§2 保护接零与保护接地
电气设备的保护接零与保护接地是二个完全不同的概念,应用于不同的供电系统,必须加以区别。
一、保护接零的基本原理及应用范围
保护接零:把电气设备在正常情况下不带电的金属壳体部分与供电系统的零线作电气连接。
目前我国采用的民用低压供电系统有三个名字:
变压器低压侧中性点直接接地的Yyno(即原Y/Y0-12)接线方式; 三相四线制低压配电系统; TN-C系统。
电气原理图为: (Dyn11)
三根相线分别为L1,L2,L3,中性线(N)与接地保护线(PE)合一,称为PEN线。
提供二组电压:
220V(照明、家用电器):L1-PEN、L2-PEN、L3-PEN 380V(动 力 用 电:):L1-L2、L2-L3、L3-L1
6
二、Yyno系统中电气设备外壳必须保护接零
相线碰外壳短路 电流构成完整短路回路 短路电流Ik很大 保护装置迅速动作 切断故障电路
电气设备外壳采用保护接零的电气原理如图所示。
图1 Yyno系统电气设备外壳保护接零
保护接零适用于变压器低压侧中性点直接接地、电压为220/380V的三相四线制(Yyno)供电系统。
三、重复接地的作用
重复接地:在保护接零的情况下,除变压器中性点直接接地外,还必须对PEN线进行一处或多处反复接地。
1. 无重复接地时PEN线断线
图2 没有重复接地时PEN线断线故障
7
M1可以正常工作
M2、M3??金属外壳将带有危险相电压(与外壳不接地相同) 单相电器一旦接通就使M2、M3??外壳带电 严禁零线(PEN线)断开 2.重复接地时PEN线断线 M1正常工作
断线点后A、B、C三点与PEN线接通,C点又通过Rn与大地接通,与外壳接地完全相同,流过人体的电流为110mA,虽不能尽如人意,但 毕竟使危险降低,显然这是可取的。
图3 有重复接地的PEN线断线故障
3. 重复接地的作用 发生短路时降低对地电压 零线断线时降低故障危害
部分消除三相负载不平衡造成的“零点飘移”电压 使线路总阻抗下降
8
总结论:
将所有正常工作时不带电的电气设备的外壳采取保护接零; 按规定在适当的地点重复接地; 严防由各种原因引起的零线断线故障。
四、保护接地的基本原理 (一)保护接地的基本原理
配电线路与大地间存在分布电容C。
相线发生碰壳时,将形成回路电流ID(≤5A),使电气设备外壳具有一定的电位,人体触及设备外壳,人体电阻R r与接地电阻R d并联,通过人体的电流IR的大小只是全部事故电流ID的一小部分,不会超过20mA。
图4 中性点不接地系统电气故障原理图
9
五、保护接零的安全要求 1.接零与接地不能混用
在同一供电系统中,不允许有的设备采用保护接零,有的设备采用保护接地。
如M1接零,M2接地。 当M2发生相线碰壳时,通过Rd和Ro构成回路电流ID,由计算可知,其值约为27.5A。
线路保护装置不可能动作,故障将长期存在,PEN线对地电压升高,使所有保护接零的电气设备外壳的对地电压升高。
按虚线所示将M2的金属外壳接零,其安全性能将得到保证。 此时M2的接地装置Rd就变成重复接地。
图5 接地与接零混用情形(不允许)
2.对重复接地和接零装置的安全要求
(1)接地装置连接可靠,不得脱断;
(2)对于有金属基座的电气设备,基座和外壳分别接地; (3)每台电气设备单独与接地干线连接;
六、三相五线制(TN-S)供电系统
根据GB502596《爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范》,石油库中应采用安全性更高的三相五线制供电系统(即TN—S系统)。
1. 三相四线制的不足
三相负载不平衡 PEN线有电流流过 产生电压
10