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【工控】接地和接零同时出现接电设备发生漏电为何导致零线电压升高

2018-10-12 浏览量:72

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用电设备发生漏电并与零线N或保护地线PE发生短路,危害极大。如果漏电保护、短路或过载保护设施灵敏,反应迅速,会立刻切断电源,不会造成更严重后果。如果保护设施失灵,问题就严重了,轻者烧坏供配电设施,重则发生火灾,酿成次生事故。

这是因为,供电线路也包括零线N和保护地线PE在内,阻抗都很小,当发生接零接地短路时,相当于电源电压全部或大部分加在导线两端,导线成了负载,这时短路电流非常大,很容易烧坏供配电设施。同时使零线N或保护地线PE对地电压会迅速升高,给其它共用零线N和地线PE用户带来危害。

下面是电器设备漏电接零短路模拟电路。

图中100mΩ电阻为ABC三相模拟线路阻抗,500mΩ电阻模拟零线N阻抗,600mΩ电阻模拟电器设备漏电短路阻抗。1098Ω为三相负载阻抗。从上面波形图可以看出,此时短路电流170A多安培,是正常负载电流的10倍左右。经计算零线电压上升到87伏左右,远远超出几伏的正常值,如果这时人体接触到零线,就会危害人身安全。对其它共用零线电器的正常运行也会造成严重影响。

补发一张AN短路时各相电压图片,其它参数和上图一样。

再补充一张A相,N零线短路时,各项电流相量图,虽按比作图,但不很准。由于A相与零线短路使BC相电压升高,相应电流也增大。

当接地和接零同时出现就相当于同一供电系统中TT方式和TN方式混合使用。发生漏电为什么会到致零线电压升高呢?

这是因为如果我们外露设备金属外壳没有接地,发生漏电时设备的外壳就会带上危险的相电压,设备外壳与大地又没有接触、就没有电流,电流保护器是不会动作就不能切断电源,人接触带的设备的金属外壳的电就是相电压,触电电流超过安全极限。如果有接地保护,相电压会通过与设备相连接的到线流回大地,行成单相对地短路,使电路中的过流保护动作切断电源,降低触电发生。

这是正常的保护对与大功率大容量的设备,会因单相接地电流小不能使保护器动作,故障就一直保持,设备外壳就带上危险的对地电压。

例如电器线路额定容体30A,保护接地电阻为4欧姆(规程规定)单相电压220伏对地短路电流为27.5A,保险丝不容化,设备外壳所带的电压就是110V的危险,超出安全电压,

这时接地与接零同时使用,接零线的对地电压也会升高到110V,会使所有接零设备的金属外壳全部带上110v的对地电压,人接触任一设备都会有触电为险。

所以就是TTTN两种系统是不能同时使用的原因。
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