng)度是100米,電纜芯線(xiàn)截面是16平方毫米,它的工作溫度是30攝氏度,則它的電阻為:

               

有了這兩個(gè)數據,我們就可以來(lái)進(jìn)行實(shí)際計算了。

我們看圖4的下圖,我們發(fā)現當L3相對用電設備的外殼短路時(shí),保護性中性線(xiàn)中有電流流過(guò),地網(wǎng)中也有電流流過(guò)。

注意到保護性中性線(xiàn)電阻和地網(wǎng)電阻其實(shí)是并聯(lián)的,按照中學(xué)的電學(xué)物理知識,我們知道并聯(lián)電路的電流與電阻的阻值成反比,也即:

         
由式1我們看到,地網(wǎng)電流與保護性中性線(xiàn)電阻和地網(wǎng)電阻的比值有關(guān)。我們把接地極電阻按4歐取值,把具體參數代入,得到地網(wǎng)電流為:
          

即便我們按工程慣例接地極電阻取為0.8歐,得到地網(wǎng)電流為: 
          

也就是說(shuō),地網(wǎng)電流只相當于保護性中性線(xiàn)電流的3%~15%而已!我們取為中間值,則地網(wǎng)電流只有保護性中性線(xiàn)電流的6%。
                                            
                                                    
零線(xiàn)的準確名稱(chēng)是保護中性線(xiàn)

 至此,我們已經(jīng)回答了題主的問(wèn)題。

      用電設備的外殼發(fā)生碰殼故障后,地網(wǎng)電流如此之小,與保護性中性線(xiàn)電流相比,幾乎可以忽略不計,那么用電設備的外殼帶電將長(cháng)期存在。如此一來(lái),必然會(huì )出現人身傷害事故。

那么,在實(shí)際接線(xiàn)中,我們是如何來(lái)保護人身安全的?

提示:這個(gè)問(wèn)題的涉及面有點(diǎn)廣,與低壓配電網(wǎng)的接地形式有關(guān),與用電設備的保護接零及保護接地有關(guān),與TN-C系統下到底采用斷路器保護還是采用漏電開(kāi)關(guān)保護也有關(guān)。

解答:從以上描述中我們看到,當發(fā)生單相接地故障時(shí),地網(wǎng)電流很小,根本不足以推動(dòng)斷路器或者熔斷器執行保護。怎么辦呢?

國際電工委員會(huì )IEC提出了解決方案,這就是接地系統

在具體描述之前,我們先明確幾個(gè)概念:
第一個(gè)概念,什么叫做系統接地或者工作接地?
系統接地(工作接地))指的是電力變壓器中性點(diǎn)接地,用T來(lái)表示,沒(méi)有就用I來(lái)表示。
第二個(gè)概念,什么叫做保護接地?
保護接地指的是用電設備的外殼直接接地,用T表示。若外殼接到來(lái)自電源的保護性中性線(xiàn)或者地線(xiàn),則用N表示。
第三個(gè)概念,什么叫做接地形式?
接地形式有三種,分別是TN、TT和IT。TN下又分為T(mén)N-C、TN-S和TN-C-S。

知曉這幾個(gè)概念后,我們來(lái)看看IEC給出的有關(guān)TN-C和TT系統的原圖。注意,這兩幅圖是不容置疑的,是有關(guān)接地系統的權威解釋。

第一幅圖:TN-C接地系統和TN-S系統
                                                 
                                                                                 零線(xiàn)的準確名稱(chēng)是保護中性線(xiàn)

 

       由于電路中有系統接地,但負載外殼沒(méi)有直接接地,而是通過(guò)保護性中性線(xiàn)PEN間接接地,所以該接地系統叫做TN-C。

圖中左上角就是變壓器低壓側繞組,我們看到它引出了三條相線(xiàn)L1/L2/L3和一條PEN保護性中性線(xiàn)。注意到保護性中性線(xiàn)的左側有兩次接地,第一次在變壓器的中性點(diǎn),這叫做系統接地,第二次在中間某處,叫做重復接地。重復接地的意義就是防止保護性中性線(xiàn)斷裂后其后部保護性中性線(xiàn)的電壓上升。
值得注意的是負載。我們看到中間的負載PEN首先引到外殼,然后再引到保護性中性線(xiàn)接線(xiàn)端子。這說(shuō)明,保護性中性線(xiàn)PEN是保護優(yōu)先的。也因此,
第二幅圖:TN-C-S接地系統

                                                  

TN-C-S區別于TN-C,就在于PEN在重復接地后分開(kāi)為N中性線(xiàn)和PE保護線(xiàn)。

注意到TN-C-S的-S側負載的外殼是接在PE線(xiàn)上的,而TN-C-S的-C側則是接在PEN線(xiàn)上,因此前者是保護接地,后者是保護接零。兩者相比,保護性中性線(xiàn)不能中斷,而PE線(xiàn)同樣也不能中斷。

在居家配電系統和學(xué)校、企事業(yè)單位配電系統中,TN-C-S非常普遍。

第三幅圖:TT接地系統

從符號代碼看,TT接地系統有系統接地,但它的保護接地采取直接接地的方式實(shí)現的。
                                               

TT接地系統變壓器的中性點(diǎn)直接接地,而用電負載的外殼也獨立直接接地。構成保護接地。

值得注意的是:我們在前面已經(jīng)描述過(guò)了,當發(fā)生單相接地故障時(shí),流經(jīng)地網(wǎng)的電流實(shí)際上只有N線(xiàn)電流的6%左右。因此,TT系統下發(fā)生的單相接地故障電流相對TN要小得多。
現在我們來(lái)對比TN系統和TT系統的異同點(diǎn)

1.對于TN系統和TT系統來(lái)說(shuō),由于首字母都是T,說(shuō)明這兩個(gè)系統都有系統接地;

2.由于TN系統的N線(xiàn)與PE線(xiàn)在系統接地處或者重復接地處是連在一起的,PEN則完全合并在一起,而用電設備的外殼直接與PE或者PEN連在一起,因此發(fā)生單相接地故障時(shí),故障電流會(huì )比較大,近似于相線(xiàn)對N線(xiàn)的短路。所以,TN系統又叫做大電流接地系統;

TT的系統接地與保護接地完全獨立,單相接地故障電流要返回電源,必須通過(guò)地網(wǎng),并且電流較小。所以,TT系統又叫做小電流接地系統。

有了接地系統的解釋?zhuān)覀兙涂梢曰卮饐?wèn)題了。

1.需要適當地放大接地電流

適當地放大接地電流,使得用電設備的前接斷路器可以執行過(guò)電流保護操作,這就是具有大接地電流的TN系統。

2.加裝漏電保護裝置RCD。
我們來(lái)看圖5:
                                              

圖5中,我們看到變壓器的中性點(diǎn)直接接地,然后分開(kāi)為N和PE,并且PE一直延伸到負載側并接到用電設備的外殼上。所以,此接地方式屬于TN-S接地系統。

當用電設備發(fā)生碰殼事故后,PE線(xiàn)的電阻當然小于地網(wǎng)電阻,并且PE的最前端還與N線(xiàn)相連,接地電流被放大到接近相對N的短路電流,則距離用電設備最近的上游斷路器會(huì )執行過(guò)電流跳閘保護。

圖5中,我們還看到從二級配電用四芯電纜引了三條相線(xiàn)和N線(xiàn)到負載側,PE線(xiàn)被切斷了,而用電設備的外殼直接接地。于是當用電設備發(fā)生碰殼事故后,接地電流只能通過(guò)地網(wǎng)返回電源。此接地方式屬于TN-S下的TT接地系統。

由于TT下通過(guò)地網(wǎng)的接地電流很小,所以IEC和國家標準都規定了必須安裝漏電保護裝置RCD。

RCD的原理如下:
                                              

未發(fā)生單相接地故障時(shí),三相電流合并N線(xiàn)電流后的相量和為零。當發(fā)生漏電后,某相電流會(huì )增加,并且漏電流經(jīng)過(guò)地網(wǎng)返回電源,則N線(xiàn)電流依然與先前一致。于是,零序電流互感器的磁路中會(huì )出現磁通,其測量繞組中當然會(huì )出現電流,并驅動(dòng)檢測和控制部件使得前接斷路器執行漏電保護動(dòng)作。

 

 

電 話(huà)
聯(lián) 系
關(guān) 于
郵 件
侯马市| 民权县| 内乡县| 六安市| 永济市| 紫阳县| 盐山县| 焉耆| 庐江县| 新野县| 泽普县| 雅安市| 瑞安市| 迭部县| 海城市| 平遥县| 游戏| 固阳县| 扶绥县| 千阳县| 翼城县| 定远县| 丘北县| 陵川县| 海安县| 金沙县| 师宗县| 尼勒克县| 乐清市| 射阳县| 郑州市| 凯里市| 桐柏县| 武平县| 安西县| 玉树县| 儋州市| 昌都县| 安达市| 延长县| 比如县|